机电一体化系统设计辅导题

一、填空题

1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：    内循环、 外循环。

2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括  性能指标 、系统功能、  使用条件、  经济效益。

3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用    PLC 。

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20mm。

5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的位置和速度，使它们同步协调到达目标点。

6. 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0.02 。

7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数  增加而减小_。

8. 累计式定时器工作时有 2。

9. 复合控制器必定具有  前馈控制器 。

10. 钻孔、点焊通常选用  简单的直线运动控制  类型。

11．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  稳定性  并尽量高伺服系统的响应速度。

12.实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是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。

13．抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、隔离 、 滤波 、接地合理布局和软件抗干扰技术。

14．机电一体化系统一般由机械本体、 动力与驱动、接口、执行机构  传感器检测部分、  控制及处理部分等部分组成。

15．机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为开发性设计 、 变参数设计、适应性设计。

二、选择题

1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts  ( B)

A. 产大     B. 减小      C. 不变   D. 不定

2. 加速度传感器的基本力学模型是  (A )

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  ( C)

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. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用  (C )

A. 单片机       B. 2051          C. PLC          D. DSP

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（ D ）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  ( B  )

A.顺序控制系统    B.伺服系统 C.数控机床   D.工业机器人

7. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数(  A    )

A.增加而减小B.增加而增加   C.减小而减小 D.变化而不变

8. 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和(     B )

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

9.某光栅条纹密度是100条/mm，光栅条纹间夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是(   C   )

A.100mm    B.20mm     C.10mm   D.0.1mm

10. 直流测速发电机输出的是与转速 ( C     )

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

11. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过   B   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

12. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（　B　　）。

A.1

13.PWM指的是（　　C　）。

A.机器人  B.计算机集成系统   C.脉宽调制  D.可编程控制器

14. PD称为（　　C　）控制算法。

A.比例   B.比例微分      C.比例积分     D.比例积分微分

15.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（　A　　）方法实现。

A.插补        B.切割       C.画线              D.自动

三、判断题 （每小题2分，共10分)

1、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出   与输入间的偏差信号。（  √ ）

2、电气式执行元件能将电能转化成机械力，并用机械力驱动执行机构运动。如交流电机、直流电机、力矩电机、步进电机等。（  ×   ）

3、对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。（  √ ）

4、步进电机的步距角决定了系统的最小位移，步距角越小，位移的控制精度越低。（  ×  ）

5、伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号，为电机提供电能的控制装置，也称其为变流器，它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。（√  ）

6、变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（ √    ）

7、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（   √ ）

8、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。（  √    ）

9、数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。（   √ ）

10、FMC控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。（  √  

11. 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。（√　　）

12. 滚珠丝杆不能自锁。（　√　）

13. D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。（　√　）

14. 同步通信是以字符为传输信息单位。（　×　）

15. 异步通信常用于并行通道。（　×　）

16. 查询I/O方式常用于中断控制中。（　　×）

17. 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。  （   √ ）

二、简答题（每题5分，共30分）五、问答题 （每小题10分，共30分)

1. 步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?

单电源驱动电路  双电源驱动电路  斩波限流驱动电路

2. 机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?

   应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益

3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器，光电耦合器的作用有哪些？

   （1）能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。

（2）泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路。

（3）共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。

4、什么是三相六拍通电方式？

    如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如A→ AB→ B→ BC→C → CA→…

5、什么叫传感器？它是由哪几部分组成的？

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。敏感元件、转换元件、基本电路。

6、步进电动机常用驱动电路率放大电路有哪几种类型?

.单电压、双电压、斩波恒流、恒流源四、

三、计算题（共20分）

（一）、（10分）三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min，输入脉冲频率为多少?步距角为多少?

K=1; M=3, Z=100; α=360/1*3*100=1.2º f=600Hz

（二）、(10分) 光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位

100：1=400：x=4 mm四细分：400：1=400：x=1mm分辨率：1÷400=2.5(μm)