机电系统计算机控制复习资料.
中国石油大学机电系统计算机控制 (2)
三、工业PC(IPC)
对PC的改进： 1. 取消大底板；
2. 增加带过滤器的强力风扇和正压机箱，加强散热，增加
系统抵抗粉尘的能力； 3. 由于取消大底板，把扩充总线变成一条十几槽的总线插 槽，大大提高了可插入板的数目。
IPC特点:
(1)软件支撑特别丰富。 (2)CPU功能强，升级容易。 (3)联网极为方便。
电感式传感器等；
3、流量测量元件
流量是指单位时间通过管道横截面的流体量。按工作原理 分为速度式、容积式、压差式、电磁式、超声波式等。
4、厚度测量元件
电容式、超声波式、射线式；
5、数字测量元件
编码器、光电码盘、接近开关等。 其它测量元件还有湿度、水分、光、磁性、气体、转速、
加速度、振动传感器等。
二、控制单元
1、继电器组成的控制单元
继电器组成的控制单元主要由中间继电器、时间继电器和具 有记忆功能的保持继电器等组成。
2、液压元件组成的控制单元
液压元件组成的控制单元主要是通过各种控制阀，对运动 方向、流量和压力等进行控制。液压元件能够完成非常精 确的控制，与电器结合起来就可实现复杂逻辑的控制。
3、气压元件组成的控制单元
直流力矩电动机的转速很低，转矩较大，它与被控对象之 间不需要减速器，可以直接推动被控对象运动。 交流伺服电动机无整流子与电刷、摩擦力矩小、易维护、 坚固耐用。 步进电机和一般电机的区别是控制信号为幅值恒定的电脉 冲，而不是幅值变化的连续信号。步进电动机的功能是每 给一个电脉冲，电动机就前进一步，即转动一个角度。
44计算机控制单元现代的高性能高可靠性低成本的微型计算机同现代控制理论伺服技术等结合在一起组成了强有力的计算机控制机电系统几乎完全取代了传统的继电器和分立元件控制系统极大地增加了系统功能减小了系统的体积
机电一体化复习资料
机电一体化复习资料第一篇：机电一体化复习资料一.概论1.机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
其包含的技术：（1）检测传感技术（2）信息处理技术（3）自动控制技术（4）伺服驱动技术（5）精密机械技术（6）系统总体技术2.机电一体化系统由机械系统（机构）信息处理技术（计算机）动力系统（动力源）传感检测系统（传感器）执行元件系统（如动力机）五个子系统组成。
3.伺服系统：全闭环（通过传感器直接检测目标运动进行反馈控制的系统）、半闭环、开环。
4.广义的接口功能有两种：一是变换调整；另一种是输入/输出。
5.（1）机电一体化系统设计的考虑方法通常有：机电互补法、融合法、组合法。
其目的是综合运用机械技术和微电子技术各自的特长设计出最佳的机电一体化系统（产品）。
（2）机电一体化系统的设计类型：开发性设计、适应性设计、变异性设计。
复习题：一.机电一体化系统有哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？1.控制器【控制（信息存储、处理、传送）】2.检测传感器【计测（信息收集与交换）】3.执行元件【驱动（操作）】4动力源【提供动力（能量）】5.机构【构造】二.工业三要素指的是什么？P7物质、能量和信息。
三.机电一体化必须具有以下三大目的功能1.变换（加工、处理）功能2.传递（移动、输送）功能3.存储（保持、和蓄、记录）功能。
第二章1.机电一体化系统的机械系统除要求其具有较高的精度外还应具有良好的动态响应特性。
就是说响应要快，稳定性要好。
2.机械系统一般由减速系统、丝杠螺母副、涡轮蜗杆副等各种线性传动部件以及连杆机构、凸轮机构等非线性传动部件、导向支撑部件、旋转支撑部件、轴系及机架或箱体等组成。
3.传动机构不断适应新的技术要求（1）精密化（2）高速化（3）小型轻量化。
4.根据丝杠和螺母相对运动的组合情况，基本传动形式有四种类型：（1）螺母固定、丝杠转动并移动（2）丝杠转动，螺母移动（应用最多）（3）螺母转动，丝杠移动（4）丝杠固定，螺母转动并移动。
电子科技大学《机电系统计算机控制技术》20春期末考试
B.错误 正确答案：A
5.当光敏电阻受到光照时,若把光敏电阻串一电路回路中，回路中的电流变大。 A.正确 B.错误 正确答案：A
6.AD574芯片片内有输出三态缓存器，因此可以与8位或16位的微处理器直接接口。() A.正确 B.错误 正确答案：A
二、多选题 1.计算机控制系统的组成有 等。 A.PLC B.检测元件 C.驱动元件 D.工控机 正确答案：BCD
2.控制系统的软件开发中常用设计方法有 等。 A.模块化设计 B.中断控制和管理 C.人机联系的管理 D.软件狗技术 正确答案：ABC
3.机械设备的机械参数有 。 A.位移 B.速度 C.加速度 D.阻尼 正确答案：AB
18.在计算机交流电机控制系统中，需要解决的问题是() A.将交流变成只留后并放大 B.将直流变成交流后并放大 C.设单向开关，使直流电通过并放大 D.设双向开关，使交流电通过并放大 正确答案：D
19.8051单片机有 级中断。 A.2 B.4 C.5 D.8 正确答案：A
20.下列不属于干扰的作用方式的是() A.串模干扰 B.共模干扰 C.长线传输干扰 D.短线传输干扰 正确答案：D
4.几种工业标准总线有STD、 等。 A.PCIE B.CPCI C.ISA D.PCI 正确答案：D
5.控制系统常常按其开环传送函数中所含 环节个数来分类，分为“0”型，“I”型系统等。 A.微分 B.惯性 C.积分 D.振荡 正确答案：C
6.PLC的工作原理是 。 A.查询方式 B.应答方式 C.巡回扫描 D.顺序扫描 正确答案：C
电子科技大学《机电系统计算机控制技术》20春期末考试
计算机控制技术复习资料
第一章i ）简述计算机控制系统与常规仪表控制系统的基本结构及主要异同点。
基本结构：SM （＜n 册覘翦相同点： 1、结构基本相同，功能相同。
2不同点： 、计算机控制系统是在常规仪表控制系统演变而来。
1、计算机控制系统能够实现复杂的控制规律，从而达到较高的控制质量。
23 45、由于计算机具有分时操作的功能，所以计算机控制系统具有群控的功能。
、由于计算机的软件有恢复功能，所以计算机控制系统灵活性强。
、由于计算机控制系统有有效的抗干扰，抗噪声，所以可靠性高。
、由于计算机有监控，报警，自诊断功能，所以计算机控制系统的可维护性强。
2）分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。
1. 主机组成：中央处理器（CPU 和内存储器（RAM 和ROM 组成。
作用：根据输入通道送来的被控对象的状态参数，进行信息处理、分析、计算，作出控制决 策，通过输出通道发出控制命令。
2. 常规外部设备外部设备按功能可分成三类：输入设备、输出设备和外存储器。
生产i±程f +给定值———-—1 ■ -——— -—-—B1-2计聲晦髒絃理區输入设备有键盘、光电输入机、扫描仪等，用来输入程序、数据和操作命令。
输出设备有打印机、绘图机、显示器等，用来把各种信息和数据提供给操作者。
外存储器有磁盘装置、磁带装置、光驱装置，兼有输入、输出两种功能，用来存储系统程序 和数据。
3. 过程输入/输出通道过程输入通道又分为模拟量输入通道和数字量输入通道两种； 过程输出通道又分为模拟量输出通道和数字量输出通道两种。
作用：主机和被控对象实现信息传送与交换的通道。
4. 操作台操作台是操作员与计算机控制系统之间进行联系的纽带， 可以完成向计算机输入程序、修改数据、显示参数以及发出各种操作命令等功能。
5. 通信设备在不同地理位置、不同功能的计算机之间通过通信设备连接成网络，以进行信息交换。
第二章1）课本14页的图2-2 以4位D/A 转换器为例说明其工作原理R--2R 电阻网络假设D3 D2、Di 、D0全为1,贝U B 图33-2BS 公转S1器原S0全部与“ 1 ”端相连。
机电复习汇总资料
第一章填空1、系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。
2、随着微电子技术、软件技术及配套关联技术的发展，机械开始赋予了大脑的功能，逐渐走向了真正摆脱人干预的闭环自动控制，实现了以电代机、以软件代硬件、机电有机融合的机电一体化技术。
3、机电一体化的含义是“机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称”。
4、机电一体化的概念已不再局限于某一具体产品的范围，而是扩大到控制系统和被控制系统相结合的产品制造和过程控制的大系统，如柔性制造系统、计算机集成制造系统及各种工业过程控制系统。
5、机电一体化的目的是提高系统(产品)的附加值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源，并使产品结构向短小轻薄化方向发展，以满足人们生活的多样化和生产的省力化、自动化需求。
6、根据不同的使用目的，要求机电一体化系统能对输入的物质、能量和信息(即工业三大要素)进行某种处理。
7、机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有“智能化”的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质差别。
8、要从能量流、信息流及物质流的视角去分析机电一体化共性关键技术。
9、要从伺服控制系统稳、准、快的要求认识机电一体化共性关键技术。
10、构成机电一体化系统的要素或子系统之间必须能顺利地进行物质、能量和信息的传递与交换。
为此，各要素或各子系统连接处必须具备一定的“联系条件”，这些联系条件称为接口。
第三章机械系统部件的选择与设计1．丝杠螺母机构四种基本传动形式包括：螺母固定、丝杆转动并移动，丝杆固定、螺母转动并移动，丝杆转动、螺母移动和螺母转动、丝杆移动。
2. 滑动导轨副常见的截面形状有三角形、矩形、燕尾形和圆形。
3. 轴系(主轴)用标准滚动承轴的类型有向心轴承、向心推力轴承和推力轴承。
4. 在同步带传动中，带轮齿形有梯形齿形和圆弧齿形。
《机电控制工程基础》资料整理
一、不定项选择题1. 控制系统的基本要求可归结为 D. 稳定性；准确性和快速性。
2. 反馈控制系统一般是指什么反馈？ B. 负反馈3. 以下控制系统按结构分类正确的是 A. 开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统？4. 以下不属于随动系统的是 D. 恒温控制系统。
5. 自动控制技术可以实现以下 A. 极大地提高劳动生产率B. 提高产品的质量C. 减轻人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来D. 原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导。
6. 自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使A. 生产过程B.被控对象的某一物理量准确地按照给定的规律运行或变化。
7. 反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫 C. 正反馈8. 系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统是 A. 反馈控制系统B.闭环控制系统9. 自动控制系统一般由 A. 控制装置和被控制对象组成。
10. 对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能出现以下A. 单调过程B. 衰减振荡过程C. 持续振荡过程D.发散振荡过程11. 单位斜坡函数的拉氏变换结果是( D. )。
12. 以下属于一阶系统的阶跃响应特点的是 D. 没有超调量？13. 阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间叫 A. 上升时间14. 劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性？D. 线性定常系统15. 已知系统闭环传递函数为：则系统的ωn为 C. 216. 已知系统闭环传递函数为：则系统的超调σ％为 D.0.04317. 二阶系统的临界阻尼比是B. 118. 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是( A. )19. 峰值超出终值的百分比叫 B. 超调量20. 已知系统闭环传递函数为：则系统的ts（5％）是C.2.1s21. 在欠阻尼的情况下，二阶系统的单位阶跃响应为 A. 振幅按指数规律衰减的简谐振荡22. 阶跃响应到达并保持在终值％误差带内所需的最短时间；有时也用终值的％误差带来定义叫D. 调节时间23. 阶跃响应第一次达到终值的50％所需的时间叫B. 延迟时间24. 以下为二阶系统阻尼比，其中一定不稳定的是D. ζ≤025. 某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线有什么特点？A. 单调上升26. 已知系统闭环传递函数为：则系统的阻尼比ξ为 B.0.70727. 阶跃响应越过稳态值达到第一个峰值所需的时间叫C. 峰值时间28. 时间t满足什么条件时（系统的时间常数为T），一阶系统的阶跃响应值与稳态值之间的当误差为5%～2%。
计算机控制系统复习要点
计算机控制系统复习要点计算机控制系统复习要点第一章自动控制系统：被控对象检测传感装置控制器控制器：模拟控制器数字控制器（计算机实现）计算机控制系统：采用了数字控制器的自动控制系统包括计算机（硬件软件和网络）和生产过程（被控对象检测传感器执行机构）文档收集自网络，仅用于个人学习计算机控制系统执行控制程序过程：实时数据采集实时计算实时控制实时管理计算机控制系统存在两种信号：模拟信号和数字信号需要用离散控制理论对计算机控制系统进行分析和设计计算机控制系统硬件：主机外部设备过程通道生产过程。
1操作指导控制系统（odc）2直接数字控制系统（ddc）：为闭环控制3计算机监督系统（scc）：被控对象给定值可变4集散控制系统(dcs):草果管理功能的集中和控制功能的分散。
5现场总线控制系统（fcs）：1,系统内各设备的信号传输实现了全数字化，提高了信号传输的速度，精度和距离，是系统的可靠性提高；2.实现了控制功能的彻底分散，把控制功能分散到各现场设备和仪表中，使现场设备和仪表成为具有综合功能的只能设备和仪表。
文档收集自网络，仅用于个人学习6工业过程计算机集成制造系统1.2.计算机控制系统性能系统稳定性，能空性，能观性，动态特性及稳态特性。
G（s）：控制通道Km：放大系数Tm：惯性时间常数T:滞后时间常数Gn（s）：扰动通道Kn:放大系数Tn 惯性时间常数T：滞后时间常数控制系统性能采用超调量阿尔法（a%）调节时间ts 稳态误差ess来表示Kn越小，ess越小，控制精度越高Km对性能无影响Tn加大超调量减小Tm越小系统反应越灵敏性能越好Tn对性能无影响。
T使超调量增大ts延长T越大控制性能越差第二章2.1输入输出过程通道概述过程通道起到了cpu和被控对象之间的信息传送和变换的桥梁作用。
过程通道包括：模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道2.2模拟量输入通道（将模拟信号转换为数字信号）普遍采用共用程控放大器和A/D转换器的结构形式主要由：传感器信号调理单元多路转换开关程控放大器采样保持器A/D转换器和I/O 接口电路。
机电控制与可编程序控制器试题及复习资料
机电控制与可编程序控制器试题与答案一、填空1、接触器的触点分为和，用来通断大电流的主电路，用于通断小电流的控制电路。
（主触点辅助触点主触点辅助触点）2、速度继电路主要由、和三部分组成。
（定子转子触头）3、要求几个条件同时具备时，才使继电器线圈得电动作，可用几个＿与线圈＿的方法实现。
（常开触点串联）4、时间继电器按延时方式可分为＿，＿和＿三类。
（通电延时型断电延时型通断电延时型）5、在电气控制线路中，通常采用＿或＿作短路保护。
（熔断器自动空气开关）6、可编程序控制器按硬件的结构形式可分为＿、＿。
（整体式组合式）7、为识别各个按钮的作用，以避免误操作，通常在按钮帽上涂以不同的颜色，以示区别。
常以表示起动按钮，而表示停止按钮。
（绿色红色）8、热继电器主要由、和三部分组成。
（热元件双金属片触头系统）9、熔断器主要由和组成。
（熔体熔管）10、电磁铁由、和组成。
（励磁线圈铁心衔铁） 11、异步电动机的正反转控制可通过改变电动机的实现。
（定子相序）12、电压继电器可分为、和继电器三种。
（过电压欠电压零电压）13、接触器的触点分为＿＿和＿＿．＿＿用来通断大电流的主电路．＿＿用来通断小电流的控制电路．（主触点辅助触点主触点辅助触点）14、熔断器的安秒特征为＿＿，即短路电流越大，熔断时间越＿＿，这就能满足短路保护的要求．（反时限特性短）15、线圈未通电时处于断开状态的触点称为＿＿，而处于闭合状态的触点称为＿＿．常开触点（或动断触点）常闭触点（或动会触点）16、空气阻尼式时间继电器是利用＿＿来达到延时目的的．它由＿＿和＿＿、＿＿三部分组成。
空气阻尼原理电磁机构延时系统触头系统17、电器控制线路系统图的包括_、_、和_。
(电气原理图电气设备安装图电气设备接线图)18、速度继电器主要由＿、＿和＿三部分组成。
（定子转子触头）19、电动机具有过载保护的电路中，热继电器的热元件应在中，常闭触点应_在_中。
（串联主电路串联控制电路）20、电压继电器可分为＿、＿和继电器三种。
机电控制技术复习资料答案
机电控制技术复习资料答案机电控制技术课程复习资料⼀、请回答下列问题1、为什么电动机的起动电流很⼤？当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？答：电动机从静态变成动态并达到额定转速时需要很⼤的⼒，⼀般起动电流是额定电流的5～7倍。
不会。
热继电器有热惯性，起动瞬间不会动作。
2、既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？装有热继电器是否可以不装熔断器？为什么？答：不可以。
熔断器是串接在被保护的电路中，当电路发⽣短路或严重过载时，它的熔体能迅速⾃动熔断，切断电路，保护导线和电⽓设备不致损坏。
⽽热继电器由于热惯性，当电路短路时不能⽴即动作使电路迅速断开，因此，不能作短路保护。
3、继电器接触器控制线路中⼀般应设哪些保护？各有什么作⽤？短路保护和过载保护有什么区别？答：⼀般应设置的保护有：1）过载保护---避免电动机长期超载导致的绕组温升超过允许值⽽损坏绕组绝缘。
2）短路电流保护---避免巨⼤的短路电流损坏电器设备。
3）零压和⽋压保护---避免电源电压过低引起的电器的误动作，和电源电压恢复后电动机的⾃⾏起动。
4）弱磁保护---避免因磁场减弱或消失时引起电动机“飞车”现象。
短路保护与过载保护的区别：短路保护也叫接地保护，是当电路中某处的相对电压为零时⽽采取的断路保护。
过载保护是电流保护，就是说如果电路中的电流超过额定电流时采取的断路保护。
4、在PLC中⽤梯形图编程时，同⼀个线圈是否可以被两次输出（即双线圈现象）？为什么？如果出现双线圈现象，会有什么样的后果？答：不可以。
在同⼀扫描周期，两个线圈的逻辑运算结果可能刚好相反，真正起作⽤的是最后⼀个的线圈的状态。
5、在PLC中⽤梯形图编程时，是否允许同⼀个触点上有双向电流通过？若不允许，有何解决办法？试举例说明。
答：不允许。
例如：6、PLC有⼏种输出类型？各⾃有什么特点？答：继电器输出： CPU驱动继电器线圈，令触点吸合，使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载，继电器预置输出可设定延时0~9秒；晶体管输出 :CPU通过光耦合使晶体管通断，以控制外部直流负载，响应时间快（约0.2ms），可带外部负载⼩晶闸管输出（⼜称可控硅输出） CPU通过光耦合使三端双向可控硅通断，以控制外部交流负载,开路漏电流⼤,响应时间较快（约1ms）。
机电控制及自动化复习资料
说明：填空题第8题，不知道老师的考点在哪，具体考哪个空自己斟酌。
题目序号是随机排序的，不知道试卷的考试顺序.填空题仅供参考。
第二题名词解释，第三题简答题，第四题论述题是老师给的。
机电控制及自动化复习资料一、填空题1.执行元件可以分为机械式、电气式、和流体式三大类别。
2.电液控制系统按液压控制元件分阀控系统、泵控系统。
3.液压伺服控制系统中，常用的典型液压控制阀有滑阀、喷嘴挡板阀、和射流阀。
4．将上式和零开口四边滑阀的阀系数进行比较，可以看出，K q0相同，K p0理论值亦相同，但实际值为四边阀的一半。
5．当负载压力p L.>2/3Ps时，负载刚度很差。
6.选择伺服阀的准则主要应考虑阀的工作压力、额定流量、和动态性能是否满足控制系统的要求。
7电液比例控制阀是指比例电磁铁控制的阀，比例换向阀既能控制液流的方向，还能控制输出的流量。
8.同相放大器的输入电流为零；反向放大器中，输入电流等于反抗电阻流过的电流。
当同相放大器中输出电压等于输入电流时，输入电阻大，输出电阻小，这种放大器称为跟随器。
9.基本差动放大电路的特点是对差模信号进行放大而抑制共模的干扰。
10.软环形分配器的设计方法有多种，如查表法、比较法、和移位寄存器法。
11.PWM晶体管功率放大电路系统主要由脉宽调制器、晶体管开关放大器两大部分组成。
12.电磁干扰的三个要素：干扰源、干扰途径、受干扰的对象。
13.计算机控制系统主要由软件和硬件两大部分组成。
14.按照控制方式的不同，计算机控制系统可分为开环控制系统、闭环控制系统。
二、名词解释1．滑阀的流量特性：指负载压力等于常数时，负载流量与阀位移之间的关系。
2．PID调节电路：PID调节电路又称为PID调节器，是一种常用的控制电路和补偿校正装置，由比例(P)环节、微分(D)环节及积分(I)环节构成。
这三种环节的不同组合又可构成比例积分(PI)、比例微分(PD)及比例积分微分(PID)三种调节电路。
机电系统计算机控制复习资料(DOC)
计算机过程控制系统一、 概念题（每小题 5 分，共 20 分）1、单位阶跃序列的z 变换：Y(z)= 1-z z2、最少拍系统：使系统的调节时间最短（使用最少几个采样周期就能完成过渡过程）的控制系统。
3、有限拍无纹波设计与有限拍有纹波设计唯一不同之处：有限拍无纹波要求G c （z ）的零点包含HG(z)的全部零点(有纹波：只要求包含HG(z)单位圆上/圆外零点)4、振铃现象：（虽然闭环系统输出较快地趋向于稳态值）数字调节器输出u(kT)以2T 为周期上下摆动。
二、计算题（每小题10 分，共30分）1. 1. 试求下列函数的z 变换:eatt f 5)(=2. 试求下列函数的z 反变换:(若用长除法,取前5项)F(z)=)5.0)(1(5.0--z z z1、 3．已知线性离散系统的状态方程:u(kT)0.81.2x(kT)6.017.02.1T)x(kT +⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=+ 判断其稳定性.由zI-F=(z-1.2)(z-0.6)-0.702.08.12=+-=z z得：Z=0.9+1.78 ∵|z|>1∴系统不稳定。
…………三、分析题。
（每小题 10分，共30分）1、 如何采用扩充临界比例度法整定PID 参数？ 步骤：⑴ 选合适的采样周期，调节器只用比例K p⑵ K p 由小到大直到出现等幅振荡，记下临界振荡周期T s 和此时临界振荡增益K s ⑶ 选择控制度模拟仪表数字调节器（计算机）控制度][min ][min 022⎰⎰∞∞=dt e dt e控制度=1.05 两者相等控制度=2.0 数字调节器要差一些⑷ 按 “扩充临界比例度法PID 参数计算公式”(P165表5.2)，选择T, K p , T i , T d 。
⑸ 投运并微调一下。
2、 采样周期过大、过小分别有什么不利影响？采样周期过大：信号的保真性下降，系统稳定性会变糟，快速性也自然会变坏。
采样周期过小：调节过程非线性加大。
机电一体化控制技术与系统期末复习资料
机电一体化复习提纲1. 机械系统和微电子系统有机结合，从而产生新功能和新性能的新产品是机电一体化产品。
机电一体化系统的基本结构要素有机械本体、执行与驱动、检测传感器、信息处理、动力。
机电一体化系统中的机械系统通常由由传动机构、支承与导向机构、执行机构与机架等组成。
机电一体化系统的基本组成是能量流、物料流、信息流。
机电一体化系统的信息特征（微型化、嵌入式、实时性、分布化）、动力特征（结构分散化、功能智能化）、结构特征（模块化、简单化、高刚度、高精度）。
机电一体化的技术基础有机械设计与制造技术、微电子技术、传感器技术、软件技术、通信技术、驱动技术、自动控制技术、系统技术。
2. 机电一体化对机械系统的基本要求是（快、准、稳）：快速响应、高精度、良好的稳定性。
为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中常提出无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。
为达到上述要求，主要从a、采用低摩擦阻力的传动部件和导向支承部件；b、缩短传动链，简化主传动系统的机械结构；c、提高传动与支撑刚度；d、选用最佳传动比，尽可能提高加速能力；e、缩小反向死区误差； f 、改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振动、降低噪声这几个方面采取措施。
机电一体化系统中的机械系统通常由传动机构、支承与导向机构、执行机构与机架等几个部分组成。
3. 机电一体化系统中的传动系统应满足足够的刚度、惯性小、阻尼适中等性能要求。
为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，在设计中需满足无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比，为达到这些要求，主要采取①采用低摩擦阻力的传动部件和导向支撑部件②缩短传动链，简化传动系统的机械结构③提高传动与支撑刚度④选用最佳传动比，以达到提高系统分辨率、减少到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能提高加速能力⑤缩小反向死区误差⑥改进支撑及架体的结构设计以提高刚性、减少震动、降低噪声。
4. 滚珠丝杠螺母副中滚珠循环装置有外循环，内循环。
《机电一体化系统设计》复习资料解读
思考题：
1.机电一体化的涵义、目的、特征、基本组成 要素以及分别实现哪些功能?
2. 工业三大要素指的是什么？机电一体化设计 的目标是哪些？
3. 机电一体化的接口功能有哪些？根据不同的 接口功能试说明接口的种类。
4. 说明机电一体化系统设计的设计思想、方法。
5. 开发性设计、变异性设计、适应性设计有何 异同？
一对齿轮区中在的闭一环个系齿统轮中4装，则可能造成系统不稳 在电机输定出，轴常上会，使并得将系电统机产生以1～5倍的间隙 2安装在偏而心进套行1的(或低偏频心振轴荡) 。 上，通过转动为偏此心尽套量(采偏用心齿轴侧) 隙较小、精度较高 的轮齿轮转的正角中、， 心的 则反就 距齿 多转可 ，轮 采时调 从传用的节而动各齿两消副种侧啮除。调间合圆但整隙齿柱为齿。了侧13偏减降隙心速低的套箱 2制方电动造法机成来本消，除 特点是结或构减简小单啮，合但间其隙侧，隙以提4和高5减传速动齿轮精度和系 不能自动统补的偿稳。定性。
弹簧-阻尼系统图
1-主动件；2-弹簧-阻尼； 3-运动件；4-静导轨
防止爬行现象采取以 下几项措施
为防止爬行现象的出现，可同时采取以下 几项措施： ★ 采用滚动导轨、静压导轨、卸荷导轨、贴 塑料层导轨等； ★ 在普通滑动导轨上使用含有极性添加剂的 导轨油； ★ 用减小结合面、增大结构尺寸、缩短传动 链、减少传动副等方法来提高传动系统的刚度。
导向支承部件
▪ 导向支承部件的作用是支承和限制运动部件按给定的运动要 求和规定的运动方向运动。这样的部件通常被标为导轨副， 简称导轨。
▪ 导轨副主要由承导件1和运动件2两部分组成，如图2-20所 示。运动方向为直线的被称为直线导轨副，为回转的被称为 回转运动导轨副。常用的导轨副种类很多，按其接触面的摩 擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等。
电气工程及其自动化-《计算机控制技术》复习资料
《计算机控制技术》复习资料1一、填空题1、在计算机控制系统几种典型的应用中系统是开环的控制结构，系统是计算机用于工业过程控制最普遍的一种方式，系统能自动的改变给定值，使生产过程达到最优。
2、STD总线是一种规模最小，面向工业控制，设计周密的位系统总线，VME总线是1981年推出的第一代位工业开放标准总线。
3、D/A转换器的转换原理可以归纳为“按权展开，然后相加”，因此D/A转换器内部必须要有一个，以实现按权值分别进行D/A转换。
4、数控系统由输入装置、输出装置、和 4部分组成，其一般步骤是曲线分割、、。
5、PID控制中积分饱和会引起输出超调使系统不稳定，通常改进的方法有法、法和有限偏差法。
6、根据步进电机的结构分析可知，错齿是促使步进电机旋转的根本原因，改变步进电机的可以改变其运行方式；改变，可以控制步进电机的正、反转。
7、达林算法的目标是设计合适的数字控制器D(z)，使整个计算机控制系统等效的闭环传递函数期望为一个和相串联，并期望闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。
8、在连续系统中，表示输入信号和输出信号关系的数学模型用和来描述；在离散系统中，则用、和离散状态空间表达式来描述。
二、简答题1、过程输入输出通道与主机交换的信息类型有哪些？2、画出数字量输入/输出通道的结构。
3、什么是共模干扰？抑制共模干扰的措施有哪些？4、振铃现象是怎样产生的？它有什么危害？应怎样克服？5、简述冗余技术及其分类。
答案一、填空题1、操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统；2、8、32；3、解码网络；4、控制器、插补器、插补计算、折线逼近；5、遇限削弱积分法、积分分离法；6、各相的通电方式或脉冲分配、通电顺序；7、纯滞后环节、一阶惯性环节（顺序可互换）；8、微分方程、传递函数、差分方程、脉冲传递函数。
二、简答题1、答：1）数据信息：反映生产现场的参数及状态的信息，包括数字量和模拟量。
2）状态信息：又叫应答信息、握手信息，反映过程通道的状态，如准备就绪信号等。
机电一体化5.控制
5控制系统序：计算机基础知识一、计算机常识（1）数字化编码数值、文字、符号、语音、图形、图像等统称数据，在计算机内部，都必须用数字化编码的形式被存储、加工和传送。
数字化编码的二要素:① 少量、简单的基本符号 ② 一定的组合规则用数字化编码以表示大量复杂多样的信息有计算机内部只使用两个基本点符号：１和０，符号个数最少，物理上容易实现，并与二值逻辑的真和假两个值对应，比较简单，且用二进制码表示数值数据运算规则简单。
（2）常用进位计数制及其相互转换•十进制数： 0～9 逢十进位 •二进制数： 0～1 逢二进位例：1101.101B 以B 结尾，表示二进制数 •十六进制数：0～9，A ～F 逢十六进位 例：0BF4H 以H 结尾，表示十六进制数表5-1 二进制、十进制和十六进制数之间的关系F H1111 B15E H 1110 B 14 D H 1101 B 13 C H 1100 B 12 B H 1011 B 11 A H 1010 B 10 9 H 1001 B 9 8 H 1000 B 8 7 H 0111 B 7 6 H 0110 B 6 5 H 0101 B 5 4 H 0100 B 4 3 H 0011 B 3 2 H 0010 B 2 1 H 0001 B 1 0 H 0000 B 0 十六进制数二进制数 十进制数①十进制转二进制方法：整数部分除2取余，除尽为止，从后往前取值即为转换结果；小数部分乘2取整，求得位数满足要求为止，从前往后取值即为转换结果。
②从二进制数求其十进制的值，逐位码权累加求和。
③从二到十六进制转换方法：从小数点向左右四位一分组（1001 1100 . 01)2 = ( 9C . 4 )160100说明：整数部分不足位数对转换无影响，小数部分不足位数要补零凑足，否则出错。
（3）逻辑型数据逻辑型数据只有两个值：真和假，正好可以用二进制码的两个符号分别表示，例如1表示真，0表示假，不必使用另外的编码规则。
机电控制工程基础资料整理
机电控制工程基础资料整理1. 介绍机电控制工程是一门涉及机械、电气和自动控制的综合学科。
它主要研究机械系统中的电气与电子技术应用，以及自动化控制理论与技术。
在现代工业中，机电控制工程被广泛应用于生产自动化、机器人技术、工业自动化、传感器技术等领域。
为了更好地理解和应用机电控制工程，以下是一些基础资料的整理，希望对初学者和感兴趣的人有所帮助。
2. 机电控制系统2.1 机械部分机械部分是机电控制系统的重要组成部分，包括机械结构、机械元件和机械传动装置。
机械结构是机电控制系统的骨架，它决定了机械部件的布局和运动方式。
机械元件是机械系统中的基本部件，如齿轮、轴、连杆等。
机械传动装置用于传递和改变动力和运动，包括传动轴、齿轮传动、皮带传动等。
2.2 电气部分电气部分是机电控制系统中的另一个重要组成部分。
它包括电路、电机和电源等。
电路是电气部分的核心，用于传输和控制电能。
电机是将电能转换为机械能的装置，可以分为直流电机和交流电机等不同类型。
电源是供给电气部分所需电能的装置，可以是电池、电网或发电机等。
2.3 自动控制部分自动控制部分是机电控制系统的关键组成部分。
它主要应用控制理论和控制器来实现对机械系统的控制。
自动控制系统的基本框架包括传感器、控制器和执行器。
传感器用于感知机械系统的状态和参数，控制器根据传感器反馈的信息进行控制决策，执行器负责执行控制器的指令。
3. 机电控制工程应用机电控制工程在许多领域中得到了广泛应用，下面列举了几个典型领域：3.1 生产自动化生产自动化指的是利用机械、电气和自动控制技术来实现生产过程的自动化。
它可以提高生产效率、降低生产成本，并且可以实现生产过程的灵活性和可控性。
在生产自动化中，机电控制工程被用于自动化生产线、机器人技术、智能仓储系统等。
3.2 工业自动化工业自动化是指利用机电控制工程技术对工业设备和系统进行自动化控制。
它可以提高工业生产的效率、质量和可靠性，减少人工操作的错误和劳动强度。
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计算机过程控制系统一、 概念题（每小题 5 分，共 20 分）1、单位阶跃序列的z 变换：Y(z)= 1-z z2、最少拍系统：使系统的调节时间最短（使用最少几个采样周期就能完成过渡过程）的控制系统。
3、有限拍无纹波设计与有限拍有纹波设计唯一不同之处：有限拍无纹波要求G c （z ）的零点包含HG(z)的全部零点(有纹波：只要求包含HG(z)单位圆上/圆外零点)4、振铃现象：（虽然闭环系统输出较快地趋向于稳态值）数字调节器输出u(kT)以2T 为周期上下摆动。
二、计算题（每小题10 分，共30分）1. 1. 试求下列函数的z 变换:eatt f 5)(=2. 试求下列函数的z 反变换:(若用长除法,取前5项)F(z)=)5.0)(1(5.0--z z z1、 3．已知线性离散系统的状态方程:u(kT )0.81.2x(kT )6.017.02.1T )x(kT +⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=+ 判断其稳定性.由zI-F=(z-1.2)(z-0.6)-0.702.08.12=+-=z z得：Z=0.9+1.78 ∵|z|>1∴系统不稳定。
三、分析题。
（每小题 10分，共30分）…………………1、 如何采用扩充临界比例度法整定PID 参数？ 步骤：⑴ 选合适的采样周期，调节器只用比例K p⑵ K p 由小到大直到出现等幅振荡，记下临界振荡周期T s 和此时临界振荡增益K s ⑶ 选择控制度模拟仪表数字调节器（计算机）控制度][min ][min 022⎰⎰∞∞=dt e dt e控制度=1.05 两者相等控制度=2.0 数字调节器要差一些⑷ 按 “扩充临界比例度法PID 参数计算公式”(P165表5.2)，选择T, K p , T i , T d 。
⑸ 投运并微调一下。
2、 采样周期过大、过小分别有什么不利影响？采样周期过大：信号的保真性下降，系统稳定性会变糟，快速性也自然会变坏。
采样周期过小：调节过程非线性加大。
3、 积分分离PID 算法有何优点?如何实现?优点：既保持了积分作用，又减小了超调量。
利用一个系数K l 乘到积分项上： 偏差较小时：K=1有积分 偏差较大时：K=0无积分[])375()()()()()(0---++=∑=T kT e kT e K jT e K K kT e K kT u d kj i l p)385()(,0)(,10-⎪⎩⎪⎨⎧>≤=E kT e E kT e K l四、综合题（每小题 10分，共20分）用计算机过程控制系统设计一单闭环原料油加热炉出口温度控制系统，参考图4-1。
图4-1是用温度调节器实现的温度控制系统。
要求回答以下问题：1、画出计算机控制系统框图(包括采样保持)，简述系统工作原理。
2、简述：整定PID参数时，稳定裕量为什么不能过大过小？答：稳定裕量过大，系统响应会出现缓慢爬升并且有较大的稳态误差，从而影响系统快速性和准确性；稳定裕量过小，系统响应会出现较长时间、较剧烈的衰减振荡，这样不光超调量大而且回到稳态的时间变长，从而也会影响系统快速性和准确性。
《机电系统计算机控制》一、单项选择题1、计算机控制系统中研究线性系统的重要工具是：（）(A) 传递函数 (B) 脉冲传递函数 (C) 脉冲响应函数 (D) 微分方程2、已知()(1)/(1)()aT aTF z e z z z e--=---, a为常数，T为采样周期，求()f kT（）(A) 1akTe-+ (B) 1akTe-- (C) akTe- (D) 13、两个连续环节1()G s和2()G s串联，若两者中间有采样器则其开环脉冲传递函数为（）(A)12()()G z G z+ (B)12()G G z (C)12()()G z G z- (D)12()()G z G z4、求）（t)t(fδ=的Z变换zF（）为：（）(A) 1 (B) 0 (C)1z-1 (D) aT1z-e-5、由Z变换的滞后性质可以得到：（）(A) [()]()nZ f k n T Z F Z-= (B) [()]()Z f k n T nF Z-=(C) [()]()nZ f k n T Z F Z-+= (D) )(])([ZFZTnkfZ n-=-6、已知函数sFa（）＝s(s+a)，则sF（）对应的Z变换zF（）为：（）(A)aTz zz-1z-e-- (B)aT1zz-1z-e--(C)aTz1z-1z-e-- (D)aT11z-1z-e--7、51系列单片机串行通信的方式选择、接收和发送控制以及串行口的状态标志均可由专用寄存器_______控制和指示。
( )(A) PCON (B) SCON (C) TCON (D) TMOD8、与梯形图相对应的助记符是。
( )(A) LD (B) AND (C) LD NOT (D) OUT9、C200H的存储器中用于存放系统的管理和监控程序来完成协调控制的存储器是。
( )图4-1 原料油加热炉出口温度控制系统示意图(A) 用户程序存储器 (B) 系统程序存储器 (C) 数据存储器 (D) 静态存储器 10、C200H 对继电器区访问采用通道寻址方式，其中I/O 继电器区的通道范围是 。
( )(A) 000～029 (B) 030～250 (C) 251～255 (D) TR00~TR07 11、C200H 将用户数据区分成 类 ( )(A) 8 (B)9 (C)10 (D) 1112、51系列单片机串行通信的工作方式中，波特率固定为/12osc f 的是________。
( )(A)工作方式0 (B) 工作方式1 (C) 工作方式2 (D) 工作方式313、51系列单片机定时器的启停、标志定时器的溢出和中断情况均可由专用寄存器______控制和指示。
( )(A) PCON (B) SCON (C) TCON (D) TMOD14、与梯形图相对应的助记符是 。
( )(A) (B) (C) (D)15、51系列单片机可提供两个中断优先级实现________中断嵌套。
( ) (A) 一级 (B) 二级 (C) 三级 (D) 四级二、判断题1、通过增大A/D 转换器的位数可以消除量化误差。
( )2、量化误差的大小与A/D 转换器的位数有关。
( )3、完成一次A/D 转换所需要的时间，称为孔径时间。
( )4、在PID 控制中，增大比例系数p k 将加快系统的响应速度，有利于减小静差。
( )5、离散控制系统的稳态误差仅与输入信号有关。
( )6、计算机控制系统通常即是一个采样离散控制系统。
( )7、51系列单片机具有三个中断优先级，可实现三级中断嵌套。
( )8、串联环节之间有无保持器，其脉冲传递函数不同。
( )9、Mov A , #3AH ；这种寻址方式是直接寻址。
( )10、目前应用的PLC 大多采用双处理器，一个用来进行字和字节的处理，另一个用来进行位处理。
三、简答题1、 机电一体化的概念？2、 机械系统？3、 传感器的概念？4、 运算单元常用的有几种？5、 常用的控制微机有几种，各自的特点是什么？6、 过程通道的概念？7、 单片机的概念？8、 51单片机的基本组成由哪几部分？9、 51单片机的三总线结构包括那些？功能如何？ 10、51单片机的中断源有几个？分别是什么？11、什么指令？其组成如何？各自的功能如何？ 12、波特率如何定义？其单位是什么？ 13、PLC 的基本组成有哪些，分别是什么？ 14、PLC 的工作过程？ 15、PLC 的工作原理？二、 简述题1、 机械系统的控制结构有哪些，功能如何？2、 模拟输入通道的组成及其各部分的作用？3、 汇编语言中，什么叫做寻址方式，寻址方式有那几种，各是什么？4、 中断的定义是什么？51单片机的中断系统的组成是什么？5、 51单片机的串行通讯工作方式1是如何工作的？6、 51单片机的定时/计数器工作方式有几种，功能如何？7、 串行通讯和并行通讯有何优缺点及其应用的场所？8、 中断服务程序与子程序的区别？9、 程序存储器与数据存储器的区别？10、执行机构的作用是什么？种类有哪几种？举例说明？ 11、C200H PLC 的I/O 继电器区的地址分配及其功能如何？ 12、PLC 的基本指令包括那些？写出梯形图和对应的助记符？三、解答题1、求 22()(2)/(347)Y z z z z z =+--的Z 反变换。
2、如图所示求系统的闭环脉冲传递函数。
三、 分析题1、51单片机的中断源有几个，其中断入口地址为何？其默认优先级如何定义？2、单片机采用6MHz 的晶振，设计一个延时10ms 的程序。
3、将下述C200H 助记符用梯形图表达出来。
LD 00001 AND NOT 00002 LD NOT 00003 AND 00004 OR LD AND 00005 AND NOT 00006OUT 00500 LD 00007 OR 00008 AND 00009 OUT 005014、试将下面C200H 梯形图化简并转换成助记符。
5、 假设51单片机使用12MHz 的晶振，控制指示灯的启停，程序启动时，指示灯亮10ms 后熄灭，熄灭10ms 后灯再亮，循环运行。
根据图写好程序；6、 设51单片机使用12MHz 的晶振，要求使用单片机控制两个指示灯的交替亮灭，当第一指示灯亮时，间隔时间为10ms ，第二指示灯灭；同样第二指示灯亮时，间隔时间为10ms ，第一指示灯灭，根据图写出相应的程序。
7、 用定时器T0定时，在P1.0端输出一方波，方波的周期为20ms ，设晶体振荡器为12mHz 。
8、51单片机使用12MHz 的晶振，利用T0门控位检测INT0引脚上出现的正脉冲宽度，将所测得数据高位存入71H 中，低位存入70H 中，根据图写出相应的程序。
9、 单片机采用6MHz 的晶振，设计一个延时10ms 的程序。
10、将梯形图写成助记符。
11、将下述助记符转换成梯形图。
LD 00001 AND NOT 00002 LD NOT 00003 AND 00004 OR LDAND 00005 AND NOT 00006 OUT 005001#LD 00007LD 00008AND LDAND 00009OUT 00501计算机控制系统试卷一答案一、简答题（每小题5分，共50分）1、画出典型计算机控制系统的基本框图。
答：典型计算机控制系统的基本框图如下：2、根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？答：根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。
(1) 周期采样指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。
(2) 同步采样如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。