机电一体化填空题问答题Word格式文档下载.docx

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13.电场屏蔽----通常用铜、铝等导电性能良好的金属材料作屏蔽体，并应保持良好接地。

14．根据频率特性解释下列滤波器的作用：

1）低通滤波器：

只让低频成分通过，而高于截止频率成分受到抑制、衰减，不让通过。

2）带通滤波器：

只让某一频带的成分通过，而低于上截止频率成分和高于_下截止频率成分的成分抑制,不让通过。

一、填空（每空2分，共20分）

1.机电一体化产品按用途可以划分为和

2．控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成。

3．在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守原则。

4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、和等部分构成。

5．传感器的静态特性能数主要有、、迟滞和重复精度。

一、填空[每空2分，共20分）

1.办公机电一体化产品产业机电一体化产品民用机电一体化产品

2．控制软件硬件接口

3．前小后大

4．电源输入／输出接口

5．灵敏度线性度

二、填空题

1、电感式传感器是一种把微小位移变化量转变成电感变化量的位移传感器。

2、光电编码器根据结构可分为增量式和绝对式。

3、热电阻温度传感器的工作原理是基于金属的热电阻效应。

4、热电偶温度传感器的工作原理是基于物体的热电效应。

5、对伺服系统的技术要系统精度、稳定性、响应特性、工作频率。

6、液压系统一般包括动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四个部分。

7、典型的气动驱动系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件组成。

8、机电控制系统的机械装置主要包括传动机构、导向机构和执行器三个部分。

9、机电一体化的机械系统设计主要包括两个环节：

静态设计、动态设计。

10、欠电流继电器利用其常开触点串接在被控线路中起欠流保护。

11、过电流继电器利用其常闭触点串接在被控线路中起过流保护。

12、接口的基本功能主要有数据格式转换、放大、通信联络。

13、伺服系统的基本组成包括控制器、执行环节、检测装置、比较环节。

14、工作接地分为一点接地、多点接地。

15、机电一体化产品按用途可以划分为办公机电一体化产品、产业机电一体化产品和民用机电一体化产品。

16、典型的可编程控制器由编程器、微处理器、存储器、电源和输入／输出接口等部分构成。

17、S7-200PLC的控制程序通常由用户程序、数据块和参数组成。

18、PLC根据数据传输方式分为并行和串行通信通信方式。

19、PLC的串行通信接口有RS232C、RS485、RS422。

20、S7-200的通信协议为PPI协议。

21、交-直-交变频器的部电路主要由整流电路、直流中间电路、逆变电路和控制电路组成。

22、机电一体化系统常用的能源有电力源、液压源和气压源。

二、填空题（每小题2分，共20分）

1.滚珠丝杆中滚珠的循环方式：

__________，________________。

2.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括__________，__________，

__________，__________。

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___________________________________。

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.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______________________，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_____________。

7.齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。

8.累计式定时器工作时有_____________________________________________________。

9.复合控制器必定具有__________________________________。

10.钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。

1.循环外循环

2.性能指标系统功能使用条件经济效益

3.PLC4.20mm5.位置和速度6.0.027.增加而减小8.29.前馈控制器10.简单的直线运动控制

1、计算机在控制中的应用方式主要有_____________________________。

2.滚珠丝杆螺母副结构有两类：

_____________________________。

3、应用于工业控制的计算机主要有______________________________等类型。

4.机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括________________________________。

5、可编程控制器主要由_____________________________等其它辅助模块组成。

6.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_______________________________________________________。

7、现在常用的总线工控制机有________、PC总线工业控制机和CAN总线工业控制机等。

8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种_____________________________。

9.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_______________________。

10.采样/保持器在保持阶段相当于一个“_____________________________”。

1、操作指导控制系统

分级计算机控制系统

监督计算机控制系统（SCC）

直接数字控制系统

2.外循环插管式循环反向器式3、单片机PLC总线工控机4.性能指标系统功能使用条件经济效益。

5、CPU存储器接口模块6.PLC7、STD总线工业控制机8、变压器隔离光电隔离9.20mm10.模拟信号存储器

三、选择题（每小题1分，共40分）

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：

1）基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于调速方式。

2）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。

1），

2），3）。

1），2），

3），4）。

1），2），3）等类型。

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。

只让通过，而高于受到抑制、衰减，不让通过。

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

1.串行通信并行通信

2.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

3.稳定性和精度

4.电磁式液压式气压式

5.等腰三角波正弦波

6.恒转矩恒功率

7.环形分配器功率驱动器步进电机

8.计算机软件硬件分配专用环形分配器

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

计算

9.操作指导控制系统直接控制系统监督计算机控制系统分级计算机控制系统

10．单片机PLC总线工控机

11.电压电流

12.隔离滤波接地

13.铜铝等导电性能良好接地

14．1）低频成分截止频率成分

2）某一频带的成分上截止频率成分下截止频率成分

一、填空题（每空1分，共20分）

1．滚珠丝杆中滚珠的循环方式有、两种。

2．机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括括、、、

、

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，并尽量高伺服系统的响应速度。

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.实现步进电动机通电

环形分配的三种常用方法是、、。

5．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。

6．机电一体化系统一般由______________、_____________、接口、___________、

_____________、______________等部分组成。

7．机电一体化系统（产品）设计类型大致可分为________________、适应性设计、________________。

1、循环、外循环2、性能指标系统功能使用条件经济效益3、稳定性4、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、隔离滤波接地6、机械本体动力与驱动执行机构传感器检测部分控制及处理部分7、开发性设计变参数设计

问答题：

1.试简述光电式转速传感器的测量原理。

2.试述可编程控制器的工作原理。

3.在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？

是否模拟输入通道中必须采用采样/保持器？

为什么？

4.柔性制造系统的主要特点有哪些？

5步进电动机是什么电机？

它的驱动电路的功能是什么?

6.伺服控制系统一般包括哪几个部分？

每部分能实现何种功能？

六、　解答题（每小题5分，共40分）

1．简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素。

2．直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？

3．简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成。

4.简述在微机控制系统中I/O控制方式及I/O接口的编址方式。

5．简述伺服系统的结构组成。

6．DAC0832有哪三种输入工作方式？

有哪二种输出工作方式？

7.有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求：

1）步进电机的步距角；

2）脉冲电源的频率。

8.测量某加热炉温度围为100~1124℃，线性温度变送器输出0~5V，用ADC0809转换器输入到微机控制系统中，试求测量该温度环境的分辨率和精度。

1.光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴（或与被测轴相连接的输入轴）上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。

光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。

当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间的脉冲数N，则可测出转速为

式中Z——圆盘上的缝隙数；

n——转速（r／min）；

t——测量时间（s）。

2.可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和停止（STOP）状态。

不管是在哪种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直至PLC停机。

在每次循环中，若处于运行（RUN）状态，可编程控制器完成5个阶断，如图所示。

若处于停止（STOP）状态，PLC也要循环进行部处理和通信服务。

3.由于任何一种A/D转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操作，因此，在转换过程中，模拟量不能发生变化，否则，将直接影响转换精度。

采样/保持器（SamPLE/Hold）就是使在A/D转换时，保证输入A/D转换器的模拟量不发生变化。

模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器。

当输入的模拟量信号变化缓慢时，也可省去采样/保持器。

4.

（1）柔性高，适应多品种中小批量生产；

（2）系统的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；

（3）可混流加工不同的零件；

（4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；

（5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；

（6）可进行三班无人干预生产。

5.步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机，成本较低，易于采用计算机控制，且比直流\交流电动机组成的开环控制系统精度高，因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。

步进电动机驱动电路实际上是一个功率开关电路，为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，提供的足够功率的控制信号。

6.伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等个五部分。

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，通常由专门的电路或计算机来实现；

控制器通常是计算机或PID控制电路；

其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作；

执行元件按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作，机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等。

被控对象是指被控制的机构或装置，是直接完成系统目的的主体，一般包括传动系统、执行装置和负载；

检测环节指能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲的装置，一般包括传感器和转换电路。

1．1）机械本体2）动力与驱动；

3）传感测试部分；

4）执行机构

5）控制及信息处理单元

2．1）、偏心轴套调整法2）、双片薄齿轮错齿调整法

3．对机械系统的基本要求：

高精度；

快速响应；

良好的稳定性。

机械系统的组成：

传动机构；

导向机构；

执行机构。

4.程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。

独立编址；

与储存器统一编址。

5．1）比较环节；

2）控制器；

3）执行环节；

4）被控对象；

5）检测环节。

6．输入工作方式：

（1）直通方式

（2）单缓冲方式（3）双缓冲方式

输出工作方式：

（1）单极性输出

（2）双极性输出

7.1）K=2;

M=5,Z=24;

α=360/2*5*24=1.5º

2）f=400Hz

8.4℃;

+2℃。

1．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?

2．机电一体化相关技术有哪些?

3．转动惯量对传动系统有哪些影响?

4．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要容。

5．简述A／D、D／A接口的功能。

1．答：

机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所

引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因

素造成的误差，从而提高精度。

2．答：

机电一体化相关技术有：

机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术，白动控制技

术，传感器测试技术和伺服驱动技术。

3．答：

转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；

使系统相应速度变慢，降低灵敏度；

使

系统固有频率下降，容易产生谐振。

4．答：

详细设计主要包括：

系统总体设计；

业务的分组；

机械本体及工具设计；

控制系统设

计：

程序设计；

后备系统设计；

完成详细设计书及制造图样；

产品出厂及使用文件的设计。

5．答：

A／D接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流等信号转换为

数字量。

D／A接口是将二进制数字量转换成电压信号。

1.机电一体化系统的基本构成要素有哪些？

答：

一个较完整的机电一体化控制系统，包括以下几个基本要素：

机械本体、动力源、传感装置、驱动执行机构、控制器等，各要素和环节之间通过接口相联系。

2.测试传感部分的作用

测试传感部分的作用：

对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，传输到信息处理单元，经分析处理后产生控制信息。

3.传感器是如何分类的？

传感器的分类方法有如下几种：

按用途、工作原理、变换原理、输出信号性质分类。

4.简述步进电动机驱动电路的组成。

步进电动机的驱动电路由脉冲信号发生器、分频器、脉冲分配器和脉冲放大器组成。

5.简述直流伺服电机两种控制方式的特点。

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。

6.为什么说接触器自锁线路具有欠压和失压的保护作用？

当失压和欠压时，接触器线圈的电磁吸引力消失或不足，接触器触点释放，断开控制线路，从而使电动机主电路断开。

7.简述PLC系统与继电器接触器控制系统的区别。

1）控制方式：

继电器控制系统的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。

PLC控制系统采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。

2）工作方式：

继电器控制系统采用并行的工作方式，PLC控制系统采用串行工作方式。

3）控制速度：

继电器控制系统控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。

PLC控制系统是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。

4）定时与计数控制：

继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。

继电器控制系统不具备计数功能。

PLC控制系统用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。

另外PLC系统具备计数功能。

5）可靠性和维护性：

继电器控制系统可靠性较差，线路复杂，维护工作量大，PLC控制系统可靠性较高，外部线路简单，维护工作量小。

8.PLC交流开关量输入模块和直流开关量输入模块分别适用什么场合？

由于交流输入模块电路中增加了限流、滤波和整流三个环节，因此，输入信号的延迟时间要比直流输入电路的要长，但由于其输入端是高电压，因此输入信号的可靠性要比直流输入电路要高。

一般来说，交流输入方式用于有油雾、粉尘等恶劣环境，对系统响应要求不高的场合，而直流输入模块用于环境较好，电磁干扰轻，对系统响应要求较高的场合。

9.PLC开关量输出模块有哪几种类型？

各能驱动何种负载？

PLC的输出模块有三种：

继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。

继电器输出型既可用于交流输出，也用于直流输出。

晶体管输出型用于直流输出。

双向晶闸管输出型用于控制外部交流负载

10.PWM脉宽调速原理。

PWM是英文PulseWidthModulation（脉冲宽度调制）缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。

11.控制系统接地的目的。

将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点（）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。

12.机电一体化系统设计的指标主要包括哪些方面？

主要包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。

13．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?

引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。

14．机电一体化相关技术有哪些?

机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术，白动控制技术，传感器测试技术和伺服驱动技术。

15．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要容。

控制系统设计；

16．简述A／D、D／A接口的功能。

A／D接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流等信号转换为数字量。

17.机电一体化产品对机械传动系统有哪些要求？

机电一