機電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題與答案

1、題號一二三四五六七八九十總分評分評卷教師一、填空題（每空1分，共20分）1滾珠絲桿中滾珠的循環(huán)方式有 、 兩種。2機電一體化系統(tǒng)，設(shè)計指標(biāo)和評價標(biāo)準應(yīng)包括 、 、 、 3在伺服系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)工作要求的情況下，首先應(yīng)保證系統(tǒng)的 ，并盡量高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度。4.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13. 實現(xiàn)步進電動機通電環(huán)形分配的三種常用方法是 、 、 。5抑制電磁干擾的常用方法有屏蔽、 、 、 、合理布局和軟件抗干擾技術(shù)。6機電一體化系統(tǒng)一般由_、_、接口、_、_、_等部分組成。7機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計類型大致可分為_、適應(yīng)性設(shè)計、_。二、簡答題（每題5分，共30分

2、）1、機電一體化系統(tǒng)中的計算機接口電路通常使用光電耦合器，光電耦合器的作用有哪些2、什么是三相六拍通電方式？3、簡述PWM脈寬調(diào)速原理。4、簡述香農(nóng)采樣定理。5、什么叫傳感器？它是由哪幾部分組成的？6、步進電動機常用驅(qū)動電路中功率放大電路有哪幾種類型?三、計算題（共20分）（將本題答案寫在答題紙上）（一）、（10分）三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉(zhuǎn)速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?（二）、(10分) 光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設(shè)細分時測得莫爾條紋數(shù)為400，試計算光柵位移是多少毫米？若經(jīng)四倍細分后，記數(shù)脈沖仍為400，則光柵此

3、時的位移是多少？測量分辨率是多少？四、綜合分析題（共30分）（一）、分析、說明如圖所示計算機控制系統(tǒng)中信號變換與傳輸?shù)倪^程、原理。（二）、伺服控制系統(tǒng)一般包括哪幾個部分？每部分能實現(xiàn)何種功能？一、填空題（每空1分，共20分）1、內(nèi)循環(huán)、外循環(huán) 2、性能指標(biāo) 系統(tǒng)功能 使用條件 經(jīng)濟效益 3、穩(wěn)定性4、 1）采用計算機軟件分配器 2）小規(guī)模集成電路搭接的硬件分配器 3）專用模塊分配器 5、隔離 濾波 接地6、機械本體 動力與驅(qū)動 執(zhí)行機構(gòu) 傳感器檢測部分 控制及處理部分 7、開發(fā)性設(shè)計 變參數(shù)設(shè)計二、簡答（每題5分，共30分）1. （1）能保護系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對低壓信號系統(tǒng)

4、的損壞。（2）泄漏電流低，對于測量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路。（3）共模抑制比高，能對直流和低頻信號(電壓或電流)進行準確、安全的測量。2. 如果步進電動機通電循環(huán)的各拍中交替出現(xiàn)單、雙相通電狀態(tài)，這種通電方式稱為單雙相輪流通電方式。如A AB B BCC CA3. 在一個周期T內(nèi)閉合的時間為，則一個外加的固定直流電壓U被按一定的頻率開閉的開關(guān)S加到電動機的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號，其高度為U、寬度為，如右圖所示。電樞兩端的平均電壓為：式中 =/T=Ud/U，(0<<1) 為導(dǎo)通率（或稱占空比）。當(dāng)T不變時，只要改變導(dǎo)通時間，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud

5、。當(dāng)從0T改變時，Ud由零連續(xù)增大到U。4.采樣頻率大于2倍的信號頻率，才能正確復(fù)現(xiàn)原信號。5傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量 的測量裝置。敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本電路。6.單電壓、雙電壓、斬波恒流、恒流源三、計算題（共20分）（一）（10分）K=1; M=3, Z=100; =360/1*3*100=1.2º f=600Hz （二）（10分）100：1=400：x=4 mm四細分：400：1=400：x=1mm分辨率：1÷400=2.5(m)四、綜合分析題（30分） （一）（15分）采樣過程是用采樣開關(guān)（或采樣單元）將模擬

6、信號按一定時間間隔抽樣成離散模擬信號的過程。因采樣后得到的離散模擬信號本質(zhì)上還是模擬信號，未數(shù)量化，不能直接送入計算機，故還需經(jīng)數(shù)量化，變成數(shù)字信號才能被計算機接受和處理。量化過程（簡稱量化）就是用一組數(shù)碼（如二進制碼）來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由于計算機的數(shù)值信號是有限的，因此用數(shù)碼來逼近模擬信號是近似的處理方法。信號進入計算機后經(jīng)其處理經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后輸出。D/A轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的裝置。模擬量輸出主要由D/A轉(zhuǎn)換器和輸出保持器組成。它們的任務(wù)是把微機輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。多路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式，主要取決于輸出保持器的結(jié)構(gòu)形式。保持器一般有數(shù)字保持方案和模擬保持方案兩種。這就決定了模擬量輸出通道的兩種基本結(jié)構(gòu)形式。（二）（15分）6. 伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等個五部分。比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得輸出與輸入間的偏差信號，通常由專門的電路或計算機來實現(xiàn)；控制器通常是計算機或PID控制電路；其主要任務(wù)是對比較元件輸出的偏差信號進行變換處理，以控制執(zhí)行元件按要求動作；執(zhí)行元件按控制信號的要求，將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)化成機械能，驅(qū)動被控對象工作，機電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各