国家开放大学机电一体化系统形考作业1-4答案

作业 1一、判断题（每个 2 分，共 18分）题目 1滚珠丝杆机构不能自锁。 正确的答案是“对”。题目 2 转动惯量大不会对机电一体化系统造成不良影响。 正确的答案是“错”。题目 3 谐波齿轮减速器输入转速一般从刚轮输入。正确的答案是“错”。 题目 4 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。 正确的答案是“对”。题目 5 在机电一体化系统中，通过增大执行装置的固有频率可有效提高系统的稳定性。 正确的答案是“对”。题目 6 在机电一体化系统中，通过提高系统的阻尼能力可有效提高系统的稳定性。 正确的答案是“对”。题目 7 在机电一体化系统中，通过消除传动系统的回程误差可有效提高系统的稳定性。 正确的答案是“对”。题目 8 在机电一体化系统中，通过提高驱动元件的驱动力可有效提高系统的稳定性。 正确的答案是“错”。题目 9 在机电一体化系统中，通过减小机构的传动误差可有效提高系统的稳定性。 正确的答案是“错”。二、选择题（每个 5 分，共 30 分） 题目 10机电一体化系统的基本功能要素之一：接口的基本功能是（ ）。 正确答案是：以上三者题目 11机电一体化系统的核心是（ ）。 正确答案是：控制器题目 12机电一体化系统中，根据控制信息和指令所要求的动作这一功能的是（ ） 正确答案是：执行机构题目 13（ ）不是机电一体化产品。 正确答案是：打字机 题目 14（ ）装置是电机一体化系统的感觉器官， 它可以从待测对象那里获取能反应 测对象特性和状态的信息。 正确答案是：传感检测 题目 15Mechatronics 是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是（ ）。 正确答案是：机械学与电子学题目 16 机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法无（ ）。 正确答案是：经验法题目 17 在机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制的三个主要要求是（ ）。 正确答案是：传动精度、稳定性、快速响应性题目 18 在设计齿轮传动装置时，对于转动精度要求高的降速齿轮传动链，可按什么原则进 行设计（ ）。正确答案是：输出轴转角误差最小题目 19 齿轮传动的总等效惯量随传动级数（ ）。 正确答案是：增加而减小题目 20 滚珠丝杠副结构外循环方式不包含（ ）。 正确答案是：内、外双循环题目 21执行元件：能量变换元件，控制机械执行机构运动，可分为（ ）、液压式和气 动式等。正确答案是：电气式三、综合题（每个 11 分，共 22 分）CKD系列某一数控铣床工作台进给用的滚珠丝杆副，已知平均工作载荷 Fm=4000N,丝杠工作长度 L=1.4m，平均转速 nm=100r/min ，丝杠材料为 CrWMn钢，求滚珠丝杠 的计算载荷 FC。题目 22设载荷系数 fw，可靠性系数 fc ，精度系数 fa，则 FC的计算公式为（）。正确答案是：题目 23设 fw=1.2 ，fc=1.0 ， fa=1.0 ，则 FC的计算值是（）。A. 2000NB. 3600NC. 4800N D. 4000N 正确答案是： 4800N 作业 2一、判断题（每个 4 分，共 40 分） 题目 1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。 正确的答案是“对” 。题目 2 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。正确的答案是“对” 。题目 3 传感器能检测到的最小输入增量称分辨率。 正确的答案是“对” 。题目 4灵敏度 （测量 ） 是传感器在静态标准条件下输入变化对输出变化的比值。 正确的答案是“对” 。题目 5伺服控制系统的比较环节是将系统的信号与输入的指令信号进行比较， 以获得输出与输入之 间的偏差信号。正确的答案是“对” 。题目 6PWM 是脉冲宽度调制的缩写。正确的答案是“对” 。题目 7 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。 正确的答案是“错” 。题目 8 直流无刷电机不需要电子换向器。 正确的答案是“错” 。题目 9 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。 正确的答案是“对” 。题目 10 复合控制器以电子换向取代了传统的直流电动机的电刷换向的电动机。 正确的答案是“对” 。信息文本二、选择题（每个 5 分，共 30 分）题目 11 将脉冲信号转换成角位移的执行元件是（ ）。A. 交流伺服电动机B. 光电编码盘C. 步进电动机 D. 旋转变压器 正确答案是：步进电动机 题目 12如果三相步进电动机绕组为 U、 V、W，其通电顺序为 UV?VW?WU?UV，则这种分配方式为 （ ）。A. 三相三拍B. 双三拍 C. 三相六拍D. 三相四拍 正确答案是：双三拍 题目 13 由电信号处理部分和液压功率输出部分组成的控制系统是（ ）。A. 步进电动机控制系统B. 交流伺服系统C. 电液伺服系统 D. 直流伺服系统 正确答案是：电液伺服系统 题目 14 如果三相步进电动机绕组为 U、V、W，其通电顺序为 U?V?W?U ，则这种分配方式为 （ ）。A. 三相四拍B. 三相三拍 C. 三相六拍D. 双三拍 正确答案是：三相三拍 题目 15 受控变量是机械运动的一种控制系统称（ ）。A. 顺序控制系统B. 伺服系统 C. 数控机床D. 工业机器人 正确答案是：伺服系统 题目 16 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ ）决定转角位移的一种伺服电动机。A. 脉冲的数量 B. 脉冲的相位C. 脉冲的占空比D. 脉冲的宽度 正确答案是：脉冲的数量 信息文本三、综合题（每个 5 分，共 30 分） 信息文本1.某光栅传感器，刻线数为 100 线/mm ，设细分时测得莫尔条纹数为 400，试计算光栅位移 是多少毫米？若经四倍细分后， 记数脉冲仍为 400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率 是多少？题目 17 细分时测得莫尔条纹数为 400 时，设光栅位移为 x mm，则 x 值为（ ）。A. 1mmB. 3 mmC. 2 mmD. 4 mm 正确答案是： 4 mm 题目 18 经四倍细分，记数脉冲仍为 400 ，设此时光栅的位移为 y mm ，则 y 值为（）。A. 3 mmB. 2 mmC. 1 mm D. 4 mm 正确答案是： 1 mm 题目 19 测量分辨率为（ ）。A. 4 mB. 2 mC. 3 mD. 2.5 m 正确答案是： 2.5 m 信息文本 2.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。题目 20 步距角的计算值是（ ）。A. 1.5 B. 1.2C. 0.6D. 3.6 正确答案是： 1.5 题目 21设 K 为通电方式系数， M 为励磁绕组的相数， Zr 为转子齿数， n 为转速，则脉冲电源的频率 f 的计算公式为（ ）。A.B.C.D.正确答案是：题目 22 脉冲电源的频率 f 的计算值为（ ）。A. 200HZB. 400HZ C. 100HZD. 300HZ 正确答案是： 400HZ 作业 3一、判断题（每个 8 分，共 40 分） 题目 1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。 正确的答案是“错” 。题目 2在机电一体化系统驱动装置中， 通道上环节的误差与输入通道上环节的误差对系统输出精度 的影响是相同的。正确的答案是“对” 。题目 3PID称为比例积分控制算法。正确的答案是“错” 。题目 4串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度， 一位一位的串行传送和接收。正确的答案是“对” 。题目 5它在I/O 接口电路也简称接口电路。 它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件 （电路）。 主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。正确的答案是“对” 。信息文本二、选择题（每个 10 分，共 40 分）题目 6 工业机器人的自由度数取决于什么所要求的动作（ ）。A. 灵活程度B. 作业目标 C. 控制方式若要使操作具有随意的位姿，则工D. 驱动方式 正确答案是：作业目标 题目 7 对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三自由度， 业机器人至少需要几个自由度（ ）。A. 四个B. 八个C. 五个D. 六个 正确答案是：六个 题目 8对进行二维平面作业的工业机器人需要几个自由度（ ）。A. 三个 B. 四个C. 一个D. 两个 正确答案是：三个 题目 9DELTA机构指的是（）的一种类型。A. 机器人 B. 计算机集成系统C. 可编程控制器D. 脉宽调制 正确答案是：机器人 信息文本三、综合题（每个 10 分，共 20 分） 题目 10 分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。 采样过程是用采样开关 （或采样单元） 将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。因采样后得到的离散模拟信号本质上还是模拟信号，未数量化，不能直接送入计算机， 故还需经数量化，变成数字信号才能被计算机接受和处理。量化过程（简称量化）就是用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转 换成数字信号， 由于计算机的数值信号是有限的， 因此用数码来逼近模拟信号是近似的处理 方法。信号进入计算机后经其处理经 D/A 转换后输出。D/A 转换器是将数字量转换成模拟量的装置。 模拟量输出主要由 D/A 转换器和输出保持器组 成。它们的任务是把微机输出的数字量转换成模拟量。 多路模拟量输出通道的结构形式， 主 要取决于输出保持器的结构形式。 保持器一般有数字保持方案和模拟保持方案两种。 这就决 定了模拟量输出通道的两种基本结构形式。采样过程是用采样开关 （或采样单元） 将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过 程。因采样后得到的离散模拟信号本质上还是模拟信号，未数量化，不能直接送入计算机， 故还需经数量化，变成数字信号才能被计算机接受和处理。量化过程（简称量化）就是用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转 换成数字信号， 由于计算机的数值信号是有限的， 因此用数码来逼近模拟信号是近似的处理 方法。信号进入计算机后经其处理经 D/A 转换后输出。D/A 转换器是将数字量转换成模拟量的装置。 模拟量输出主要由 D/A 转换器和输出保持器组 成。它们的任务是把微机输出的数字量转换成模拟量。 多路模拟量输出通道的结构形式， 主 要取决于输出保持器的结构形式。 保持器一般有数字保持方案和模拟保持方案两种。 这就决 定了模拟量输出通道的两种基本结构形式。题目 11采用 PLC设计二台电动机 A、B 工作的系统。（1）按钮 X1为 A电动机起动，按钮 X2为 A电动机停止（输出 Y1）；（2）按钮 X3为 B电动机起动，按钮 X4为B电动机停止（输出 Y2）；（3）只有 A电动机在工作中， B 电动机才能工作。 要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。（1）梯形图：（2）助记符指令程序：STRORAND NOTOUTSTRORAND NOTANDX1Y1X2Y1X3Y2X4Y1OUT Y2作业 4一、判断题（每个 10 分，共 60 分）题目 13D 打印机是通过用去除材料制造法来达到零件形状的机电一体化设备。 正确的答案是“错” 。题目 2三维扫描仪不可以扫描二维图像。 正确的答案是“错” 。题目 33D 打印机可以使用不同颜色的打印材料，来实现彩色模型或零件的打印。 正确的答案是“对” 。题目 43D 打印是快速成型技术的一种。 正确的答案是“对” 。题目 53D 打印不能打印生物细胞，构成器官。 正确的答案是“错” 。题目 6 三维扫描仪应用了光学技术，使得扫描质量大大提高。 正确的答案是“对” 。信息文本二、选择题（每个 10 分，共 40 分）题目 7FMS 适用于下述何种生产类型（ ）。A. 单件、小批B. 大批量、多品种C. A 和 B D. 不确定 正确答案是： A 和 B 题目 8 由过程控制子系统和过程监视子系统所组成的系统属于柔性制造系统中的（ ）。 A. 信息系统 B. 物料系统C. 加工系统D. 能量系统正确答案是：信息系统题目 9 由能量自动分配及输送子系统和能量自动转换系统所组成的系统称为（ ）。A. 加工系统B. 物料系统C. 信息系统D. 能量系统正确答案是：能量系统题目 10FMC 是表示（）。A. 柔性制造生产线B. 柔性制造单元 C. 柔性制造系统D. 柔性制造工厂 正确答案是：柔性制造单元