81机电一体化技术 综合习题

1综合练习(一)一、名词解释(每小题4分，共20分)1.机电一体化2.传感器3.伺服控制系统4.可靠性5.动态误差二、填空题（每小题1分，共20分)1.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括________，________，________，_______。2.伺服系统中，通常采用原则选择总传动比，以提高伺服系统的。3．机身结构设计中，肋板的布置形式可分为、和三种。4．某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_________。5．柔性制造系统可分为四个系统，分别为、、和。6．从电路上隔离干扰的三种常用方法是:隔离，隔离，隔离。7．工作接地分为_______________、______________。8．某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为____________。三、选择题（每小题2分，共20分）1.STD总线是一个通用工业控制的多少位微型机总线?()A.4位B.8位C.16位D.32位2.加速度传感器的基本力学模型是()A.阻尼—质量系统B.弹簧—质量系统C.弹簧—阻尼系统D.弹簧系统3.齿轮传动的总等效惯量与传动级数()A.有关B.无关C.在一定级数内有关D.在一定级数内无关4.A/D转换接口属于()。A.人机接口B.检测通道C.控制通道D.系统间通道5．伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（）等个五部分。A换向结构B转换电路C存储电路D检测环节6．受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称()A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人7．滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和()A.内循环插管式B.外循环反向器式C.内、外双循环D.内循环反向器式8．直流测速发电机输出的是与转速()A.成正比的交流电压B.成反比的交流电压C.成正比的直流电压D.成反比的直流电压9．具有某种智能功能的工业机器人属于()。A.第一代机器人B.第二代机器人C.第三代机器人D.第四代机器人10．由存储、输送和装卸三个子系统组成的系统属于柔性制造系统中的（）。A.加工系统B.物料系统C.能量系统D.信息系统2四、简述题（每小题5分，共25分)1．步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?2．机电一体化系统应包括的基本要素有哪些？并指出各要素所对应的功能。3．一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？4．何为“可靠性指标”？如何衡量它？机电一体化系统及产品常用的可靠性指标有哪些？5．斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？五、分析计算题(共15分)1.采用PLC设计二个电磁阀A、B工作的系统1)按钮x1为A电磁阀打开，按钮x2为A电磁阀关闭(输出y1);2)按钮x3为B电磁阀打开，按钮x4为B电磁阀关闭(输出y2);3)只有B电磁阀在工作中，A电磁阀才能工作。要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。3综合练习(一)答案一、名词解释(每小题4分，共20分)1．从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。2．传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。3．一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。4．产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。5．动态误差在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。二、填空题（每小题1分，共20分)1.性能指标系统功能使用条件经济效益2.负载角加速度最大响应速度3.纵向肋板横向肋板斜置肋板4.20mm5.加工系统物料系统能量系统信息系统6.光电变压器继电器7.一点接地多点接地8.0.02三、选择题（每小题2分，共20分）1.B.2.A3.C.4.B5.D6.B7.B8.C9.B10.B四、简述题（每小题5分，共25分)1.单电源驱动电路双电源驱动电路斩波限流驱动电路2.答：机械本体：使构造系统的各子系统、零部件按照一定的空间和时间关系安置在一定的位置上，并保持特定的关系。动力部分：按照机电一体化系统的要求为系统提供能量和动力使系统正常运行。检测部分：把系统运行过程中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变成可识别信号，送往控制装置，经过信息处理后产生相应的控制信息。执行机构：根据控制信息和指令完成所要求的动作。控制器：根据系统的状态信息和系统的目标，进行信息处理，按照一定的程序发出相应的控制信号，通过输出接口送往执行机构，控制整个系统有目的地运行。接口：各子系统之间进行物质、能量和信息的交换、放大、传递。3.机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分4.答：“可靠性指标”是可靠性量化分析的尺度。衡量可靠性高低的数量指标有两类，一类是概率指标，另一类是寿命指标。常用的可靠性指标有可靠度、失效率、平均寿命、平均维修时间、有效度。5.1）垫片调整法2）轴向压簧调整法五、分析计算题(共15分)1.(1)梯形图：（２）助记符指令程序：STRX1ORY1ANDNOTX2OUTY1STRX3ORY2ANDNOTX4ANDY1OUTY24综合练习(二)一、名词解释(每小题4分，共20分)1、线性度2、系统精度3、自动控制4、I/O接口5、压电效应二、填空题（每空1分，共20分)1、可编程控制器主要由___________、_________、_________等其它辅助模块组成。2、采样/保持器在保持阶段相当于一个“___________________”。3、按控制方法划分，伺服系统可分为和系统。4、直接差分法有和两种。5、衡量机电一体化系统可靠性高低的数量指标有和。6、微机控制系统中的输入与输出通道一般包括、、、四种通道。7、一般来说，伺服系统的执行元件主要分为、、和其他等四大类型。8、STD总线的技术特点____________、_________、_______________、高可靠性。三、选择题（每小题2分，共20分）1、机电一体化的核心是（）A.动力部分B.检测部分C.控制器D.接口2、在设计齿轮传动装置时，对于要求运转平稳，启动频繁和动态性能好的降速传动链，可按什么原则设计？（）A.输出轴转角误差最B.等效转动惯量最小C.质量最小D.A和B两者3、产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率为（）A.可靠度B.失效率C.平均寿命D.平均维修时间4、目前大部分工业机器人都采用多少级机器人控制？（）A.一级B.二级C.三级D.四级5、下列不属于机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（）A取代法B整体设计法C组合法D个别设计法6、抑制干扰的措施很多，下列不属于的是那一项？（）A屏蔽B隔离C过滤D接地和软件处理等方法7、PD称为（）控制算法。A.比例B.比例微分C.比例积分D.比例积分微分8、对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（）。A.1s2B.0s1C.-1s1D.-1s09、以下可对异步电动机进行调速的方法是（）。A改变电压的大小B改变电动机的供电频率C改变电压的相位D改变电动机转子绕组匝数10、步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（）决定转角位移的一种伺服电动机。A脉冲的宽度B脉冲的数量C脉冲的相位D脉冲的占空比5四、简述题（每小题5分，共25分)1、工业控制用的计算机主要有哪几种类型，它们分别适用于哪些场合？2、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?3、模拟式传感器信号处理过程包括哪些环节？4、什么是PLC的扫描工作制?5、PWM的工作原理?五、综合应用题(共15分)1、某数控机床位置控制系统的参数如下：K=35N.M/rad；fm=8N.M；f=12N.M；J=21Kg.M2；Ts-Tc=1.5N.M；求其临界转速Ωc。（已知出现爬行时系统的临界初始相位Фc为70°）6综合练习(二)答案一、名词解释(每小题4分，共20分)1、所谓传感器的线性度就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度。又称为非线性误差。2、指输出量复现输入信号要求的精确程度；3、自动控制—由控制装置自动进行操作的控制。4、I/O接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。5、压电效应：某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。二、填空题（每小题1分，共20分)1、CPU存储器接口模块2、模拟信号存储器3、开环伺服系统闭环伺服系统4、向前差分法向后差分法5、概率指标寿命指标6、模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道7、电磁式液压式气压式8、模块化设计系统组成修改和扩展方便三、选择题（每小题2分，共20分）1、A2、D3、A4、B5、D6、C7、C8、B9、B10、B四、问答题（每小题5分，共25分)1、工业控制的计算机主要有单片微型计算机、可编程序控制器（PLC）、总线工控机等类型。根据机电一体化系统的大小和控制参数的复杂程度，选用不同的微型计算机。单片机或可编程控制器主要用于，控制量为开关量和少量数据信息的模拟量的小系统。对于数据处理量大的系统，则往往采用基于各类总线结构的工控机，如STD总线工控机、IBM-PC总线工控机、Multibus工控机等。对于多层次、复杂的机电一体化系统，则要采用分级分步式控制系统，在这种控制系统中，根据各级及控制对象的特点，可分别采用单片机、可编程控制器、总线工控机和微型机来分别完成不同的功能。2、单极驱动双极驱动高低电压驱动斩波电路驱动细分电路3、模拟式传感器信号处理过程包括:将非电物理量转换成电量，并经放大、滤波等一系列处理后，需经模/数变换将模拟量变成数字量，才能送入计算机系统。模/数转换过程包括信号的采样/保持、多路转换（多传感器输入时）、A/D处理等过程。4、即检测输入变量求解当前控制逻辑以及修正输出指令,重复进行。5、斩波器调压的基本原理是通过晶闸管或自关断器件的控制，将直流电压断续加到负载（电机）上，利用调节通、断的时间变化来改变负载电压平均值。斩波器调压控制直流伺服电机速度的方法又称为脉宽调制（PulseWidthModulation）直流调速。五、综合应用题(共15分)1、解：根据求得根据则7综合练习(三)一、名词解释(每小题4分，共20分)1、开环控制系统2、逆变器3、分辨力4、复合控制器5、FMS二判断题(每空2分，共20分)1、直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。（）2、滚珠丝杆不能自锁。（）3、D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（）4、同步通信是以字符为传输信息单位。（）5、异步通信常用于并行通道。（）6、查询I/O方式常用于中断控制中。（）7、串行通信可以分为以下四种方式：1）全双工方式；（）2）半双工方式；（）3）同步通信；（）4）异步通信。（）三填空题：(每空1分，共20分)1、从控制角度讲，机电一体化可分为控制系统和控制系统。2、在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为:；；三种形式。3、一般来说，伺服系统的基本组成为、、和等四大部分组成。4、在SPWM变频调速系统中，通常载波是，而调制波是。5、实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1），2），3）。6、指出下列干扰哪几种属于传导耦合方式：,;哪几种属于幅射耦合方式：,,。A.静电干扰B.磁场干扰C.漏电干扰D.共阻抗感应干扰E.电磁辐射干扰。7、工业机器人的发展可划分为代。四、简答题(每小题4分，共20分)1、在微机控制系统中，主机和外围设备间所交换的信息通常分为哪三类？2、数据信息可分为哪几种？3、有一变化量为0~16V的模拟信号，采用4位A/D转换器转换成数字量，输入到微机控制系统中，试求其量化