《機電一體化系統(tǒng)》模擬試卷1及參考答案

1、1及參考答案（每題3分共15分）1、機電一體化2、步進電動機3、靈敏度（測量）4、變頻調(diào)速5、 FMS二、填空題（每空1分，共20分）1 、對伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求是、。2、機電一體化的機械系統(tǒng)設(shè)計主要包括兩個環(huán)節(jié)：、。3、計算機控制系統(tǒng)的類型包括、監(jiān)督控制系統(tǒng)、。4、接口的基本功能主要有、。5、對直線導(dǎo)軌副的基本要求是、和平穩(wěn)。6、伺服系統(tǒng)的基本組成包括、。三、選擇題（每題2分共10分）1. 步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。A脈沖的寬度B脈沖的數(shù)量C脈沖的相位D脈沖的占空比2. 對于交流感應(yīng)電動機，其轉(zhuǎn)差率s的范圍為（<s<2<s<1C.-

2、1<s<1<s<0指的是（）。D.可編程控制器D.比例積分微分A.機器人B計算機集成系統(tǒng)C.脈寬調(diào)制4. PD稱為（）控制算法。A.比例B比例微分C.比例積分5. 在數(shù)控系統(tǒng)中，復(fù)雜連續(xù)軌跡通常采用（）方法實現(xiàn)。A.插補B.切割C.畫線D.自動（每小題7分，共21分）1. FMC的基本控制功能。2. PWM脈寬調(diào)速原理。3. 簡述直流伺服電機兩種控制的基本原理。五、分析題（第1題14分，第2、3題10分，共34分）1 .半橋逆變電路的工作原理。2 .有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進電機定子勵磁繞組,測得步進電機的轉(zhuǎn)速為100r/min,已知轉(zhuǎn)子

3、有24個齒，求:1）步進電機的步距角;2）脈沖電源的頻率。3 .分析下圖光電隔離信號輸出Vc+5vVc+5VVc+12V去微機R2R1來自機械系統(tǒng)b)a)答案一、名詞解釋（每題3分共15分）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、步進電動機又稱電脈沖馬達，是通過脈沖數(shù)量決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。由于步進電動機成本較低，易于采用計算機控制，因而被廣泛應(yīng)用于開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中。3、靈敏度（測量）傳感器在靜態(tài)標準條件下輸入變化對輸出變

4、化的比值。4、采用改變電機通電頻率的方式來改變電機的轉(zhuǎn)速的調(diào)速方式。5、柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem）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，其基本組成部分有：自動化加工設(shè)備，工件儲運系統(tǒng)，刀具儲運系統(tǒng)，多層計算機控制系統(tǒng)等。二、填空題(每空1分，共20分)1、系統(tǒng)精度穩(wěn)定性響應(yīng)特性工作頻率2、靜態(tài)設(shè)計動態(tài)設(shè)計3、分級計算機控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)4、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換通信聯(lián)絡(luò)放大6、導(dǎo)向精度高耐磨性好足夠的剛度對溫度變化的不敏感性。6、控制器執(zhí)行環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)檢測裝置三、單項選擇題(每小題2分

5、，共10分)1.B2.B3.C4.C5.A四、簡答題(每小題7分，共21分)1. (1)單元中各加工設(shè)備的任務(wù)管理與調(diào)度，其中包括制定單元作業(yè)計劃、計劃的管理與調(diào)度、設(shè)備和單元運行狀態(tài)的登錄與上報。(2)單元內(nèi)物流設(shè)備的管理與調(diào)度，這些設(shè)備包括傳送帶、有軌或無軌物料運輸車、機器人、托盤系統(tǒng)、工件裝卸站等。(3)刀具系統(tǒng)的管理，包括向車間控制器和刀具預(yù)調(diào)儀提出刀具請求、將刀具分發(fā)至需要它的機床等。2.圖中的開關(guān)S周期性地開關(guān)，在一個周期T內(nèi)閉合的時間為一則一個外加的固定直流電壓U被按一定的頻率開閉的開關(guān)S加到電動機的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號，其高度為U、寬度為，如右圖所示。電樞兩

6、端的平均電壓為：TUd1UdtTUUd101式中=/T=Ud/U,(0<<1)為導(dǎo)通率(或稱占空比)。當T不變時，只要改變導(dǎo)通時間，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。當從0T改變時，Ud由零連續(xù)增大到U。3. 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)

7、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。四、分析題(第1題14分，第2、3題10分，共34分)1. 半橋逆變電路原理如左圖所示，它有兩個導(dǎo)電臂，每個導(dǎo)電臂由一個可控元件和一個反并聯(lián)二極管組成。在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容，使得兩個電容的聯(lián)結(jié)點為直流電源的中點。設(shè)電力晶體管Vl和V2基極信號在一個周期內(nèi)各有半周正偏和反偏，且二者互補。當負載為感性時，其工作波形如右圖所示。

8、輸出電壓波形u0為矩形波，其幅值為Um=Ud/2輸出電流i0波形隨負載阻抗角而異。設(shè)t2時刻以前V1導(dǎo)通。t2時刻給V1關(guān)斷信號，給V2導(dǎo)通信號，但感性負載中的電流i0不能立刻改變方向，于是VD2導(dǎo)通續(xù)流。當t3時刻i0降至零時VD2截止，V2導(dǎo)通，i0開始反向。同樣，在t4時刻給V2關(guān)斷信號，給V1導(dǎo)通信號后，V2關(guān)斷，VD1先導(dǎo)通續(xù)流，t5時刻V1才導(dǎo)通。當V1或V2導(dǎo)通時，負載電流和電壓同方向，直流側(cè)向負載提供能量；而當VD1或VD2導(dǎo)通時，負載電流和電壓反方向，負載中電感的能量向直流側(cè)反饋，既負載將其吸收的無功能量反饋回直流側(cè)。反饋回的能量暫時儲存在直流側(cè)電容中，直流側(cè)電容起到緩沖這種無功能量的作用。二極管VD1、VD2是負載向直流側(cè)反饋能量的通道，同時起到使負載電流連續(xù)的作用，VD1、VD2被稱為反饋二極管或續(xù)流二極管。2. 1)K=2;M=5,Z=24;