《機(jī)電一體化系統(tǒng)》復(fù)習(xí)題.pdf

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第1頁共11頁 《機(jī)電一體化系統(tǒng)》考試復(fù)習(xí)題選擇題：1.受控變量是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種反饋控制系統(tǒng)稱( )A.順序控制系統(tǒng)B.伺服系統(tǒng)C.數(shù)控機(jī)床D.工業(yè)機(jī)器人2.齒輪傳動(dòng)的總等效慣量隨傳動(dòng)級(jí)數(shù)( )A.增加而減小B.增加而增加C.減小而減小D.變化而不變3.滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)類型有兩類：外循環(huán)插管式和( )A.內(nèi)循環(huán)插管式B.外循環(huán)反向器式C.內(nèi)、外雙循環(huán)D.內(nèi)循環(huán)反向器式4.某光柵的條紋密度是100條/mm，光柵條紋間的夾角θ=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是( )A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm 5.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出的是與轉(zhuǎn)速( )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6.電壓跟隨器的輸出電壓( )輸入電壓。A.大于B.大于等于C.等于D.小于7.某4極交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電源頻率為50Hz，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.02時(shí)，其轉(zhuǎn)速為( )A.1450［r/min］B.1470［r/min］C.735［r/min］D.2940［r/min］8.右圖稱( )A.直流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)特性B.直流伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性C.直流伺服電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性D.直流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性 9.計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的公式為( )A. B.Tsmcos C. D.180-10.一般說來，如果增大幅值穿越頻率ωc的數(shù)值，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts( )A.增大B.減小C.不變D.不定11.已知f(t)=a+bt，則它的拉氏變換式為( )A. +b B. C. D.12.連續(xù)路徑控制類中為了控制工具沿任意直線或曲線運(yùn)動(dòng)，必須同時(shí)控制每一個(gè)軸的( )使得它們同步協(xié)調(diào)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。A.位置和加速度B.速度和加速度C.位置和速度D.位置和方向13.圖示利用繼電器觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的邏輯函數(shù)為( ) 第2頁共11頁 A.(A+ )( +B)B.A+BC.(A+B)( + )D.AB+14.累計(jì)式定時(shí)器工作時(shí)有( )A.1個(gè)條件B.2個(gè)條件C.3個(gè)條件D.4個(gè)條件13.機(jī)械系統(tǒng)的剛度對(duì)系統(tǒng)的主要影響表現(xiàn)為（）等方面。A．固有頻率、響應(yīng)速度、慣量B．固有頻率、失動(dòng)量、穩(wěn)定性C．摩擦特性、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性D．摩擦特性、失動(dòng)量、慣量 14．光柵傳感器的光柵是在一塊長條形的光學(xué)玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線數(shù)為100線/mm，經(jīng)四倍細(xì)分后，此光柵傳感器測(cè)量分辨率是（）mm。A．2.5 B．0.25 C．0.025 D．0.0025解：經(jīng)四倍細(xì)分后，刻線數(shù)為400線/mm，分辨率為1/400mm。15．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(lì)磁繞組，已知轉(zhuǎn)子有24個(gè)齒，步進(jìn)電機(jī)的步距角是（）。A．0.6B．1.2C．1.5D．2解：步進(jìn)電機(jī)的步距角360/（24x10）=1.54．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，需要由用戶自行編寫（），具有實(shí)時(shí)性、針對(duì)性、靈活性和通用性。A．實(shí)時(shí)軟件B．開發(fā)軟件C．系統(tǒng)軟件D．應(yīng)用軟件16．HRGP-1A噴漆機(jī)器人中的旋轉(zhuǎn)變壓器屬于系統(tǒng)中的（）。A．能源部分B．測(cè)試傳感部分C．控制器D．執(zhí)行機(jī)構(gòu)說明：HRGP-1A噴漆機(jī)器人組成為：能源部分——液壓源；機(jī)械本體——機(jī)器 人本體；檢測(cè)傳感部分——旋轉(zhuǎn)變壓器；執(zhí)行機(jī)構(gòu)——機(jī)器人手臂手腕；驅(qū)動(dòng)部分——分離活塞式油缸；控制及信息處理單元——控制系統(tǒng)。一、判斷題：1．機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要功能就是對(duì)輸入的物質(zhì)按照要求進(jìn)行處理，輸出具有所需特性的物質(zhì)。（）2．產(chǎn)品的組成零部件和裝配精度高，系統(tǒng)的精度一定就高。（）3．遲滯是傳感器的一種動(dòng)態(tài)誤差，是由于在傳感器的正反行程中的輸出輸入特性曲線不重合引起的。（）4．電液伺服系統(tǒng)的過載能力強(qiáng)，在強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)和高精度定位時(shí)性能好，適合于重載的高加減速驅(qū)動(dòng)。（） 5．?dāng)?shù)字化物理樣機(jī)就是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)。（） 第3頁共11頁 二、名詞解釋題1.機(jī)電一體化2.軸系的動(dòng)特性3.靈敏度(測(cè)量)4.永磁同步電動(dòng)機(jī) 5.復(fù)合控制器三、簡答題1.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)大體上應(yīng)包括哪些方面?2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)電路有哪幾種類型?其中哪種電路適于永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)? 3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和參考脈沖伺服系統(tǒng)的輸入信號(hào)是什么?輸出軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、位置各自與哪些因素有關(guān)? 第4頁共11頁 4.什么是PLC的掃描工作制?5.完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分？6.滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法有哪些？ 7.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸入信號(hào)是什么？如何實(shí)現(xiàn)對(duì)其轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向的控制？8. PID控制算法中比例、積分、微分部分各起何作用？ 9．簡述數(shù)控設(shè)備中計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的組成和功能。 第5頁共11頁 四、計(jì)算題1.已知雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Z1=200,剛輪齒數(shù)Z2=202，波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速nH=600r/min。如圖試求：(1)剛輪固定時(shí)柔輪的轉(zhuǎn)速n1;(2)柔輪固定時(shí)剛輪的轉(zhuǎn)速n2。 2.已知某一線性電位器的測(cè)量位移原理如圖所示。若電位器的總電阻R=2kΩ，電刷位移為X時(shí)的相應(yīng)電阻Rx=1kΩ，電位器的工作電壓Vi=12V,負(fù)載電阻為RL。(1)已測(cè)得輸出電壓Vo=5.8V,求RL。(2)試計(jì)算此時(shí)的測(cè)量誤差。3.某二階系統(tǒng)如圖所示(1)求系統(tǒng)對(duì)r(t)階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量σ%和調(diào)節(jié)時(shí)間t s。(2)求r(t)=1+t,n(t)=0.1共同作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess。 第6頁共11頁 4.三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子80個(gè)齒。(1)要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?(2)要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少? 計(jì)算題解題1.（1）剛輪固定時(shí)：n1=-（2）柔輪固定時(shí)2.V 0=(1)當(dāng)V01=5.8時(shí)，5.8=5.8=(２)空載時(shí)Ｒ Ｌ＝設(shè)測(cè)量出5.8Ｖ輸出電壓時(shí)的測(cè)量誤差則3.(1)求閉環(huán)傳函及誤差表達(dá)式 第7頁共11頁 C(s)=CR(s)+CN(s)=E(s)=R(s)-C(s)=[1- ]R(s)-(2)求ts=(3)求ess二階系統(tǒng)a i>0閉環(huán)穩(wěn)定R(s)=Ess=4.(1)即（2）單拍制即：f= 五、應(yīng)用題1.已知一階低通有源濾波器電路如圖所示。要求：(1)一階低通濾波器現(xiàn)存在什么弱點(diǎn)?(2)將其改進(jìn)為二階低通濾波器，畫出電路圖；(3)畫出二階低通的幅頻特性示意圖。 第8頁共11頁 2.三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/min。(1)該電動(dòng)機(jī)為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少?(2)堵轉(zhuǎn)時(shí)定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為多少?(3)空載時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為多少? 3.二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。設(shè)K1=0.1,K2=10,T1=0.5s(1)求系統(tǒng)對(duì)r(t)的階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量σ%及調(diào)節(jié)時(shí)間ts(取△=5%);(2)求系統(tǒng)增益Ks及伺服剛度KR;(3)求r(t)=1+t及n(t)=0.1共同作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。 4.考慮x-y平面上的直線運(yùn)動(dòng)路徑，源點(diǎn)坐標(biāo)(5，-2)，終點(diǎn)坐標(biāo)為(1，-1)。設(shè)兩軸最大加速度限制：αxmax=αymax=2。試設(shè)計(jì)三次多項(xiàng)式樣條函數(shù)點(diǎn)位控制指令。 第9頁共11頁 5.某控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，圖中GC(s)=Kp(1+Tds),Gp(s)= =(1)確定Kp和Td的值，以使系統(tǒng)性能同時(shí)滿足：在單位拋物線(恒加速度)函數(shù)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差essa≤0.2，幅值穿越(截止)頻率ωc=5(2)計(jì)算系統(tǒng)在上述取值條件下的相位裕量m。 6.采用PLC設(shè)計(jì)二臺(tái)電動(dòng)機(jī)A、B工作的系統(tǒng)。（1）按鈕X1為A電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，按鈕X2為A電動(dòng)機(jī)停止（輸出Y1）；（2）按鈕X3為B電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，按鈕X4為B電動(dòng)機(jī)停止（輸出Y2）；（3）只有A電動(dòng)機(jī)在工作中，B電動(dòng)機(jī)才能工作。要求：畫出梯形圖，寫出助記符指令程序。 第10頁共11頁 應(yīng)用題解答1．（1）一階低通濾波器存在過渡區(qū)域衰減緩慢的弱點(diǎn)。（2）二階低通有源濾波器電路圖(3)低通濾波幅頻率特性示意圖。2．（1）即該電動(dòng)機(jī)為四級(jí) 空載時(shí)轉(zhuǎn)差率為：S=（2）堵轉(zhuǎn)時(shí)：S＝１定子繞組電勢(shì)頻率f1=50Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率f2=Sf1=50Hz(3)空載時(shí)：定子繞阻電勢(shì)頻率f1＝50Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率：f2=3(1)G(s)= 1型Ｋv=Ｋp=(2)性能指標(biāo) ts=(3)系統(tǒng)增益與伺服剛度Ks=Kv=K1K2=1，KR=K1=0.1（4）essr=essn=-4. 第11頁共11頁 所以協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)先設(shè)計(jì)x軸，再利用下列直線方程變換成y軸控制指令y(t)=-x(t)=5+3(1-5)( )2-2(1-5)( )3=5-t2+y(t)=-2+