机电一体化复习题(共10页)

精选优质文档-倾情为你奉上一、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、_。4、拟定机电一体化系统（产品）设计方案的方法通常有_、_、_。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_、 _。10、STD总线的技术特点_、_、_、高可靠性。三、简答题 （每小题5分，共20分）1. FMC的基本控制功能。2. PWM脉宽调速原理。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。一、单项选择题。1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( )A.顺序控制系统 B.伺服系统 C.数控机床 D.工业机器人4.某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( )A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm5.直流测速发电机输出的是与转速( )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6.电压跟随器的输出电压( )输入电压。A.大于 B.大于等于 C.等于 D.小于7.某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为( )A.1450r/min B.1470r/minC.735r/min D.2940r/min8.右图称( )A.直流伺服电动机调节特性B.直流伺服电动机机械特性C.直流伺服电动机动态特性D.直流伺服电动机调速特性9.计算步进电动机转速的公式为( )A. B.Tsmcos C. D. 180- 13.图示利用继电器触点实现的逻辑函数为( )A.(A+ )( +B)B.A + BC.(A+B)( + )D.AB+ 14.累计式定时器工作时有( )A.1个条件 B.2个条件C.3个条件 D.4个条件二、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)15.机电一体化17.灵敏度(测量)18.永磁同步电动机三、简答题(本大题共4小题，每小题4分，共16分)20.机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?21.步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?23.什么是PLC的扫描工作制?四、简单应用题(本大题共4小题，每小题6分，共24分)29.三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为1450r/min。(1)该电动机为几极，空载转差率是多少?(2)堵转时定子、转子绕组电势频率各为多少?(3)空载时，定子、转子绕组电势频率各为多少?33.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。一、单项选择题(本大题共14小题，每小题1分，共14分) 1.B 2.A 3.D 4.C 5.C 6.C 7.B 8.B 9.C 10.B 11.B 12.C 13.A 14.B 二、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)15.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。三、简答题(本大题共4小题，每小题4分，共16分)20.应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。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。 五、简单应用题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）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(3) 空载时：定子绕阻电势频率f150Hz,转子绕组电势频率：f2= 六、综合应用题（本大题共小题，每小题分，共分）33.(1)梯形图：（）助记符指令程序： STR X1 OR Y1 AND NOT X2 OUT Y1 STR X3 OR Y2 AND NOT X4 AND Y1 OUT Y2一、单项选择题在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内1. Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是（ ）A机械学与信息技术机械学与电子学机械学与自动化技术机械学与计算机2. 计算机集成制造系统包括（ ）ACAD、CAPP、CAMFMS计算机辅助生产管理A、B和C6. 直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为其（ ）A转速特性调节特性工作特性机械特性10. 若直流测速发电机的负载电阻趋于无穷大，则输出电压与转速（ ）A成反比成正比成平方关系成指数关系15. 步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的2倍，则步距角为原来的（ ）A0.5倍2倍0.25倍不变17. 传感器在零输入状态下，输出值的变化称为传感器的（ ）A线性度精确度零漂分辨率18. 在自动控制系统中，步进电机通常用于控制系统的（ ）A半闭环控制闭环控制开环控制前馈控制20. 感应同步器可用于检测（ ）A位置加速度速度位移二、填空题1、压电式加速度传感器中压电元件变形后所产生的 与加速度成正比。2、若是传感器的最大非线性误差、为输出量的满刻度值，则传感器的线性度可表示为 。3、在机电一体化产品的功能原理方案设计中，其功能元的组合方式常用的有串联结构、并联结构和 三种形式。三、简答题3、 3、 简述增量式编码器与绝对式编码器在工作原理方面的不同？4、 4、 为什么直流伺服电机具有良好的机械特性？5、传感器的静态特性指标主要有哪些？四、分析、计算题2、图示为光栅式位移传感器示意图，分析其工作原理。一、 五、综合应用题2、下图为小车送料过程示意图。现采用可编程控制器控制，写出小车PLC控制的梯形图。小车的送料过程为：当小车处于左限位开关ST1处时，按下启动按钮，小车向右运行；碰到右限位开关ST2后，小车开始装料，装料时间为15秒；然后小车向左运行，碰到左限位开关ST1后，小车开始卸料，卸料时间为10秒；至此完成一次动作。任何时候压下停止按钮，小车将停止动作。根据上述描述写出用PLC控制的梯形图。输入/输出点的分配输入输出其它启动按钮X400右行电磁阀Y430时间继电器1（15秒）T450ST2X401装料电磁阀Y431时间继电器2（10秒）T451ST1X402左行电磁阀Y432停止按钮X403卸料电磁阀Y433一、单项选择题1. “机电一体化”这一名词产生于20世纪，其产生的年代为 （ ）A70年代50年代40年代80年代2. “机电一体化”在国外被称为 （ ）AMachineElectronicsMechatronicsA和B3. 机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是 （ ）A提供动力传递运动传递动力A、B和6. 直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为其（ ）A机械特性调节特性力矩特性转速特性8. 在交流伺服电机中，控制绕组与励磁绕组在空间相差的电角度是（ ）A60450 909. 若为传感器的输入量，是其输出量，则传感器的灵敏度为（ ）A11. 在可编程控制器的编程中，同一继电器线圈在梯形图中出现的次数最多为（ ）A213414. 在可编程控制器梯形图的编程中，继电器线圈左侧触点的数目为（ ）A032 115. 光栅式位移传感器的栅距W、莫尔条纹的间距B和倾斜角之间的关系为（ ）A16. 差动变压器式电感传感器属于（ ）A涡流式自感型互感型可变磁阻式18. 在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的（ ）A开环控制C和D全闭环控制半闭环控制19. 在光栅式位移传感器中，莫尔条纹与光栅条纹的排列方向几乎成（ ）A9004560 二、填空题3. 传感器的迟滞特性是指输入量在增加和减少的过程中，同一输入量下其 的差别。三、简答题1、一个较完善的机电一体化产品应该包含那几部分？3、PLC内部的一个8位存储器可以等效为几个输入继电器？为什么？2、下图为欲用可编程控制器控制的天塔闪光灯示意图。控制要求是： 按下启动按钮后， L2、L4、L6、L8亮，1秒后灭；接着L3、L5、L7、L9亮，1秒后灭；再接着L2、L4、L6、L8亮，1秒后灭，如此循环下去。根据上述描述写出用PLC控制的梯形图。输入/输出点的分配输入输出其它启动按钮X400L2Y430时间继电器1（1秒）T450停止按钮X401L4Y431时间继电器2（1秒）T451L6Y432L8Y433L3Y434L5Y435L7Y436L9Y437一、填空(每空2分，共20分) L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。 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、二、迟滞和重复精度。二、简答题(每题4分，共20分) 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，详细设计的主要内容。 5简述AD、DA接口的功能。三、分析题(20分) 1已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统巾的哪一个基本要素? 2试分析图示传动系统中，齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响?一、填空每空2分，共20分) L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、简答题(每题4分，共20分) 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：AD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。DA接口是将二进制数字量转换成电压信号。三、分析题(20分) 1.(10分)解答：图中各部可分为：(1) 控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示(2)测试传感部分：光电编码器、信号处理 (3)能源：电源 (4)驱动部分：功放、电机 (5)执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台 2(10分)解答： 齿轮传动链位于电机之后，前向通道的闭环之外，其传动误差的低频分量和高频分量都不能通过闭环控制来消除，都会影响输出精度。 一、填空(每空2分，共20分) 1机电一体化系统常用的能源有、和。 3在小功率传动链中，为使总的重量最小，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、电源和输入输出接口等部分构成。 5传感器的静态特性参数主要有灵敏度、线性度、和。二、简答题(每题4分，共20分)1测试传感部分的作用是什么?2对控制及信息处理单元的基本要求是什么?3机电一体化产品对机械传动系统有哪些要求?4简述STD总线的工作模式。5简述机电一体化产品设计的工程路线(主要步骤)。一、填空(每空2分，共20分) 1电源 液压源 气压源 2定期预测 定量预测 3传动比相等 4微处理器 贮存器 5迟滞 重复精度二、简答题(每题4分，共20分) 1答：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。 2，答：对控制及信息处理单元的基本要求：提高信息处理速度和可靠性，增强抗干扰能力，完善系统自诊断功能，实现信息处理智能化和小型化，轻量，标准化等。 3答：机电一体化系统对机械传动系统的要求有：精度；稳定性；快速响应性；还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声和高可靠性。 4答：STD总线有3种工作模式：独立工作模式，前端控制器工作模式和分布式组合工作模式。5答：机电一体化产品设计的工程路线(主要步骤)：拟定产品开发目标和技术规范；收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济性分析；总体方案设计；总体方案的评审和评价；详细设计；详细设计方案的评审和评价；试制样机；样机实验，测试；技术评价与审定；小批量生产；正常生产；销售。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（每空分，共3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4、通常有取代法 整体设计法 组合法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10、模块化设计 系统组成 修改和扩展方便三、简答题 （每小题5分，共20分）1. （1）单元中各加工设备的任务管理与调度，其中包括制定单元作业计划、计划的管理与调度、设备和单元运行状态的登录与上报。（2）单元内物流设备的管理与调度，这些设备包括传送带、有轨或无轨物料运输车、机器人、托盘系统、工件装卸站等。（3）刀具系统的管理，包括向车间控制器和刀具预调仪提出刀具请求、将刀具分发至需要它的机床等。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。专心-专注-专业