電大機電一體化復習題(含答案)

1、專業(yè)好文檔一、名詞解釋1、 機電一體化：機電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用了機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù)，實現(xiàn)多種技術(shù)功能復合的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。2、柔性制造系統(tǒng)：柔性制造系統(tǒng)（flexible manufacturing system）是由兩臺或兩臺以上加工中心或數(shù)控機床組成，并在加工自動化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)物料流和信息流的自動化。3、傳感器：傳感器適機電一體化系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，能把各種不同的非電量轉(zhuǎn)換成電量，對系統(tǒng)運行中所需的自身和外界環(huán)境參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，將其變成系統(tǒng)可識別的電信號，傳遞給控制單元。4、伺服電

2、動機：伺服電動機又稱控制電機，其起動停止、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角隨輸入電壓信號的大小及相位的改變而改變。輸入的電壓信號又稱控制信號或控制電壓，改變控制信號可以改變電動機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，驅(qū)動工作機構(gòu)完成所要求的各種動作。5、感應(yīng)同步器: 感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造的高精度檢測元件，有直線和圓盤式兩種，分別用作檢測直線位移和轉(zhuǎn)角。6、人機接口：人機接口（hmi）是操作者與機電系統(tǒng)（主要是控制微機）之間進行信息交換的接口，主要完成輸入和輸出兩方面的工作。7、plc：可編程控制器（programmable logical controller）簡稱plc.是一種在繼電器控制和計算機控制的基礎(chǔ)上開發(fā)出來，并

3、逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置，廣泛應(yīng)用在各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過程的自動控制中。8、變頻器：變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因素以及過流/過壓/過載保護等功能。9、通信協(xié)議：通信協(xié)議是指通信雙方就如何交換信息所建立的一些規(guī)定和過程，包括邏輯電平的定義、應(yīng)用何種物理傳輸介質(zhì)、數(shù)據(jù)幀的格式、通信站地址的確定、數(shù)據(jù)傳輸方式等。10、mps系統(tǒng)：模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)（modular production system）簡稱mps系統(tǒng)，它是

4、德國festo公司結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)的特點研制開發(fā)的模擬自動化生產(chǎn)過程，集機械、電子、傳感器、氣動、通信為一體的高度集成的機電一體化裝置。二、填空題1、電感式傳感器是一種把微小位移變化量轉(zhuǎn)變成電感變化量的位移傳感器。2、光電編碼器根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為增量式和絕對式。3、熱電阻溫度傳感器的工作原理是基于金屬的熱電阻效應(yīng)。4、熱電偶溫度傳感器的工作原理是基于物體的熱電效應(yīng)。5、對伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求是系統(tǒng)精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)特性、工作頻率。6、液壓系統(tǒng)一般包括動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件四個部分。7、典型的氣動驅(qū)動系統(tǒng)由氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件組成。8、機電控制系統(tǒng)的機械裝置主要包括傳動機

5、構(gòu)、導向機構(gòu)和執(zhí)行器三個部分。9、機電一體化的機械系統(tǒng)設(shè)計主要包括兩個環(huán)節(jié)：靜態(tài)設(shè)計、動態(tài)設(shè)計。10、欠電流繼電器利用其常開觸點串接在被控線路中起欠流保護。11、過電流繼電器利用其常閉觸點串接在被控線路中起過流保護。12、接口的基本功能主要有數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、放大、通信聯(lián)絡(luò)。13、伺服系統(tǒng)的基本組成包括控制器、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測裝置、比較環(huán)節(jié)。14、工作接地分為一點接地、多點接地。15、機電一體化產(chǎn)品按用途可以劃分為辦公機電一體化產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)機電一體化產(chǎn)品和民用機電一體化產(chǎn)品。16、典型的可編程控制器由編程器、微處理器、存儲器、電源和輸入輸出接口等部分構(gòu)成。17、s7-200 plc的控制程序通常由用戶

6、程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)組成。18、plc根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式分為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的通信協(xié)議為ppi協(xié)議。21、交-直-交變頻器的內(nèi)部電路主要由整流電路、直流中間電路、逆變電路和控制電路組成。22、機電一體化系統(tǒng)常用的能源有電力源、液壓源和氣壓源。三、簡答題1. 機電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素有哪些？答：一個較完整的機電一體化控制系統(tǒng)，包括以下幾個基本要素：機械本體、動力源、傳感裝置、驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)、控制器等，各要素和環(huán)節(jié)之間通過接口相聯(lián)系。2. 測試傳感部分的作用答：測試傳感部分的作用：對系統(tǒng)運行中所需要的本身和外

7、界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)分析處理后產(chǎn)生控制信息。3. 傳感器是如何分類的？答：傳感器的分類方法有如下幾種：按用途、工作原理、變換原理、輸出信號性質(zhì)分類。4. 簡述步進電動機驅(qū)動電路的組成。答：步進電動機的驅(qū)動電路由脈沖信號發(fā)生器、分頻器、脈沖分配器和脈沖放大器組成。5. 簡述直流伺服電機兩種控制方式的特點。答：直流伺服電動機的控制方式主要有兩種：一種是電樞電壓控制，即在定子磁場不變的情況下，通過控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號來控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵磁磁場控制，即通過改變勵磁電流的大小來改變定子磁場強度，從而控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。采用電樞電壓

8、控制方式時，由于定子磁場保持不變，其電樞電流可以達到額定值，相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩也可以達到額定值，因而這種方式又被稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。而采用勵磁磁場控制方式時，由于電動機在額定運行條件下磁場已接近飽和，因而只能通過減弱磁場的方法來改變電動機的轉(zhuǎn)速。由于電樞電流不允許超過額定值，因而隨著磁場的減弱，電動機轉(zhuǎn)速增加，但輸出轉(zhuǎn)矩下降，輸出功率保持不變，所以這種方式又被稱為恒功率調(diào)速方式。6. 為什么說接觸器自鎖線路具有欠壓和失壓的保護作用？當失壓和欠壓時，接觸器線圈的電磁吸引力消失或不足，接觸器觸點釋放，斷開控制線路，從而使電動機主電路斷開。7. 簡述plc系統(tǒng)與繼電器接觸器控制系統(tǒng)的區(qū)別。答：1）控制方

9、式：繼電器控制系統(tǒng)的控制是采用硬件接線實現(xiàn)的，是利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)極延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。plc控制系統(tǒng)采用存儲邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，稱軟接線。2）工作方式：繼電器控制系統(tǒng)采用并行的工作方式，plc控制系統(tǒng)采用串行工作方式。3）控制速度：繼電器控制系統(tǒng)控制邏輯是依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級，機械觸點有抖動現(xiàn)象。plc控制系統(tǒng)是由程序指令控制半導體電路來實現(xiàn)控制，速度快，微秒級，嚴格同步，無抖動。4）定時與計數(shù)控制：繼電器控制系統(tǒng)是靠時間繼電器的滯后動作實現(xiàn)延時控制，而時

10、間繼電器定時精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時間困難。繼電器控制系統(tǒng)不具備計數(shù)功能。plc控制系統(tǒng)用半導體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時間方便，不受環(huán)境影響。另外plc系統(tǒng)具備計數(shù)功能。5）可靠性和維護性：繼電器控制系統(tǒng)可靠性較差，線路復雜，維護工作量大，plc控制系統(tǒng)可靠性較高，外部線路簡單，維護工作量小。8. plc交流開關(guān)量輸入模塊和直流開關(guān)量輸入模塊分別適用什么場合？答：由于交流輸入模塊電路中增加了限流、濾波和整流三個環(huán)節(jié)，因此，輸入信號的延遲時間要比直流輸入電路的要長，但由于其輸入端是高電壓，因此輸入信號的可靠性要比直流輸入電路要高。一般來說，交流輸入方式用于

11、有油霧、粉塵等惡劣環(huán)境，對系統(tǒng)響應(yīng)要求不高的場合，而直流輸入模塊用于環(huán)境較好，電磁干擾輕，對系統(tǒng)響應(yīng)要求較高的場合。9. plc開關(guān)量輸出模塊有哪幾種類型？各能驅(qū)動何種負載？答：plc的輸出模塊有三種：繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。繼電器輸出型既可用于交流輸出，也用于直流輸出。晶體管輸出型用于直流輸出。雙向晶閘管輸出型用于控制外部交流負載10. pwm脈寬調(diào)速原理。答：pwm是英文pulse width modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。11. 控制系統(tǒng)接地的目的。答：將電路、設(shè)備機殼等與作為零電位的一個公共參考點

12、（大地）實現(xiàn)低阻抗的連接，稱之謂接地。接地的目的有兩個：一是為了安全，例如把電子設(shè)備的機殼、機座等與大地相接，當設(shè)備中存在漏電時，不致影響人身安全，稱為安全接地；二是為了給系統(tǒng)提供一個基準電位，例如脈沖數(shù)字電路的零電位點等，或為了抑制干擾，如屏蔽接地等。稱為工作接地。工作接地包括一點接地和多點接地兩種方式。12. 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的指標主要包括哪些方面？答：主要包括系統(tǒng)功能、性能指標、使用條件、經(jīng)濟效益。13為什么采用機電一體化技術(shù)可以提高系統(tǒng)的精度?答：機電一體化技術(shù)使機械傳動部分減少，因而使機械磨損，配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用電子技術(shù)實現(xiàn)自動檢測，控制，補償和

13、校正因各種干擾因素造成的誤差，從而提高精度。14機電一體化相關(guān)技術(shù)有哪些?答：機電一體化相關(guān)技術(shù)有：機械技術(shù)，計算機與信息處理技術(shù)，系統(tǒng)技術(shù)，白動控制技術(shù)，傳感器測試技術(shù)和伺服驅(qū)動技術(shù)。15簡述機電一體化產(chǎn)品設(shè)計中，詳細設(shè)計的主要內(nèi)容。答：詳細設(shè)計主要包括：系統(tǒng)總體設(shè)計；業(yè)務(wù)的分組；機械本體及工具設(shè)計；控制系統(tǒng)設(shè)計；程序設(shè)計；后備系統(tǒng)設(shè)計；完成詳細設(shè)計書及制造圖樣；產(chǎn)品出廠及使用文件的設(shè)計。16簡述ad、da接口的功能。答：ad接口的功能是將溫度、壓力等物理量經(jīng)傳感器變成的電壓、電流等信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。da接口是將二進制數(shù)字量轉(zhuǎn)換成電壓信號。17. 機電一體化產(chǎn)品對機械傳動系統(tǒng)有哪些要求？答：

14、機電一體化系統(tǒng)對機械傳動系統(tǒng)的要求有：精度；穩(wěn)定性；快速響應(yīng)性；還應(yīng)滿足小型、輕量、高速、低沖擊振動、低噪聲和高可靠性。18. s7-200 plc有哪些硬件資源，如何對他們尋址？答：s7-200 plc的硬件資源包括輸入輸出映像寄存器區(qū)（i/q）、標志位存儲器區(qū)（m）、特殊標志位存儲器區(qū)（sm）、定時器存儲器區(qū)（t）、計數(shù)器存儲器區(qū)（c）、順序控制標志位區(qū)（s）、變量存儲器區(qū)（v）、局部存儲器區(qū)（l）、累加器（ac）/高速計數(shù)器（hc）、模擬量輸入輸出寄存器（ai/aq）等，s7-200 plc的尋址方式有立即數(shù)尋址、直接尋址和間接尋址三大類。四、選擇題。1.受控變量是機械運動的一種反饋控制

15、系統(tǒng)稱( )a.順序控制系統(tǒng) b.伺服系統(tǒng) c.數(shù)控機床 d.工業(yè)機器人2.直流測速發(fā)電機輸出的是與轉(zhuǎn)速( )a.成正比的交流電壓 b.成反比的交流電壓c.成正比的直流電壓 d.成反比的直流電壓3.某4極交流感應(yīng)電動機，電源頻率為50hz，當轉(zhuǎn)差率為0.02時，其轉(zhuǎn)速為( )a.1450r/min b.1470r/minc.735r/min d.2940r/min4.計算步進電動機轉(zhuǎn)速的公式為( )a. b.tsmcos c. d. 180- 5.圖示利用繼電器觸點實現(xiàn)的邏輯函數(shù)為( )a.(a+ )( +b)b.a + bc.(a+b)( + )d.ab+ 6. mechatronics是兩

16、個不同學科領(lǐng)域名稱的組合，這兩個不同的學科是（ ）a機械學與信息技術(shù)b機械學與電子學c機械學與自動化技術(shù)d機械學與計算機7. 計算機集成制造系統(tǒng)包括（ ）acad、capp、cambfmsc計算機輔助生產(chǎn)管理da、b和c8. 直流伺服電動機的控制電壓與輸出轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系式稱為其（ ）a轉(zhuǎn)速特性b調(diào)節(jié)特性c工作特性d機械特性9. 步進電機在轉(zhuǎn)子齒數(shù)不變的條件下，若拍數(shù)變成原來的2倍，則步距角為原來的（ ）a0.5倍b2倍c0.25倍d不變10. 感應(yīng)同步器可用于檢測（ ）a位置 b加速度 c速度 d位移11. “機電一體化”在國外被稱為（ ）amachinebelectronicscmech

17、atronicsda和b12. 機電一體化產(chǎn)品的動力與驅(qū)動部分的主要功能是（ ）a提供動力b傳遞運動c傳遞動力da、b和c13. 在交流伺服電機中，控制繞組與勵磁繞組在空間相差的電角度是（ ）a60b45c0d 9014. 光柵式位移傳感器的柵距w、莫爾條紋的間距b和傾斜角之間的關(guān)系為（ ）abcd15. 差分變壓器傳感器屬于（ ）a渦流式b自感型c互感型d可變磁阻式16. 在自動控制系統(tǒng)中，伺服電機通常用于控制系統(tǒng)的（ ）a開環(huán)控制bc和dc全閉環(huán)控制d半閉環(huán)控制五、應(yīng)用題1.采用plc設(shè)計二臺電動機a、b工作的系統(tǒng)。（1） 按鈕x1為a電動機起動，按鈕x2為a電動機停止（輸出y1）；（2）

18、 按鈕x3為b電動機起動，按鈕x4為b電動機停止（輸出y2）；（3） 只有a電動機在工作中，b電動機才能工作。 要求：畫出梯形圖，寫出助記符指令程序。答：(1)梯形圖：（2）助記符指令程序： str x1 or y1 and not x2 out y1 str x3 or y2 and not x4 and y1 out y2 2、下圖為小車送料過程示意圖?，F(xiàn)采用可編程控制器控制，寫出小車plc控制的梯形圖。小車的送料過程為：當小車處于左限位開關(guān)st1處時，按下啟動按鈕，小車向右運行；碰到右限位開關(guān)st2后，小車開始裝料，裝料時間為15秒；然后小車向左運行，碰到左限位開關(guān)st1后，小車開始卸料

19、，卸料時間為10秒；至此完成一次動作。任何時候壓下停止按鈕，小車將停止動作。根據(jù)上述描述寫出用plc控制的梯形圖。輸入/輸出點的分配輸入輸出其它啟動按鈕x400右行電磁閥y430時間繼電器1（15秒）t450st2x401裝料電磁閥y431時間繼電器2（10秒）t451st1x402左行電磁閥y432停止按鈕x403卸料電磁閥y4334、下圖為欲用可編程控制器控制的天塔閃光燈示意圖?？刂埔笫牵?按下啟動按鈕后， l2、l4、l6、l8亮，1秒后滅；接著l3、l5、l7、l9亮，1秒后滅；再接著l2、l4、l6、l8亮，1秒后滅，如此循環(huán)下去。根據(jù)上述描述寫出用plc控制的梯形圖。輸入/輸出點

20、的分配輸入輸出其它啟動按鈕x400l2y430時間繼電器1（1秒）t450停止按鈕x401l4y431時間繼電器2（1秒）t451l6y432l8y433l3y434l5y435l7y436l9y437if we dont do that it will go on and go on. we have to stop it; we need the courage to do it.his comments came hours after fifa vice-president jeffrey webb - also in london for the fas celebrations -

21、 said he wanted to meet ivory coast international toure to discuss his complaint.cska general director roman babaev says the matter has been exaggerated by the ivorian and the british media.blatter, 77, said: it has been decided by the fifa congress that it is a nonsense for racism to be dealt with

22、with fines. you can always find money from somebody to pay them.it is a nonsense to have matches played without spectators because it is against the spirit of football and against the visiting team. it is all nonsense.we can do something better to fight racism and discrimination.this is one of the v

23、illains we have today in our game. but it is only with harsh sanctions that racism and discrimination can be washed out of football.the (lack of) air up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifas anti-racism taskforce, is in london for the football associations 150th anniversary celeb

24、rations and will attend citys premier league match at chelsea on sunday.i am going to be at the match tomorrow and i have asked to meet yaya toure, he told bbc sport.for me its about how he felt and i would like to speak to him first to find out what his experience was.uefa hasopened disciplinary pr

25、oceedings against cskafor the racist behaviour of their fans duringcitys 2-1 win.michel platini, president of european footballs governing body, has also ordered an immediate investigation into the referees actions.cska said they were surprised and disappointed by toures complaint. in a statement th

26、e russian side added: we found no racist insults from fans of cska.baumgartner the disappointing news: mission aborted.the supersonic descent could happen as early as sunda.the weather plays an important role in this mission. starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than

27、2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. the balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. it will climb higher than the tip of mount everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting eve

28、n higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. as he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence.the balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet ( then, i would assume, he w

29、ill slowly step out onto something resembling an olympic diving platform.below, the earth becomes the concrete bottom of a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving into the deep end of a pool. it will be like he is diving into the shallow end.skydiver prep