機電一體化復(fù)習(xí)題含答案

1、、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(fù)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、伺服電動機：伺服

2、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，并逐

3、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。&變頻器：變頻器是利用電力半導(dǎo)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

4、統(tǒng), 它是德國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_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

5、要包括傳動機構(gòu)、導(dǎo)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-

6、200 PLC的控制程序通常由用戶程序、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 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

7、部分的作用： 對系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(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

8、，從而控制電動機的轉(zhuǎn) 速和輸出轉(zhuǎn)矩。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(dāng)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）控制方式：繼電器控制系統(tǒng)的控制是采

9、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(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制，速度快，微秒級，嚴(yán)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，而時間繼電器定時精度不高

10、，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(dǎo)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。PLC控5）可靠性和維護性：繼電器控制系統(tǒng)可靠性較差，線路復(fù)雜，維護工作量大, 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，交流輸入方式用于有油霧、粉塵等惡

11、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(fù)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(fù)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（大地）實現(xiàn)

12、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(dāng)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(zhǔn)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(biāo)主要包括哪些方面？答：主要包括系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、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，補償和校正因各種

13、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(xì)設(shè)計的主要內(nèi)容。答：詳細(xì)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(xì)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A/ D、D/A接口的功能。答：A/D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。D/A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)

14、有哪些要求？答：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(biāo)志位存儲器區(qū)（M）、特殊標(biāo)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(biāo)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

15、控變量是機械運動的一種反饋控制系統(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(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.02時，其轉(zhuǎn)速為()A.1450 r/min B.1470 r/min C.735 r/min 4.計算步進電動機轉(zhuǎn)速的公式為（360180B.T smCOSincinc5.圖示利用繼電器觸點實現(xiàn)的邏輯函數(shù)為A. (A+ 丄)(b+B)B. A + 丄 BC.(A+B)(丄 + _)D.2940 r/min oD.A B+ 丄B

16、 .機械學(xué)與電子學(xué)6. Mechatro nics是兩個不同學(xué)科領(lǐng)域名稱的組合，這兩個不同的學(xué)科是（A .機械學(xué)與信息技術(shù)C .機械學(xué)與自動化技術(shù)D .機械學(xué)與計算機7.計算機集成制造系統(tǒng)包括（A. CAD、CAPP、CAMB . FMSC .計算機輔助生產(chǎn)管理8.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,0.5倍B . 2倍若拍數(shù)變成原來的2倍，則步距角為原來的D .不變C . 0.25 倍10.感應(yīng)同步器可用于檢測（位置B .加速度C .速度D .位移11.“機電一體化”在國外被稱

17、為（Mach ineB. ElectronicsC . Mechatronics12.機電一體化產(chǎn)品的動力與驅(qū)動部分的主要功能是（13.60B. 45D.90 14.光柵式位移傳感器的柵距W、莫爾條紋的間距 B和傾斜角B之間的關(guān)系為（提供動力B .傳遞運動C .傳遞動力在交流伺服電機中，控制繞組與勵磁繞組在空間相差的電角度是WD. B ：1-5T15.差分變壓器傳感器屬于（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（C .全閉環(huán)控制D .半閉環(huán)控制A .開環(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

18、機起動，按鈕 X2為A電動機停止（輸出 Y1 ）;（2）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：梯形圖：（2）助記符指令程序：STRX1ORY1AND NOTX2OUTY1STRX3ORY2X4Y1Y2AND NOTANDOUT2、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(dāng)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，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