发布时间 : 星期五 文章机电一体化系统设计试题及答案：-更新完毕开始阅读0224d710944bcf84b9d528ea81c758f5f61f2920
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6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是: 隔离， 隔离， 隔离。 7.开环步进电动机控制系统，主要由 、 和 等组成。
8.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1）
，2） ，3） 。 9. 产生电磁干扰必备的三个条件是： ， ， 。 10.干扰传播途径有二种方式：
1）传导耦合方式：干扰信号能量以 或 的形式，通过金属导体传递。 2）幅射耦合方式：干扰信号能量以 的形式，通过空间感应传递。 11. 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。 12.磁场屏蔽---对高频交变磁场应采用 的金属材料
作屏蔽体；对低频交变磁场应采用 的材料作屏蔽体，并保证磁路畅通。 13.一点接地中：1）串联接地：优点： ，缺点： ，
2）并联接地：优点： ，缺点： ，仅适用于 电路。 四 解答题 (每小题5分，共40分)
1．一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？ 2．斜齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？
3、简述直流伺服电动机两种主要控制方式的工作原理。
4. 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？ 5．数据信息可分为哪几种？
7.步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动: 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=? 一 名词解释 (每小题2分，共10分)
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。 2.自动控制—由控制装置自动进行操作的控制。 3.开环控制系统—无反馈的控制系统。
4.逆变器—把固定的直流电变成固定或可调的交流电的 DC/AC变流器。 二 判断题 (每空1分，共10分) 1. √ 2. √ 3. √ 4. × 7.
1） √1 2）√
3）√
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
5.× 4）√
6.×
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)
1、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 2.1）垫片调整法 2）轴向压簧调整法
3、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。
4、数据信息、状态信息和控制信息
5、（1）数字量（2）模拟量（3）开关量（4）脉冲量 7、 L =(θp/360°)N ； V =(θp/360°)f 一、名词解释 （每题2分 共10分）
1、 机电一体化2、柔性制造系统3、静态设计4、系统软件5、感应同步器 二、填空题（每空１分，共3０分）
1、对伺服系统的技术要求是____________、____________、____________、___________。 2、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：____________、____________。 3、计算机控制系统的类型包括________________________、_______________________、
监督控制系统、________________________。
5、 接口的基本功能主要有______________、放大、_________________。
6、 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。 8、伺服系统的基本组成包括______________ 、 _____________________、检测装置、 ____________________。
9、工作接地分为_______________、 ______________。 三、简答题 （每小题5分，共20分） 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。 一、名词解释 （每题2分 共10分）
1、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。
2、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
3、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。
4、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。
5、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） 1、系统精度 稳定性 响应特性 工作频率 2、静态设计 动态设计
3、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 5数据格式转换、通信联络
6、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 8、控制器、执行环节、比较环节 9、一点接地 多点接地
三、简答题 （每小题5分，共20分）
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，输出功率保持不变，所以这种方式又被称为恒功率调速方式。 4. 控制系统接地通的目的。
将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点（大地）实现低阻抗的连接，称之谓接地。接地的目的有两个：一是为了安全，例如把电子设备的机壳、机座等与大地相接，当设备中存在漏电时，不致影响人身安全，称为安全接地；二是为了给系统提供一个基准电位，例如脉冲数字电路的零电位点等，或为了抑制干扰，如屏蔽接地等。称为工作接地。工作接地包括一点接地和多点接地两种方式。 四、分析题 （每小题20分，共40分)
1. 半桥逆变电路原理如左图所示，它有两个导电臂，每个导电臂由一个可控元件和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，使得两个电容的联结点为直流电源的中点。
设电力晶体管Vl和V2 基极信号在一个周期内各有半周正偏和反偏，且二者互补。当负载为感性时，其工作波形如右图所示。输出电压波形u0 为矩形波，其幅值为Um =Ud /2输出电流i0 波形随负载阻抗角而异。设t2 时刻以前V1 导通。t2 时刻给V1关断信号，给V2 导通信号，但感性负载中的电流i0 不能立刻改变方向，于是VD2 导通续流。当t3时刻i0 降至零时VD2 截止，V2 导通，i0 开始反向。同样，在t4 时刻给V2 关断信号，给V1 导通信号后，V2 关断，VD1 先导通续流，t5 时刻V1 才导通。
当V1 或 V2 导通时，负载电流和电压同方向，直流侧向负载提供能量；而当VD1 或 VD2导通时，负载电流和电压反方向，负载中电感的能量向直流侧反馈，既负载将其吸收的无功能量反馈回直流侧。反馈回的能量暂时储存在直流侧电容中，直流侧电容起到缓冲这种无功能量的作用。二极管VD1 、VD2是负载向直流侧反馈能量的通道，同时起到使负载电流连续的作用，VD1 、VD2被称为反馈二极管或续流二极管。
一、名词解释 (每小题2分，共10分)
1机电一体化2伺服控制3闭环控制系统4逆变器 二 判断题：(每小题1分，共10分)
1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。 （ ）
2 滚珠丝杆不能自锁。（ ）
3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（ ） 4 异步通信是以字符为传输信息单位。（ ） 5 同步通信常用于并行通信。（ ） 6 无条件I/O方式常用于中断控制中。（ ） 7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误
（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（ ） （2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精度的因素（ ）
（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（ ） （4）温度误差是影响传动精度的因素（ ） 三、选择题 (每小题1分，共40分)
1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为 ： 通信 和 通信。
2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括 、 、 、 四种通道。
3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的 和 ，并尽量高伺服系统的响应速度。
4. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为 、 、 和其它 等四大类型。
5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是 ， 而调制波是 。
6. 异步交流电动机变频调速：
2） 基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于 调速方式。 3） 基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于 调速方式。 7. 开环步进电动机控制系统，主要由 、 和
等组成。
8.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1）
，2） ，3） 。
9. 根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：1） ，2） ，
3） ，4） 。 10．应用于工业控制的计算机主要有：
1） ，2） ，3） 等类型。 11.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以
或 的形式，通过金属导体传递。
12. 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、 、 、 、合理布局和软件抗干扰技术。
13. 电场屏蔽----通常用 的金属材料作屏蔽体，并应保持良
好 。
14．根据频率特性解释下列滤波器的作用：
1）低通滤波器：只让 通过，而高于 受到抑制、衰 减，不让通过。
2）带通滤波器：只让 通过，而高于 部分。 A 换向结构 B 转换电路 C 存储电路 D检测环节