《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》試卷答案(總3頁)

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1、XX大學(xué)XX學(xué)院XXXX-XXXX學(xué)年 第X學(xué)期 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》試卷 班級 學(xué)號 姓名 題　目 一 二 三 四 總得分 得　分 一、填空題：（每空1分，共20分） 1、機(jī)電一體化是 機(jī)械 與 電子技術(shù) 有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。 2、開發(fā)性設(shè)計(jì)是在既沒有 參考樣板 又沒有 具體設(shè)計(jì)方案 的情形下，根據(jù) 抽象原理 ，按照 系統(tǒng)性能

2、要求進(jìn)行的設(shè)計(jì)。 3、滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率高達(dá) 0.90~0.95 ，為滑動(dòng)絲杠副的 3~4 倍。 4、啟動(dòng)或反向時(shí)，系統(tǒng)的輸入運(yùn)動(dòng)與輸出運(yùn)動(dòng)之間的差值就是系統(tǒng)的 失動(dòng)量 。 5、對步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)中齒輪傳動(dòng)裝置進(jìn)行傳動(dòng)比分配的原則是最小負(fù)載慣量原則。 6、據(jù)齒輪系傳動(dòng)比最佳分配條件，簡化的最佳速比分配關(guān)系為 。 7、在開環(huán)步進(jìn)電機(jī)-絲杠系統(tǒng)中，傳動(dòng)比大小與系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的 步距角有關(guān)。 8、滾珠絲杠副可以將 直線 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闉? 旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。 9、計(jì)算齒輪

3、傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)非隨機(jī)載荷的采用 峰值綜合法 法。 10、數(shù)字式傳感器檢測系統(tǒng)的傳感器輸出信號為 增量碼 信號。 11、當(dāng)傳感器的輸出信號是電參數(shù)形式時(shí)，需要采用 基本轉(zhuǎn)換 電路，將其轉(zhuǎn)換 成 電量 形式。 12、采樣信號變成連續(xù)信號必須經(jīng)過 D/A轉(zhuǎn)換器 和 保持器 才能完成。 二、選擇題：（將答案填入表格，每題1.5分，共30分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C C A B A B B B B D

4、11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B B B A B C D B A B 1、機(jī)電一體化與英文單詞（ C ） A.Mechanics一致 B.Electronics一致 C.Mechatronics一致 D.Electric-Machine一致 2、變異性設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下（ C ） A.對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行局部更改的設(shè)計(jì) B.根據(jù)抽象設(shè)計(jì)原理對系統(tǒng)性能要求進(jìn)行設(shè)計(jì) C.僅改變現(xiàn)有系統(tǒng)的規(guī)格尺寸的設(shè)計(jì) D.根據(jù)抽象設(shè)計(jì)原理

5、進(jìn)行局部更改的設(shè)計(jì) 3、柔性化是在生產(chǎn)對象變更需要改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作規(guī)律時(shí)，（ A ） A.無須改變硬件只改變軟件就可以 B.無須改變軟件只改變硬件就可以 C.既要改變硬件又要改變軟件才行 D.既不改變硬件又不改變軟件 4、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的承載能力是平面滾道形式的（ B ） A.23倍 B.13倍 C.4倍 D.33倍 5、齒輪傳動(dòng)的總等效慣量隨傳動(dòng)級數(shù)( A ) A.增加而減小 B.增加而增加 C.減小而減小 D.變化而不變 6、在設(shè)計(jì)滾珠絲杠副時(shí)所

6、要求的硬度HRC（ B ） A.越小其硬度系數(shù)就越小 B.越大其硬度系數(shù)就越小 C.越大其硬度系數(shù)就越大 D.大小與其硬度系數(shù)無關(guān) 7、偏心軸套調(diào)整法是采用偏心軸套的旋轉(zhuǎn)來改變（ B ） A.兩齒輪軸向位移量以消除齒側(cè)間隙 B.齒輪之間的中心距以消除齒側(cè)間隙 C.兩齒輪相對旋轉(zhuǎn)的角位移消除間隙 D.兩薄片齒輪之間墊片厚度以消除間隙 8、滾動(dòng)摩擦系數(shù)幾乎與運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，其動(dòng)摩擦力與靜摩擦力之差（ B ） A.極大 B.極小 C.為零 D.為無窮大

7、 9、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采取消隙措施，可以消除齒側(cè)間隙及其造成的（ B ） A.換向誤差 B.換向死區(qū) C.換向沖擊 D.換向阻力 10、滾珠絲杠副螺紋滾道型面的截面形狀有（ D ） A.單圓弧型面和拋物線型面 B.雙圓弧型面和橢圓弧型面 C.拋物線型面和橢圓弧型面 D.單圓弧型面和雙圓弧型面 11、導(dǎo)軌截面為矩形截面的滾動(dòng)導(dǎo)軌承載時(shí)其受力（ B ） A.上下方向相等但左右不等 B.上下左右各方向大小相等 C.上下方向不相等但左右相等 D.上下左右各方向大小均

8、不相等 12、滾珠絲杠副為單圓弧型面螺紋滾道時(shí)，其接觸角隨軸向負(fù)荷（ B ） A.增大而減小 B.增大而增大 C.減小而增大 D.減小而減小 13、為了提高齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)度精度，并使機(jī)構(gòu)緊湊，各級傳動(dòng)比（ B ） A.應(yīng)按“前大后小”次序分配 B. 應(yīng)按“前小后大”次序分配 C. 必須相等 D.應(yīng)與伺服系統(tǒng)匹配 14、頻率調(diào)制是讓一個(gè)高頻載波信號的頻率隨（ A ） A.調(diào)制信號而變化的過程 B.調(diào)幅信號而變化的過程 C.載波信號而變化的過程 D.調(diào)頻信號而變化

9、的過程 15、濾波器的截止頻率是指濾波器的幅頻特性值等于（ B ） A.所對應(yīng)的頻率 B.所對應(yīng)的頻率 C.所對應(yīng)的頻率 D.所對應(yīng)的頻率 16、調(diào)頻波的解調(diào)可以先將調(diào)頻波變換成（ C ） A.調(diào)幅波后進(jìn)行幅值檢波 B.調(diào)頻波后進(jìn)行幅值檢波 C.調(diào)頻調(diào)幅波后進(jìn)行幅值檢波 D.調(diào)相調(diào)幅波后進(jìn)行幅值檢波 17、共模抑制比就是（ D ） A.共模增益與差模增益之比 B.閉環(huán)增益與開環(huán)增益之比 C.開環(huán)增益與閉環(huán)增益之比 D.差模增益與共模增益之比

10、 18、濾波器的帶寬是指濾波器兩（ B ） A.固有頻率之間的頻率范圍 B.截止頻率之間的頻率范圍 C.諧振頻率之間的頻率范圍 D.穿越頻率之間的頻率范圍 19、為保證閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性（ A ） A.1－Φ（z）的零點(diǎn)必須包含G（z）的所有不穩(wěn)定零點(diǎn) B.1－Φ（z）的極點(diǎn)必須包含G（z）的所有不穩(wěn)定零點(diǎn) C.Φ（z）的零點(diǎn)必須包含G（z）的所有不穩(wěn)定零點(diǎn) D.Φ（z）的極點(diǎn)必須包含G（z）的所有不穩(wěn)定零點(diǎn) 20、控制系統(tǒng)極點(diǎn)在z平面單位圓外時(shí)，對應(yīng)的暫態(tài)響應(yīng)是（ B ） A.衰減或振蕩衰減的

11、 B.發(fā)散或振蕩發(fā)散的 C.不變或等幅振蕩的 D.衰減或等幅振蕩的 三、簡答題：（共20分） 1、簡述機(jī)電一體化的概念。（4分） 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)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自動(dòng)控制技 術(shù)等在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上有機(jī)地加以綜合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)最優(yōu)化而建立起來的一門新的 科學(xué)技術(shù)。 2、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則有哪些？（4分） 答：1）機(jī)電互補(bǔ)原則；2）功能優(yōu)化原則；3）自動(dòng)化、省力化原則；4）效益最大原則； 3、簡述機(jī)電一體化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對系統(tǒng)性能的影響。（4分） 答：轉(zhuǎn)動(dòng)

12、慣量?。涸诓挥绊憴C(jī)械系統(tǒng)剛度的前提下，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡量減小。 1)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大會(huì)對系統(tǒng)造成不良影響，機(jī)械負(fù)載增大；2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大系統(tǒng)響應(yīng)速度降低，靈敏度下降；3)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大系統(tǒng)固有頻率減小，容易產(chǎn)生諧振。 4、齒輪傳動(dòng)副的消隙方法有哪些？（4分） 答：1）軸向消隙法；2）徑向消隙法；3）周向消隙法。 5、簡述對測量放大電路的性能要求。（4分） 答：具有高輸入阻抗、共模抑制能力強(qiáng)、失調(diào)及漂移小、噪聲低、閉環(huán)增益穩(wěn)定性高等。 四、計(jì)算題：（30分） 1、求函數(shù)的Z變換。（5分） 解：上式可化為：

13、 得： A=1，B=2， X（s）的Z變換為： 2、一階有源低通濾波器電路原理如圖所示，試求：（10分） （1）濾波器的輸入與輸出之間的傳遞函數(shù)關(guān)系；（2）通頻帶增益和截止頻率。 解：由電路圖列出電壓和電流平衡方程得 在穩(wěn)態(tài)時(shí)令得輸入與輸出之間的傳遞函數(shù)為 由上式可得通頻帶增益為 截止頻率為 3、絲杠螺母驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖所示，已知工作臺(tái)的質(zhì)量m=200Kg，絲杠螺距Ph=5mm,絲杠長度L=0.8m，中徑為d=30mm，材料密度為，齒輪齒數(shù)分別為Z1＝20，Z2＝45，模數(shù)m＝2mm，齒寬b＝20mm。試求折算到電機(jī)軸上的總等效慣量。（15分） 解：（1）計(jì)算各傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 材料密度，齒輪的計(jì)算直徑按分度圓直徑計(jì)算，絲杠的計(jì)算直徑取中徑。 由 工作臺(tái)折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 （2）折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量