2002-2011年机电一体化系统设计自考历年真题及答案资料Word文档下载推荐.doc

1、20.简述典型机电一体化系统中的微处理机模块21.题21图为步进电动机单极性驱动电路。试简述图中VT、R、VD、和Rf的作用22.在机电一体化系统设计中，“路径”和“轨迹”这两个概念之间有什么区别？23.简述时间/事件驱动顺序控制系统的类型。四、计算题（本大题共3小题，每小题5分，共15分）2007年4月自考机电一体化系统设计参考答案2006年4月自学考试全国机电一体化考试试卷（课程代码2245）本试卷共11页，满分100分，考试时间150分钟。总分题号一二三四五核分人题分14101620复查人得分评卷人一、单项选择题（本大题共14小题，每小题1分，共14分）在每小题列出的四个备选项中只有一个

2、是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1有伺服放打器、执行机构、传动装置等组成的模块称 【 】A机械结构模块 B测量模块C驱动模块 D接口模块2使滚珠丝杠具有最大刚度的支承方式是 【 】A双推双推 B双推简支C单推单推 D双推自由3机械传动装置在机电一体化系统中是必不可少的，因为在电动机和负载之间经常需要 【 】A匹配转矩和转速 B增加传动功率C缩小传动功率 D维持转速恒定4用户可通过哪种方法来调节仪表放大器之增益？ 【 】A内部电阻 B外部电阻C输入电压 D输出电压5于旋转变压器输出电压大小有关的因素是 【 】A转子位置 B转子材料C转子直径 D转子长度6为

3、提高感应同步器鉴相法工作方式的灵敏度，需要使节距W的尺寸 【 】A增大 B保持不变C减小 D取任意值7交流感应电动机，对应S=时的转矩称 【 】A堵转转矩 B负载转矩C额定转矩 D最大转矩8直流电动机中， 称 【 】A电动机电磁时间常数 B电动机机电时间常数C机械系统时间常数 D电动机反电势系数9某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步距1.5，应采用的通电方式为 【 】A单拍制 B双拍制C单双拍制 D细分电路10若考虑对系统响应速度的影响，采样数据系统中的采样周期应选为系统最小时间常数的 【 】A（O.11）倍 B2倍C5倍 D10倍11在串联校正的比例积分微分（PID）控制器中，I的作用是

4、 【 】A改善稳定性 B加快系统响应速度C提高无静差度 D增大相位裕量12一般机器都是多轴的。为完成协调运动，所有运动轴都必须 【 】A同时启动 B同时停止C分时启动，分时停止 D同时启动，同时停止13图示利用继电器触点实现的逻辑函数为 【 】ABCD14梯形图中二网络并联，采用的助记符指令为 【 】AOR BANDCOR STR DAND STR二、名词解释题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）15计算机集成制造系统16支承件的静刚度17测量中的量程18直流伺服电动机的调节特性20机电一体化设计中，“替代机械系统”的设计思想是什么?21简述步进电动机单极性驱动电路的组成及工作原理。22如

5、何消除因截断误差造成的积累误差?23简述描写时间驱动顺序过程经常采用的方法。四、计算题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）24若根据滚珠丝杠副的结构参数查表得系数3,试计算当外部轴向力20000N，轴向预载荷力为3000N时，该滚珠丝杠副的传动刚度是多少?25采用2000条刻线的增量编码器测电动机转速的方法如图所示。已知时钟脉冲为 8MHz,在lO个编码器脉冲问隔的时间里计数器共计200000个时钟脉冲，试求电动机转速n。26.直流电动机T型双极开关放大器电路如题26（a）图（1）若其基极信号的波形如题26（b）图所，试在该图中画出对应的电枢电压和电枢电流的稳态波形。（2）若要求、的均值都

6、为零，试在题26（c）图中画出的波形。27三相变磁阻式步进电动机，转子40个齿。要求：（1）计算双拍制的步距角。（2）若单拍制的最大转距为2Nm，计算单双拍制时的启动转矩。五、简单应用题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）28题28图“四倍频细分和辨向电路”，图中、为反向器。为单稳触发器。试分析：（1）正向运动时，与或门、的输出脉冲。（2）反向运动时，与或门、的输出脉冲。29某直流电机电枢电阻50，做电动机使用时电枢加110V电压，空载电枢电流O.1A，空载转速3000rmin。（励磁保持额定状态）（1）电机空载损耗功率为多少?（2）电机的反电动势系数为多少?（3）若电机做发电机用，转速保

7、持2000rrain，外接300 负载电阻，则其电枢电流为多少?30已知系统结构图如题30图所示。（1）若=25，=0，求阶跃响应的最大超调量（ 定义：=100% ）和调节时间 （取=005） （2）当=25，欲使系统为最佳阻尼，确定的值。31xy平面内由（1，1）点以v=2的恒速运动到（9，1）点，设采样周期为0.01s，试求出两点直线插补的递推计算式。六、综合应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）33PLC控制系统的梯形图如题33图所示。（1）写出助记符指令程序；（2）列出Y1、Y2、Y4输出变量的布尔代数方程。2006年4月机电一体化系统设计参考答案2004年4月自考全国机电一体

8、化系统设计试卷（课程代码 2245）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内，错选、多选或未选均无分。1由计算机网络将计算机辅助设计、计算机辅助规划、计算机辅助制造联接成的系统称A顺序控制系统 B自动导引车系统C柔性制造系统 D计算机集成制造系统 【 】2易产生低速爬行现象的导轨是A滚柱导轨 B静压导轨C滑动导轨 D气浮导轨 【 】3谐波齿轮演变自A直齿锥齿轮传动 B斜齿锥齿轮传动C蜗杆副传动 D行星齿轮传动 【 】4机床的调速方法很多，其中最有利于实现自动化，并可简化机械结构的方法是A机械方法 B液压方法C电气方法 D气动方法 【 】5码盘式转速传感器

9、采用增量式编码器直接连接到转轴上，产生一系列脉冲，从而得到A电压信号 B数字式电流信号C电流信号 D数字式速度信号 【 】6若要使长光栅能测出比栅距还小的位移量，则应利用A莫尔条纹的作用 B细分技术C数显表 D计算机数字处理 【 】7交流感应电动机，对应s=1的转矩称A堵转转矩 B最大转矩C额定转矩 D负载转矩 【 】8直流电动机系统中，称A电动机电磁时问常数 B电动机机电时间常数C机械系统时间常数 D电动机反电势系数 【 】9某步进电动机，三相，转子40个齿，欲使其步距0.5，应采用的通电方式为A单拍制 B双拍制C单双拍制 D细分电路 【 】10若考虑系统抑制干扰的能力，选择采样周期的一条法

10、则是：采样速率应选为闭环系统通频带的A5倍 B8倍C10倍 D10倍以上 【 】11在数控系统中，软伺服系统的系统增益Ka为A（25）1s B（850）1sC（50100）1s D（120150）1s 【 】12考虑多轴系统的运动，若每一根轴都按最快速度运动，其结果必是各轴有先后地到达各自的终点坐标，所形成的轨迹是一条A直线 B曲线C圆弧 D折线 【 】14梯形图中两触点并联，采用的助记符指令为AOR BANDCOR STR DAND STR 【 】15柔性制造系统16开式导轨17闭环技术18直流伺服电动机的机械特性19采样数据系统三、简答题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）20机电一体

11、化设计中，增强机械系统的思想是什么?21简述步进电动机双极性驱动电路的组成及原理。22根据数控机床加工作业任务不同，其运动控制分为哪几种类型?并说明其功能。23描写事件驱动过程常用什么方法?24若根据滚珠丝杠副的结构参数，查表得系数，试计算当外部轴向力，轴向预载荷力为5000N时，该滚珠丝杠副的传动刚度是多少。25若某一光栅的条纹密度为100条mm，现利用光栅莫尔条纹的放大作用，把莫尔条纹的宽度调成10mm，求光栅条纹间的夹角。26某三相感应电动机空载转速1485rmin，电源频率50Hz，额定转差率0.04。该电机为几极，额定转速为多少?额定运行状态下，定子、转子绕组电势频率各为多少?电机空

12、载时转子绕组电势频率较额定状态时变化如何?27三相变磁阻式步进电动机，转子60个齿。若单拍制通电的最大转矩为1N若要求电机转速为240rmin，计算单拍制通电的输入脉冲频率。28要求将电荷放大器与压电传感器组合。使电荷放大器的输出电压与压电传感器的电荷成正比，与反馈电容成反比。试画出压电传感器与电荷放大器的组合电路图。29某直流电动机电枢电阻100，作电动机使用时，电枢加110V电压，空载电枢电流0.1 A，空载转速4000rmin。若用该电机做发电机，仍保持4000 rmin，空载输出电压为多少?该电机空载损耗为多少?作发电机时，若转速为2000rmin，外接400负载电阻，则电枢电流为多少

13、?2004年4月机电一体化系统设计试题答案第 66 页全国2002年4月机电一体化系统设计答案022451.B 2.A 3.D 4.C 5.C6.C 7.B 8.B 9.C 10.B11.B 12.C 13.A 14.B15.机械与电子的集成技术。16.指轴系抵抗冲击、振动、噪声的特性。17.输出变化量与对应的输入（被测量）变化量的比值。有时称为增量增益或标度因子。18.以电子换向取代了传统直流电动机的电刷换向，又称无刷电动机。19.在反馈控制器的基础上附加一个前馈控制器，二者的组合称为复合控制器。它的作用是使系统能以零稳定误差跟踪已知的输入信号。20.应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济

14、效益。21.主要有：单极性驱动电路、双极性驱动电路、高低压驱动电路、斩波驱动电路、细分电路。其中双极性驱动电路适于永磁式步进电动机。22.（1）参考脉冲序列。转速与参考脉冲频率成正比。（2）输出轴 转向由转向电平决定。位置由参考脉冲数决定。23.PLC的扫描工作制，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。四、计算题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）24.（1）刚轮固定时： n1=-（2）柔轮固定时25.V0=（1） 当V01=5.8时，5.8=5.8=（）空载时设测量出5.8输出电压时的测量误差则26.（1）求闭环传函及误差表达式 C（s）=CR（s）+CN（s）=E

15、（s）=R（s）-C（s）=1-R（s）-（2）求ts=（3）求ess二阶系统ai0闭环稳定R（s）=Ess=27.（1）即 （2） 单拍制即： f=28（1）一阶低通滤波器存在过渡区域衰减缓慢的弱点。2）二阶低通有源滤波器电路图（3）低通滤波幅频率特性示意图。29（1） 即该电动机为四级空载时转差率为：S=（2）堵转时：S定子绕组电势频率f1=50Hz,转子绕组电势频率f2=Sf1=50Hz（1） 空载时：定子绕阻电势频率f150Hz,转子绕组电势频率：f2=30.（1）G（s）=1型v=p= （2）性能指标（3）系统增益与伺服刚度Ks=Kv=K1K2=1， KR=K1=0.1（4） essr=essn=-31.所以协调运动先设计x轴，再利用下列直线方程变换成y轴控制指令y（t）=-x（t）=5+3（1-5）（）2-2（1-5）（ ）3=5-t2+y（t）=-2+六、综合应用题（本大题共小题，每小题分，共分）32.（1）开环传函G（s）=Gc（s）Gp（s）=（2）确定Kp和Td由essa= 取Kp=2.5在1+25T（3）相应的33.（1）梯形图：（）助记符指令程序：STR X1OR Y1AND NOT X2OUT Y1STR X3OR Y2AND NOT X4AND Y1OUT Y2