《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》試卷B1(共9頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 2012年7月山東省高等教育自學(xué)考試 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計 （考試時間150分鐘 滿分100分） (課程代碼 2245) （本試卷共 8頁） 本試卷分為兩部分，第一部分為選擇題，1頁至3頁，第二部分為非選擇題，3頁至8頁，共8頁；選擇題14分，非選擇題86分，滿分100分；考試時間為150分鐘 題號 一 二 三 四 五 六 總分 得分 得分 閱卷人 第一部分 選擇題 （共14分）

2、 一、單項選擇題（每小題1分，共14分） 本大題共14小題，每小題1分，共14分。在每小題列出的四個備選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將其代碼填在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。 1. Mechatronics是兩個不同學(xué)科領(lǐng)域名稱的組合，這兩個不同的學(xué)科是 ( B )。 A. 機(jī)械學(xué)與信息技術(shù) B. 機(jī)械學(xué)與電子學(xué) C. 機(jī)械學(xué)與自動化技術(shù) D. 機(jī)械學(xué)與計算機(jī) 2. 時域函數(shù)的拉普拉斯變換為( C )。 A. B. C. D.

3、 3. 滾珠絲杠副的基本導(dǎo)程指絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)2π弧度時，螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的（ B ） A.徑向位移 B.軸向位移 C. 螺旋線長度 D. 坐標(biāo)值 4. 步進(jìn)電機(jī)在轉(zhuǎn)子齒數(shù)不變的條件下，若拍數(shù)變成原來的2倍，則步距角為原來的（ A ） A. 0.5倍 B.2倍 C. 0.25倍 D.不變 5. 傳感器在零輸入狀態(tài)下，輸出值的變化稱為傳感器的（ C ）。

4、 A. 線性度 B. 精確度 C. 零漂 D. 分辨率 6. 某步進(jìn)電動機(jī)三相單三拍的歩距角為5，則三相雙三拍的歩距角為 （ B ）。 A. 2.5 B. 5 C. 10 D. 15 7. 某伺服系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=，則系統(tǒng)的阻尼比（C ）。

5、 A. 0.2 B. 0.4 C. 0.6 D. 0.8 8. 由電動機(jī)驅(qū)動的齒輪系，第一級齒輪的傳動比為2，則用傳動比最佳分配條件計算出的第二級傳動比為 （ D ）。 A. 1 B. C. 2

6、 D. 2 9. 在自動控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)通常用于控制系統(tǒng)的（ C ）。 A. 半閉環(huán)控制 B. 閉環(huán)控制 C.開環(huán)控制 D. 前饋控制 10. 采集有關(guān)系統(tǒng)狀態(tài)和行為的信息是 （B ）。 A. 機(jī)械受控模塊 B. 測量模塊 C. 驅(qū)動模塊 D. 控制模塊 11. 為了提高滾珠絲杠副的旋轉(zhuǎn)精度，滾

7、珠絲杠副在使用之前應(yīng)該進(jìn)行（B ） A. 調(diào)整徑向間隙 B. 預(yù)緊 C. 預(yù)加載荷 D. 表面清洗 12. 某三相步進(jìn)電動機(jī)，轉(zhuǎn)子40個齒，欲使其步距1.5，應(yīng)采用的通電方式（ C ） A. 單拍制 B. 雙拍制 C. 單雙拍制 D. 細(xì)分電路 13. 下列屬于變磁阻電動機(jī)的是（C ） A. 直流電動機(jī)

8、 B. 交流感應(yīng)電動機(jī) C. 步進(jìn)電動機(jī) D.永磁同步電動機(jī) 14. 直流測速發(fā)電機(jī)輸出的是與轉(zhuǎn)速 （ C ） A. 成正比的交流電壓 B. 成反比的交流電壓 C. 成正比的直流電壓 D. 成反比的直流電壓 第二部分 非選擇題 （共86分） 得分 閱卷人 二、填空題（本大題共6小題，每空題1分，共15分） 15.根據(jù)在系統(tǒng)中傳遞的信號形式不同，伺

9、服系統(tǒng)有三類：模擬式伺服系統(tǒng) 、 參考脈沖系統(tǒng)、 采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng) 。 16. 一個典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計包括的功能模塊有機(jī)械受控模塊、測量模塊、驅(qū)動模塊、通信模塊、微計算機(jī)模塊 、軟件模塊 和 接口模塊 。 17. 光柵是一種新型的位移檢測元件，可分為 透射光柵 和 反射光柵 兩種。 18. 根據(jù)步進(jìn)電動機(jī)的工作原理，步進(jìn)電動機(jī)分為反應(yīng)式 、 永磁式 和 混合式 。 19. 參考脈沖系統(tǒng)可按計算機(jī)生成的 數(shù)字脈沖信號 作為輸入，并由參考輸入脈沖和反饋信號脈沖之間的 頻率 或 相位 之差形成誤差信號。

10、 20. 在光柵式位移傳感器中，莫爾條紋對光柵的 間距 起到了放大作用。 得分 閱卷人 三、問答題（本大題共4小題，每小題4分，共16分） 21．根據(jù)工作原理，步進(jìn)電機(jī)分為哪幾類？ 答；3 類，分別是1，反應(yīng)式2，永磁式3，混合式 22．為什么要消除齒輪副間隙？常用什么方法消除間隙？ 答；1，齒輪副間隙使得在傳動過程中，主動輪在突然改變方向時，從動輪不能立即隨之反轉(zhuǎn)，有一個滯后量，造成齒輪回差。影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 2，消除間隙的方法有二種，a,剛性調(diào)整法。B，柔性調(diào)整法。 23．對于如圖所示的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，說明其工作原理 答；如

11、果A相繞組通電，其相應(yīng)的定子和轉(zhuǎn)子就會產(chǎn)生磁力，使1,3兩齒與定子A磁極相對齊。然后，A斷電，再使B相繞組通電并使磁極產(chǎn)生磁通，由于轉(zhuǎn)子的2,4兩齒與定子B磁極離得近，于是轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)30度，就這樣2,4兩齒與定子B磁極相對齊.按照A-B-C-A-…的順序通電轉(zhuǎn)子就逆時針轉(zhuǎn)動，每步轉(zhuǎn)過的角為步距角。 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī) 24．什么是全閉環(huán)伺服系統(tǒng)？什么是半閉環(huán)伺服系統(tǒng)？它們各有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答；1，全閉環(huán)伺服系統(tǒng)；傳感器直接測量工作臺的位移，對輸出直接控制。 2，半閉環(huán)伺服系統(tǒng)；將傳感器安裝在伺服電機(jī)軸上（絲杠），間接測量工作臺。 3，全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)； 優(yōu)點(diǎn)

12、，高精度，動態(tài)性能好，抗干擾強(qiáng)，缺點(diǎn)；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，調(diào)試?yán)щy。 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)；精度較高，動態(tài)響應(yīng)和抗干擾能力一般滿足要求，成本和調(diào)試比較困難，因此，得到廣泛應(yīng)用。 得分 閱卷人 四、簡單計算題（本大題共3小題每小題5分，共15分） 1． 25．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(jìn)電機(jī)定子勵磁繞組，測得步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為200r/min，已知轉(zhuǎn)子有24個齒。 求：（1）脈沖電源的頻率？ （2）步進(jìn)電機(jī)的歩距角。 1，公式在171頁 2，在公式在168頁 26. 已知測得碼盤式轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出500個脈沖

13、所用的時間為10秒，編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為20，求其轉(zhuǎn)速？ 用量剛自己可以計算；我的思路是；500個脈沖所用的時間為10秒，那么1min應(yīng)該是3000，用因為編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為20，故，轉(zhuǎn)速是3000/20.注意單位r/min 27.旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20，加在定子上面的勵磁電壓頻率為400，通過相位校正，勵磁電壓與輸出電壓相移減少到2，求此時產(chǎn)生的動態(tài)誤差。在77頁，原題 得分 閱卷人 五、簡單應(yīng)用題（本大題共3小題每小題8分，共24分） 28.某直流伺服系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為，反饋系數(shù)為1

14、且為負(fù)反饋， 試求： （1） 系統(tǒng)的自然頻率和阻尼比； （2） 單位斜坡輸入信號作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 剩余的可以參考機(jī)械工程控制，3-3的傳遞函數(shù)，和4-6系統(tǒng)誤差。 聲明；答案為本人自己所做，可能有誤，希望知道的，提出糾正。 29. 求如圖所示電路網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)（設(shè)為輸入，為輸出）。 30.光電編碼器作為位置測量反饋的參考脈沖系統(tǒng)中，參考脈沖頻率f=1000Hz，光電編碼器每旋轉(zhuǎn)一周，輸出脈沖2000個，已知滾珠絲杠導(dǎo)程，試求工作臺的移動速度。 在198頁，類似，只是變數(shù)

15、 得分 閱卷人 六、綜合應(yīng)用題（本大題共2小題每小題8分，共16分） 31.某伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 試求：（1）系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) （2）階躍輸入信號下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 2 2 0.5 + —— —— + 32.設(shè)計一電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路，條件如下： （1） 用兩個按鈕開關(guān)控制啟動和停止，按下啟動按鈕開關(guān)后，開始正轉(zhuǎn)； （2） 正轉(zhuǎn)10后，停1，然后開始反轉(zhuǎn)； （3） 反轉(zhuǎn)10后，停2,再開始正轉(zhuǎn)，往復(fù)循環(huán)； 輸入/輸出點(diǎn)的分配 啟動按鈕開關(guān) 0.00 停止按鈕開關(guān) 0.01 電動機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器 10.00 電動機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器 10.01 電動機(jī)正轉(zhuǎn)時間 TIM001 電動機(jī)正轉(zhuǎn)后暫停時間 TIM002 電動機(jī)反轉(zhuǎn)時間 TIM003 電動機(jī)反轉(zhuǎn)后暫停時間 TIM004 中間繼電器1 1.00 中間繼電器2 1.01 （4） 如果按動停止按鈕，不管電動機(jī)在哪個運(yùn)動狀態(tài)，電動機(jī)都要立刻停止運(yùn)行。 試畫出梯形圖。 280頁原題 專心---專注---專業(yè)