光機(jī)電一體化控制技術(shù)二

1、一、單項(xiàng)選擇題(只有一個(gè)選項(xiàng)正確，共5道小題)1.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作這一功能的是()機(jī)械本體動(dòng)力部分控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu)你選擇的答案：前面作業(yè)中已經(jīng)做正確正確正確答案：D解答參考：2.PCM是指()。脈幅調(diào)制脈寬調(diào)制脈位調(diào)制脈沖編碼調(diào)制你選擇的答案：D 正確正確答案：D解答參考：3.傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要用于()。控制檢測(cè)計(jì)算編碼你選擇的答案：前面作業(yè)中已經(jīng)做正確正確正確答案：B解答參考：4.在數(shù)字控制中，保持器的主要作用是()：提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能采樣電壓值保持一個(gè)采樣周期；消除系統(tǒng)干擾提高抗干擾能力你選擇的答案：C 正確正確答案：C解答參考：5

2、.在下列那種情況下，控制系統(tǒng)不穩(wěn)定()極點(diǎn)位于S平面的右邊極點(diǎn)位于S平面的左邊極點(diǎn)位于S平面的原點(diǎn)極點(diǎn)位于S平面的虛軸上你選擇的答案：A 正確正確答案：A解答參考：二、不定項(xiàng)選擇題(有不定個(gè)選項(xiàng)正確，共1道小題)6.在時(shí)域里描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的主要指標(biāo) ()不選全或者選錯(cuò)，不算完成上升時(shí)間超調(diào)量穩(wěn)定時(shí)間穩(wěn)態(tài)誤差調(diào)節(jié)時(shí)間系統(tǒng)帶寬你選擇的答案：ABCDE 正確正確答案：A B C D E解答參考：(注意：若有主觀題目，請(qǐng)按照題目，離線完成，完成后紙質(zhì)上交學(xué)習(xí)中心，記錄成績(jī)。在線只需提交客觀題答案。)三、主觀題（共14道小題）在未來機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展呈現(xiàn)，、，、_趨勢(shì)參考答案:在未來機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展

3、呈現(xiàn)模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化、人格化趨勢(shì)8.機(jī)電一體化系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)？參考答案：機(jī)電一體化系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)？模塊化：設(shè)備和零部件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，功能模塊化。智能化：控制論、信息論和系統(tǒng)論的技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展，使得智能科學(xué)不斷地滲 透于機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品中，智能化使得機(jī)電一體化產(chǎn)品具有更加靈活的，科 學(xué)的能力來完成更加復(fù)雜的，不確定的工作。智能化機(jī)電一體化系統(tǒng)具有一下幾 個(gè)年征：1復(fù)雜性：具有多功能，高適應(yīng)性、高可靠性、是多技術(shù)集成與優(yōu)化的產(chǎn) 物。智能化機(jī)電一體化系統(tǒng)通常由機(jī)、光、電裝置構(gòu)成，計(jì)算機(jī)與信息 處理，控制論在系統(tǒng)中占據(jù)中心位 置。交叉性：廣泛應(yīng)用以控制論、信息論及

4、系統(tǒng)論為中心的各種現(xiàn)代理論， 在經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能，運(yùn)籌學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)，模糊 數(shù)學(xué)等，以求得更高的控制和決策目標(biāo)O擬人性：模擬人的思維，具有基本的學(xué)習(xí)和判斷能力，從而具有一定的 推理，決策功能。網(wǎng)絡(luò)化：機(jī)電一體化系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)終端，和各種系統(tǒng)組成一定的集成網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)，從而具有更加廣泛的應(yīng)用和控制能力。微型化：隨著微機(jī)械電子系統(tǒng)（MEM）的技術(shù)成熟和應(yīng)用，越來越多的機(jī)電一體化系 統(tǒng)的檢測(cè)、執(zhí)行功能由這些MEM來實(shí)施，從而形成微機(jī)電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品，具有 體積小，能耗低，運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)。綠色化：機(jī)電一體化的綠色化主要指制造，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，能回 收利用。綠色機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

5、和應(yīng)用具有遠(yuǎn)大的前途。人格化：注重產(chǎn)品與人的尖系，機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品具有良好的與人交互的能力。9.光機(jī)電一體化系統(tǒng)所涉及的信號(hào)有兩類和。參考答案：光機(jī)電一體化系統(tǒng)所涉及的信號(hào)有兩類模擬信號(hào) 和數(shù)字信號(hào)。10.論述模擬信息數(shù)字化的基本原理。參考答案：論述模擬信息數(shù)字化的基本原理。機(jī)電一體化系統(tǒng)所涉及的信號(hào)有兩類，連續(xù)信號(hào)（模擬信息）和離散時(shí)間信息。由于計(jì)算機(jī)或微處理器的信息 和控制都是基于數(shù)字信號(hào)（0.1 ）信息，而往往系統(tǒng)輸入或輸出確實(shí)模擬量，所以，就出現(xiàn)了將連續(xù)時(shí)間信號(hào)變?yōu)殡x散時(shí)間信息，離散時(shí)間信息變?yōu)閿?shù)字信號(hào)或數(shù)字信息又變?yōu)檫B續(xù)時(shí)間信號(hào)等信 號(hào)轉(zhuǎn)換問題。模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步是在時(shí)間上對(duì)

6、信號(hào)進(jìn)行離散化處理，即將在時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)處理為時(shí)間上離散的信 息，這一過程稱為采樣。采樣要遵循采樣定理。模擬信號(hào)經(jīng)采樣后，雖然在時(shí)間上是離散的，但采用脈沖序列幅度仍然取決于輸入模擬信號(hào)，采用信息仍屬于 模擬信號(hào)，必須進(jìn)行量化，使其在幅值上離散化。這個(gè)過程稱為量化。量化后的信 息，即變?yōu)榱藭r(shí)間離散、幅 值離散的數(shù)字信號(hào)。11.機(jī)電一體化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型一般按特征分類， 常見的有和9 和，和,和參考答案:機(jī)電一體化系統(tǒng)的的數(shù)學(xué)模型一般按特征分類，常見的有一靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型，確定性模型和不確定性模型線性模型和非線性模型和一連續(xù)模型和離散模型。12.在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模過程中，機(jī)械系統(tǒng)主要有三個(gè)基本

7、元件：和參考答案：在機(jī)電一體化系統(tǒng)建模過程中，機(jī)械系統(tǒng)主要有三個(gè)基本元件：質(zhì)量彈簧和阻尼13簡(jiǎn)述系統(tǒng)仿真的目的和意義參考答案：答：機(jī)電一體化系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中，常用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)或仿真方法來確定系統(tǒng)特性，以尋 求改進(jìn)系統(tǒng)性能的途徑。在很多情況下，研究系統(tǒng)的目的是要預(yù)測(cè)系統(tǒng)的若干特性，往往在建立 系統(tǒng)之前或在討論方案階段就能預(yù)測(cè)系統(tǒng)建成后將出現(xiàn)的情形。若用系統(tǒng)自身做實(shí)驗(yàn)難于達(dá)到目 的。因此，人們常借助于系統(tǒng)模型而不是系統(tǒng)本身進(jìn)行仿真。仿真的目的在于：新系統(tǒng)的建立和 調(diào)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)最佳的設(shè)計(jì)和最佳控制問題以及模擬實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練。由于機(jī)電一體化系統(tǒng)越來越 復(fù)雜，成本高，加上要考慮安全性要求，數(shù)字仿真技術(shù)在機(jī)電

8、一體化系統(tǒng)中的系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和 調(diào)試尤為重要。14.S3已知一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)劇S)R (s)參考答案:分析：整個(gè)方框圖等價(jià)于：首先，G2和G3串聯(lián)，再與G4并聯(lián)，再加入H反饋環(huán)節(jié)，再與G1串聯(lián)，最后再引入一個(gè)單位負(fù)反饋。其總方框傳遞函數(shù)如下:說明，控制系統(tǒng)方框圖的簡(jiǎn)化R(S)15.機(jī)電一體化系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的多采用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件,在機(jī)電一體化反饋控制系統(tǒng)中，常用的電動(dòng)機(jī)有和參考答案：在機(jī)電一體化交流伺服電動(dòng)機(jī)電一體化系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的多米用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件， 反饋控制系統(tǒng)中，常用的電動(dòng)機(jī)有 直流伺服電動(dòng)機(jī) 和 機(jī)兩種。16.簡(jiǎn)述直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性?參考答案：簡(jiǎn)述直流電動(dòng)

9、機(jī)的機(jī)械特性?答：直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指外加電壓Uc勵(lì)磁電流If和電樞回路 電阻Ra 保持不變時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n之間的尖系。即：n=f(T).機(jī)械特 性是直流電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要特性。17.控制系統(tǒng)從組成通路上分，可以分為和制。參考答案：控制系統(tǒng)從組成通路上分，可以分為一開環(huán)一和一閉環(huán)一控制。18在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們常用到PID控制器，試說明PID控制器中P,I ,D的主要作用和特點(diǎn)。參考答爭(zhēng)：P:比例控制器的作用是指控制器的輸出與輸入偏差(也即誤差)信號(hào)成比 例。比例控制器能迅速反映誤差，從而使系統(tǒng)減少誤差，但不 能消除穩(wěn)態(tài)誤 差。比例系數(shù)的加大，會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定

10、。即比例控 制作用雖然及時(shí)，快 速，但存在靜態(tài)誤差，被控對(duì)象不能完全回復(fù)到給定值，故控制精度不高.I :調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的變化速度與偏差信號(hào)成正比。則可以消除靜態(tài)誤差。 因?yàn)榉e分作用是隨時(shí)間的積累而逐漸增強(qiáng)，因此在時(shí)間上其輸出信號(hào)總是 落后于輸入偏差信號(hào)變化（稱相位滯后），所有積分調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用緩 慢。即積分控制作用可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，但它有滯后作用，會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)量 增加，甚至引起系統(tǒng)振蕩。D:調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)與偏差變化速度成正比，微分控制主要作用是克服被控參 數(shù)的滯后。為減小滯后，可根據(jù)被控對(duì)象的變化趨勢(shì)來進(jìn)行控制。說明智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)能的主要區(qū)別？參考答案：智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)的主要區(qū)別在于：1、學(xué)習(xí)能力。智能系統(tǒng)所具備的學(xué)校功能使系統(tǒng)具有對(duì)一個(gè)過程或未知環(huán)境 所提供的信息進(jìn)行識(shí)別、記憶、學(xué)習(xí)并利用積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步改善系統(tǒng)的能力。 具有與人類學(xué)習(xí)功能相似的能力；2、適應(yīng)能力。除包括對(duì)輸入輸出自適應(yīng)估計(jì)外，還包括故障情況下自修復(fù) 等功能，具有處理不確定環(huán)境的能力。