自考機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)02245試題及答案解析與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1、2015年10月高等教育自學(xué)考試全國(guó)統(tǒng)一命題考試機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試卷（課程代碼02245）本試卷共4頁(yè)，滿分100分?？荚嚂r(shí)間150分鐘。 考生答題注意事項(xiàng)：1 .本卷所有試題必須在答題卡上作答。答在試卷上無(wú)效，試卷空白處和背面均可作草稿紙。2 .第一部分為選擇題。必須對(duì)應(yīng)試卷上的題號(hào)使用2B鉛筆將“答題卡”白相應(yīng)代碼涂黑 o3 .第二部分為非選擇題。必須注明大、小題號(hào)。使用0. 5毫米黑色字跡簽字筆作答。4 .合理安排答題空間，超出答題區(qū)域無(wú)效。第一部分選擇題、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其選出并將“答題卡”

2、 的相應(yīng)代碼涂黑。未涂、錯(cuò)涂或多涂均無(wú)分。1 .在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)處理由測(cè)量模塊和接口模塊提供信息的模塊稱為A.軟件模塊B.微計(jì)算機(jī)模塊C.通信模塊D.驅(qū)動(dòng)模塊2 .對(duì)滾珠導(dǎo)軌，每個(gè)滾動(dòng)體所承受的許用載荷P與滾珠直徑d的關(guān)系是A. P與d成正比 B. P與d2成正比C. P與d成反比D. P與d2成反比3 .已知雙波傳動(dòng)諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Zr=200,剛輪齒數(shù)Zg=202o當(dāng)柔輪固定，波發(fā)生器輸入，剛輪輸出時(shí)，諧波齒輪傳動(dòng)速比為A. 101B. 1004.電阻應(yīng)變片式傳感器主要用于測(cè)量A.長(zhǎng)度和加速度B.位移和振動(dòng)C. 一 100D, 一 101C.線位移和車t速D.力和力矩5 .下列操作中，不會(huì)改

3、變直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性硬度的是D.減小電樞電阻A.增大電樞電壓B.減小勵(lì)磁電流C.增大電樞電阻6 .具有勵(lì)磁電流較小、體積較小、機(jī)械強(qiáng)度較高、無(wú)接觸電刷等特點(diǎn)的固定磁阻電動(dòng)機(jī)是A.直流伺服電動(dòng)機(jī)B.交流伺服電動(dòng)機(jī)C.反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)D.超聲波電動(dòng)機(jī)7 .采樣一數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，若考慮對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)速度的影響時(shí)，采樣周期應(yīng)為閉環(huán)系統(tǒng)最小時(shí)間 常數(shù)的A. （0. 1 1）倍 B. 5 倍C. 2 倍D. 10 倍8 .某兩軸（xy）定位工作臺(tái)，二者的位置分辨率為 200脈沖/cm。如果希望以200cm/min 的速度產(chǎn)生與x軸成60°角的直線運(yùn)動(dòng)，距離為 150cm,時(shí)鐘頻率為1000Hz,則

4、完成該運(yùn) 動(dòng)所需要的時(shí)間為A. 45sB. 30sC. 15sD. 60s9 .西門子S7系列PLC中s7400是A.模塊化小型 PLC系統(tǒng)B,超小型化的 PLC機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試卷第1頁(yè)共4頁(yè)C.中、高檔性能的 PLCD.工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)10 .并聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn) 0.01對(duì)應(yīng)的助記符語(yǔ)句是A. LD NOT 0. 00 B. OR NOT 0 01C. OR 0. 01D. LD 0. 01第二部分非選擇題二、簡(jiǎn)答題(本大題共8小題，每小題4分，共32分) 請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。11 .簡(jiǎn)述機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想。12 .機(jī)電一體化的所謂“ 4A革命”是指什么？13 .軸系分為一般傳動(dòng)軸和工作主軸。

5、在機(jī)械傳動(dòng)鏈內(nèi)，對(duì)工作主軸的主要要求是什么14 .簡(jiǎn)述單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)靜止時(shí)無(wú)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的原因。通常采用哪兩種措施可使單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)獲得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩？15 .簡(jiǎn)述反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。16 .從啟動(dòng)頻率、運(yùn)行平穩(wěn)性、效率、成本四方面對(duì)比分析單極性電路和細(xì)分電路的差異。17 .簡(jiǎn)述全閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義及特點(diǎn)。18 .主要用于噴漆和弧焊作業(yè)的機(jī)器人按照控制水平分類屬于哪類機(jī)器人？這類機(jī)器人的主要特征是什么？三、計(jì)算題(本大題共4小題，每小題5分，共20分) 請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。M的步距角19 .題19圖所示為一機(jī)械裝置的傳動(dòng)示意圖。已知步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的兩級(jí)齒輪：Zi=24, Z2=45

6、, Z3=26, Z4=64,絲杠的導(dǎo)程 P=10mm。(1)驗(yàn)算兩級(jí)齒輪系的傳動(dòng)比是否符合最佳速比分配條件。(2)求工作臺(tái)的最小位移量 6 ?工作自® 19圖20 .題20圖為脈沖周期法轉(zhuǎn)速測(cè)量原理圖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為20 r/min,增量編碼器每轉(zhuǎn)3000條刻線，時(shí)鐘脈沖頻率為 2MHz,試求在10個(gè)編碼器脈沖間隔內(nèi)，計(jì)數(shù)器共計(jì)數(shù)多少個(gè)時(shí)鐘脈沖？機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試卷第2頁(yè)共4頁(yè)數(shù)字輸出時(shí)神脈沖端秒器脈沖2NLMILJIL1I題20圖21 .已知步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相電流接通順序?yàn)锳-AB-B-BC-C CA-A,三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角6, 二 11求:(1)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子齒數(shù)；(2)裕量角&a

7、mp; ;(3)當(dāng)輸入頻率f=120Hz時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。22.某直流伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如題22圖所示，已知:-1。尚（=0. 5/V f KpiOV/radt求：(1)當(dāng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 ，二 0*002fg/時(shí)，丁的值;(2)伺服剛度Kr。題22圈四、簡(jiǎn)單應(yīng)用題(本大題共3小題，每小題6分，共18分) 請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。23 .題23圖所示為雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器的原理框圖。其實(shí)質(zhì)是測(cè)量和比較兩個(gè)積分的時(shí) 間，一個(gè)是對(duì)模擬輸入電壓積分的時(shí)間To,另一個(gè)是以充電后的電壓為初值對(duì)參考電壓反向積分，積分電容被放電至零所需的時(shí)間Tio畫出積分波形圖并說(shuō)明其工作過(guò)程。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試卷第3頁(yè)共4頁(yè)輸入電

8、壓5_:標(biāo)準(zhǔn)電國(guó)上題23圖24 . 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓為 200V,額定電流為2A,額定轉(zhuǎn)速為2000r/min,電 樞繞組的電阻為20Q”電機(jī)帶動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行。 為保持電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速始終為 2000r /min,求當(dāng)電樞繞組中再串接一個(gè) 2。的電阻時(shí)，電樞電壓應(yīng)升至多少 ？25 .設(shè)有x-y平面上的直線運(yùn)動(dòng)路徑，源點(diǎn)坐標(biāo)為 (0, ),終點(diǎn)坐標(biāo)為(4, 8), x軸的速度限 制為土 2,加速度限制為土 3 ,y軸的速度限制為土 3,加速度限制為土 4,利用三次多項(xiàng)式樣 條函數(shù)生成點(diǎn)位控制指令， 為了保證所有軸的速度和加速度都不超過(guò)容許值，求協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的容許最短時(shí)間為多少？五、綜合應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分) 請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上作答。26 .某單位反饋系統(tǒng)如題 26圖所示，已知： 巾0. 06s, T=0. 01s,求：(1)系統(tǒng)的剪切頻率最大相位裕量 中時(shí)及此時(shí)的K值；(2)單位加速度輸入時(shí)，靜