机电一体化技术试题十套及答案

机电一体化技术试题十套及答案内容摘要：

已知：步距角θ，脉冲数 N ，频率 f ，丝杠导程 p ，试求执行部件 : 位移量 L= ? 移动速度 V=? 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，试求其量化单位 q＝。 ，量化误差最大值 emax＝。 《机电一体化技术》试卷 (三 ) 考试方法：闭卷 考试时间１２０分钟 共２页 第 1 页 ——————————————————————————————————— 一 名词解释 (每小题 2 分，共 10 分 ) 7 1 机电一体化 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基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。 —由控制装置自动进行操作的控制。 —无反馈的控制系统。 —把固定的直流电变成固定或可调的交流电的 DC/AC 变流器。 5. PWM—通过调节脉冲的宽度改变负载电压平均值的脉宽调制斩波器。 二 判断题 (每 空 1 分，共 10 分 ) 1. √ 2. √ 3. √ 4. 5. 6. 7. 1） √ 1 2）√ 3）√ 4）√ 三 填空题 （ (每 空 1 分，共 40 分 ） 1. 开环、闭环 2. 电压输出 电流输出 频率输出 3. 互不干扰 接线多 复杂 4. 控制器 功率放大器 执行机构 和检测装置 5. 等腰三角波 （三相）正弦波 6. 光 电 变压器 继电器 7. 环形分配器 功率放大器 步进电动机 8. 1）采用计算机软件分配器 2）小规模集成电路搭接的硬件分配器 3）专用模块分配器 9．干扰源 传播途径 接受干扰对象 原系统 系统 10. 1） 电压 ；电流。 2）电磁场。 11. C , D。 A , B E。 12. 铜和铝等导电性能好 ；铁等高导磁率。 13． 1）最简单，；前后相互干扰， 2）干扰小，；接线多，复杂，低频（ 1MHZ）。 四 解答题 (每小题 5 分，共 40 分 ) 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 ）垫片调整法 2）轴向压簧调整法 一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电绕组两头端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩； 另一种是励磁磁场控制即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场的强度，从而控制电动机的转速和输出转矩。 数据信息、状态信息和控制信息 （ 1）数字量（ 2）模拟量（ 3）开关量（ 4）脉冲量 （ 1）直通方式 （ 2）单缓冲方式 （ 3） 双缓冲方式 （ 1）单极性输出 （ 2）双极性输出 L =(θ p/360176。 )N ； V =(θ p/360176。 )f 量化单位 q＝ 1V， 量化误差最大值 emax＝177。 《机电一体化技术》试卷 (四 ) 考试方法：闭卷 考试时间１２０分钟 共 2 页 第 1 页 —————————————————————————————————————— 一、名词解释 （每题 2 分 共 10 分） 机电一体化 柔性制造系统 静态设计 系统软件 感应同步器 二、填空题 （每空１分，共 3０分） 对 伺服系统的技术要求是 ____________、 ____________、 ____________、 ___________。 机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节： ____________、 ____________。 计算机控制系统的类型包括 ________________________、 _______________________、 8 监督控制系统、 ________________________。 拟定机电一体化系统（产品）设计方案的方法通常有 ____________、 ____________、 ____________。 接口的基本功能主要有 ______________、放大、 _________________。 对直线导轨副的基本要求是 _________________________、 _____________________、 ____________________、 __________________和平稳。 7．机电一体化机械系统应具有良好的侍服性能，要求机械传动部件转动惯量小、阻力合理 ___________、 _____________、 ____________、 ____________、并满足小型、轻量等要求。 伺服系统的基本组成包括 ______________ 、 _____________________、检测装置、 ____________________。 工作接地分为 _______________、 ______________。 STD 总线的技术特点 _________________、 ______________、 ______________________、 高可靠性。 三、简答题 （ 每小题 5 分，共 20 分 ） 1. FMC 的基本控制功能。 2. PWM 脉宽调速原理。 3. 简述直流伺服电机两种控制的基本原理。 4. 控制系统接地通的目的。 四 、 分析题 （ 每小题 20 分，共 40 分 ) 1. 半桥逆变电路的工作原理。 2. 分析下图中传动大负载时消除齿侧齿侧间隙的原理 6－小齿轮 5－大齿轮 3－齿轮 4－预载装置 7－齿条 《机电一体化技术》试卷 (四 )答案 考试方法：闭卷 考试时间１２０分钟 共 3 页 第 1 页 —————————————————————————————————————— 一、名词解释 （每题 2 分 共 10 分） 机电一体化 : 机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 柔性制造系统：柔性制造系统（ Flexible Manufacturing System）是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化 静态设计：是指依据系统的功能要求，通过研究制定出机械系统的初步设计方案。 9 系统软件：系统软件是由计算机的制造厂 商提供的，用来管理计算机本身的资源和方便 用户使用计算机的软件。 感应同步器 : 感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。 二、填空题 （每空１分，共 3０分） 系统精度 稳定性 响应特性 工作频率 静态设计 动态设计 分级计算机控制系统 直接数字控制系统 操作指导控制系统 通常有取代法 整体设计法 组合法 数据格式转换、通信联络 导向精度高 耐磨性好 足够的刚度 对温度变化的不敏感性。 7． 阻尼合理 刚度大 抗振性好 间隙小 控制器、执行环节、比较环节 一点接地 多点接地 模块化设计 系统组成 修改和扩展方便 三、简答题 （ 每小题 5 分，共 20 分 ） 1. （ 1）单元中各加工设备的任务管理与调度，其中包括制定单元作业计划、计划的管理与调度、设备和单元运行状态的登录与上报。 （ 2）单元内物流设备的管理与调度，这些设备包括传送带、有轨或无轨物料运输车、机器人、托盘系统、工件装卸站等。 （ 3）刀具系统的管理，包括向车间控制器和刀具预调仪提出刀具请求、将刀具分发至需要它的机床等。 2. 图中的开关 S 周期性地开关，在一个周期 T 内闭合的时间为τ，则一个外加的固定直流电压 U 被按一定的频率开闭的开关 S 加到电动机的电枢上，电枢上的电压波形将是一列方波信号，其高度为 U、宽度为 ? ，如右图所示。 电枢两端的平均电压为： UUU d tU TTTd ?? ??? ?01 式中 ? =? /T=Ud/U， (0? 1) ? 为导通率（或称占空比）。 当 T 不变时，只要改变导通时间 ? ，就可以改变电枢两端的平均电压 Ud。 当 ? 从 0~T 改变时， Ud 由零连续增大到 U。 3. 直流伺服电动机的控制方式主要有两种：一种是电枢电压控制，即在定子磁场不变的情况下，通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩；另一种是励磁磁场控制，即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度，从而控制电动机的转 速和输出转矩。 采用电枢电压控制方式时，由于定子磁场保持不变，其电枢电流可以达到额定值，相应的输出转矩也可以达到额定值，因而这种方式又被称为恒转矩调速方式。 而采用励磁磁场控制方式时，由于电动机在额定运行条件下磁场已接近饱和，因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速。 由于电枢电流不允许超过额定值，因而随着磁场的减弱，电动机转速增加，但输出转矩下降，输出功率。