河南科技大學(xué)-機(jī)電一體化試卷-(粗糙整理版)試卷教案

1、機(jī)電一體化20122013學(xué)年 A卷填空題。應(yīng)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)主要有（單片機(jī)）（PLC）（工控機(jī)）等類型。滾珠螺旋傳動中,滾珠的循環(huán)方式可分為（內(nèi)循環(huán)）和（外循環(huán)）。微機(jī)控制中的輸入和輸出通道一般包括（模擬輸入）（數(shù)字輸入）（模擬輸出）（數(shù)字輸出）四種通道。在進(jìn)行傳動比的分配時，若按照等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則，小功率裝置的傳動比應(yīng)（前小后大），大功率裝置的傳動比（前小后大）,若按照質(zhì)量最小原則，小功率裝置的傳動比應(yīng)(平均分配【前后相等】）,大功率裝置的傳動比應(yīng)（前大后小）。簡答題（題目看不大清楚，囧）【大概是:機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要組成部分有哪些？簡要說明每部分的作用】答案：傳感器單元：（ ）信

2、號的檢測,轉(zhuǎn)換輸出功能。 控制單元：實(shí)現(xiàn)程序控制、檢測信號判別和計(jì)算機(jī)控制等。 驅(qū)動單元：驅(qū)動各種執(zhí)行設(shè)備. 動力單元:位系統(tǒng)提供能量和動力。 執(zhí)行單元:根據(jù)控制信息和指令完成要求的動作。 接口單元：將各要素或子系統(tǒng)連接成一個有機(jī)整體。直流電源的主要性能指標(biāo)有哪些？簡述開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電源的區(qū)別。答案：（1)主要性能指標(biāo)： a 輸出電壓 b 輸出功率（或電流） c 電源的輸出紋波大小 （2） a 開關(guān)電源：體積小、功率大、質(zhì)量輕、輸出紋波大。 b 線性電源:相同功率下，體積較大、質(zhì)量較大、輸出紋波小。機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的放大器有哪幾種？并說明其特點(diǎn)。答案：（1）普通運(yùn)算放大器 可以設(shè)計(jì)各種

3、放大電路,應(yīng)用多種場合，價格較便宜。 （2）測量放大器 又叫做儀表放大器,應(yīng)用于高精密測量場合，輸入阻抗高，可差分輸入。 (3）隔離放大器 應(yīng)用于輸入和輸出需要隔離的場合，價格較高。 (4)程控放大器 放大倍數(shù)可以通過程序有級控制，價格較高，常用于多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。機(jī)電一體化系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)常見類型有哪些？畫出其結(jié)構(gòu)形式并說明優(yōu)缺點(diǎn)。答案：（圖片無能為力,勉強(qiáng)如下)圖a只能應(yīng)用于單路信號的數(shù)據(jù)采集；圖b各通道通過模擬多路開關(guān)公用一個采樣保持器和A/D，實(shí)現(xiàn)多路巡回采樣，各通道間 有相位差，成本較低,滿足一般數(shù)采要求；圖c（沒了)從通訊速率、通訊距離、通訊方式、傳輸介質(zhì)等方面說明RS232

4、、RS485主要特點(diǎn)?答案：（1）通訊速率：RS232和RS485沒有本質(zhì)區(qū)別，可靈活設(shè)置。（2）RS232通訊距離較近，小于15米；RS485通訊距離較遠(yuǎn)，可達(dá)1000米；（3)RS232屬于全雙工通訊方式,RS485屬于半雙工通訊方式；（4）RS232一般采用屏蔽線，RS485一般采用雙紋線。與其他傳動方式相比,滾珠螺旋傳動有何優(yōu)點(diǎn)?答案：（1)傳動效率高；（2）運(yùn)動平穩(wěn)；（3)能夠預(yù)緊；（4）工作壽命長;（5)定位精度和重復(fù)定位精度高；（6）同步性好;(7）可靠性高；（8）不能自鎖；（9）成本較高。畫圖說明光電耦合的光電隔離原理和使用注意事項(xiàng)。答案:1。（圖，抱歉)2.（文字答案沒有顯示

5、）。（沒有拍到）設(shè)計(jì)分析題某傳感器的輸出信號范圍為0250mV，輸出阻抗20M，設(shè)計(jì)信號調(diào)理電路，將信號放大為5V,畫出電路原理圖，選擇參數(shù)并簡要說明.設(shè)計(jì)一個雙路輸出直流穩(wěn)壓電源。其中，輸入為220VAC、50Hz市電，輸出為+5V、0.5A和+24V、0.2A兩組獨(dú)立電源（不共地），畫出電路圖，標(biāo)出器件值，并進(jìn)行設(shè)計(jì)說明.答案:（答案是有，看照片）設(shè)計(jì)一個三相交流異步電動機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。提供三相交流異步電動機(jī)、變頻器、增量式光電編碼器和PLC,畫出系統(tǒng)原理框圖、并說明工作原理。答案:（看照片，估計(jì)你也看不清）.如圖所示的開環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，求絲杠導(dǎo)程t。 【控

6、制器】【驅(qū)動器】（x分?jǐn)?shù)：10）-【步進(jìn)電機(jī)】(布距角:1.8）【減速器】（減速比：2）-【絲杠螺母副】（絲杠導(dǎo)程:t）【工作臺】（脈沖當(dāng)量：0.001mm）2011-2012學(xué)年 試卷A概念題。A/D量化誤差.脈沖當(dāng)量/步進(jìn)電機(jī)。香農(nóng)采樣定理。填空題。在經(jīng)典控制理論中，分析線性系統(tǒng)的常用方法有（ )和（ )。從產(chǎn)品使用要求的角度看，性能指標(biāo)可劃分為（ ）( )和（ ）等三類。根據(jù)仿真時鐘與實(shí)際時鐘的比例關(guān)系，仿真可分為（ ）（ ）和( ）三種。微機(jī)控制系統(tǒng)中的輸入和輸出通道一般包括（ ）、( )、（ ）、（ ）四種通道.機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將( ）、( )、( ）、機(jī)械技術(shù)等在系統(tǒng)

7、工程的基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合,實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)最優(yōu)而建立的一門新的科學(xué)技術(shù)。簡答題。機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要組成部分有哪些？簡要說明每部分的作用。直流電源的主要性能指標(biāo)有哪些？簡述開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電源的區(qū)別。3.機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的放大器有哪幾種？并說明其特點(diǎn)。4。機(jī)電一體化系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)常見類型有哪些？畫出其結(jié)構(gòu)形式并說明優(yōu)缺點(diǎn).5。（沒有拍到,題目上說每小題6分，共30分,應(yīng)該是少了第5題。)四設(shè)計(jì)分析題。1.某傳感器的輸出信號范圍為0500mV,輸出阻抗30M.設(shè)計(jì)信號調(diào)理電路,將該信號放大為5V，畫出電路原理圖，選擇參數(shù)并簡要說明。（納尼，有沒有拍到。.。）設(shè)計(jì)一個三相交流異步電動機(jī)變

8、頻調(diào)速控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。提供三相交流異步電動機(jī)、變頻器、增量式光電編碼器和PLC。畫出系統(tǒng)原理圖，并說明工作原理。分析、說明如圖所示計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中信號的變換與傳輸?shù)倪^程、原理。如圖所示的開環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，求絲杠導(dǎo)程t. (圖示見上張?jiān)嚲恚?0102011學(xué)年 試卷A概念題。機(jī)電一體化技術(shù)。 答：從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合,以實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)最佳化的一門科學(xué)技術(shù)。脈沖當(dāng)量。 答:相對于步進(jìn)電機(jī)每一脈沖信號的機(jī)床運(yùn)動部件的位移量稱為脈沖當(dāng)量，又稱作小設(shè)定單位。香農(nóng)采樣定理。 答:為了使采樣輸出信號能無失真地復(fù)現(xiàn)原輸

9、入信號，必須使采樣頻率至少為輸入信號最高有效頻率的兩倍，否則會出現(xiàn)頻率混疊誤差。填空題。在經(jīng)典控制理論中,分析線性系統(tǒng)的常用方法有（時域）。.(沒拍到）。（沒拍到）根據(jù)仿真時鐘與實(shí)際時鐘的比例關(guān)系，仿真可分為（ ）（ 亞實(shí)時 ）和（ 超實(shí)時 )三種.機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械部分一般由(傳動機(jī)構(gòu))、(導(dǎo)向機(jī)構(gòu))和(執(zhí)行機(jī)構(gòu)）組成，用來實(shí)現(xiàn)(執(zhí)行)和（構(gòu)造）兩功能。滾珠的循環(huán)方式可分為（內(nèi)循環(huán)）和（外循環(huán)）兩種。簡單題.機(jī)電一體化的主要組成部分有哪些？畫出其組成圖并簡要說明每部分的作用.答案：主要組成是機(jī)械單元、動力單元、傳感器檢測單元、驅(qū)動單元、控制單元、執(zhí)行單元、接口電路單元.（圖看不清)機(jī)械單

10、元:使各子系統(tǒng)、零部件按照一定的時間和空間關(guān)系安置在一定的位置上，并保持特定的關(guān)系.傳感器單元：實(shí)現(xiàn)物理信息的檢測、轉(zhuǎn)換輸出功能。控制單元:實(shí)現(xiàn)程序控制、檢測信號判別和計(jì)算機(jī)控制等。驅(qū)動單元：驅(qū)動各種執(zhí)行設(shè)備。動力單元：為系統(tǒng)提供能量和動力。執(zhí)行單元:根據(jù)控制信息和指令完成要求的動作。設(shè)計(jì)計(jì)算題。某傳感器的輸出信號范圍為050mV，輸出阻抗較大。設(shè)計(jì)一個直流電壓放大器,將該信號放大為05V，畫出電路原理圖，選擇參數(shù)并簡要說明。答案:因?yàn)閭鞲衅鞯妮敵鲎杩贡容^大，所以采用同相放大電路，整個系統(tǒng)的放大倍數(shù)=5000mV/50mV=100,可采用一級或二級放大電路實(shí)現(xiàn)。第一級放大20倍，選R1=1K，

11、R3=19K，第二級放大5倍，選R2=1K、R4=4K.2。設(shè)計(jì)一個雙路輸出直流穩(wěn)壓電源。其中，輸入為220V、50Hz市電，輸出為+5V、0.5A和+24V、0.5A兩組獨(dú)立電源（不共地）。畫出電路圖，標(biāo)出器件值，進(jìn)行設(shè)計(jì)說明。答案：圖示設(shè)計(jì)說明：(1)變壓器次級線圈采用兩個獨(dú)立繞組,電壓輸出分別為7.5V，27V。采用全橋整流電路進(jìn)行整流，然后通過通過電容進(jìn)行濾波，通過三端穩(wěn)壓器（7805、7824）進(jìn)行穩(wěn)壓。穩(wěn)壓器輸出端的電容可以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，電。.值不宜太大。3.設(shè)計(jì)一個三相交流異步電動機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的精確控制。提供三相交流異步電動機(jī)、變頻器、增量式光電編碼器和PLC.畫出系統(tǒng)原理圖，并說明工作原理。答案：圖示、系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示，整個系