4月全国机电一体化系统设计自考试题及答案解析

全国2019年4月机电一体化系统设计试题

课程代码：02245

一、单项选择题(本大题共14小题，每小题1分，共14分)

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1.将计算机数控机床、工业机器人以及自动引导车联接起来的系统称( )

A.顺序控制系统

B.计算机集成制造系统

C.柔性制造系统

D.伺服系统

2.对于谐波齿轮减速器，波发生器分为脉动作用式和( )作用式。

A.连续

B.液动

C.气动

D.电磁

3.据齿轮系传动比最佳分配条件，简化的最佳速比分配关系为( ) A.2i i 212= B. 2i i 21

2= C. 2i i 1

2= D. 2

i i 12= 4.电荷放大器的输出电压与反馈电容( )

A.成正比

B.成反比

C.成曲线关系

D.无关

5.感应同步器定尺绕组中感应的总电动势是滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电动势的( )

A.代数和

B.代数差

C.矢量和

D.矢量差

6.电桥是用来测量传感器的电阻、电容或电感变化的电路，它是将这些参量的变化变换为电压或电流信号变化的电路。全桥的电压灵敏度比单桥提高了( )

A.2倍

B.4倍

C.8倍

D.10倍

7.某交流感应电动机，实际转速1350r/min ，电源频率50Hz ，则其极对数为( )

A.1

B.2

C.3

D.4

8.当直流伺服电动机电磁转矩恒定时，电动机转速随控制电压变化的关系曲线称( )

A.直流伺服电动机机械特性

B.动态特性

C.失灵区

D.直流伺服电动机调节特性

9.计算步进电动机步距角的公式为( ) A.c

mz 360r ︒ B. mc 180cos T sm ︒ C. c mz f 60r D. mc

360180︒-︒ 10.一般来说，引入微分负反馈将使系统动态性能指标中的最大超调量( )

A.增加

B.减小

C.不变

D.不定

11.在采样—数据系统中，执行实时算法程序所花费的时间总和最好应小于采样周期的( )

A.0.1

B.0.2

C.0.5

D.0.8

12.因用数字微分分析法生成各种机器运动控制指令较简单易实现，常被用作单级插补器和两级存储编程控

制中的精插补，但由于存在截断误差等原因，DDA 法生成的直线、圆弧都是由一系列的( )组成。

A.弧线

B.抛物线

C.折线

D.渐开线

13.如图所示，利用继电器触点实现的逻辑函数为( ) A.)B B ()A A (+⋅+

B.B A B A ⋅+⋅

C.)B A ()B A (+⋅+

D.B A B A ⋅+⋅

14.梯形图中程序开始的触点，采用的助记符指令为( )

A.TMR

B.UDC

C.OR STR

D.STR

二、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)

15.机电一体化系统

16.闭式导轨

17.(测量的)分辨率

18.永磁同步电动机的驱动电路

19.中断驱动同步法

三、简答题(本大题共4小题，每小题4分，共16分)

20.机电一体化工程设计中，在处理机与电的关系时，所遵循的主要原则是什么?

21.步进电动机主要有哪几种通电方式?

22.简述“插补”的概念。插补器分哪几类?它在数控机床中有何用途?

23.现代PLC 编程语言主要有哪几种?

四、计算题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)

24.已知：某机床x 向进给系统减速器的总速比要求为6

23，取两级减速，试设计确定各齿轮的齿数，并画出传动示意图。

25.用每转3000条刻线的增量编码器测电动机转速，采用图示的测量方法，在0.1s 的采样周期内测得的编码器脉冲数为1000，求转速n 。

26.某伺服系统的结构图如图所示，其中K p 、T i 均为正数，试确定使闭环系统稳定，K p 、T i 取值的条件。

27.五相变磁阻式步进电动机，转子72个齿。

试计算：①单拍制步距角；②双拍制步距角；③单双拍制步距角。

五、简单应用题(本大题共4小题，每小题6分，共24分)

28.增量式光电编码器测量时，在光电变换器A和B上输出一对相位差90℃的正弦波，经逻辑电路处理后，用来判别被测轴转向，其原理框图如下，当圆盘正转时光电转换器输出波形为a比b滞后90℃，试分别画出圆盘正转和反转时波形图。

29.三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为980r/min。

①该电动机为几极，空载转差率是多少?

②若最大转矩(T max)时对应的转差率为0.1，则该电动机稳定运行的转速范围是多少?

③最大转矩时，转子绕组电势频率为多少?

30.已知控制系统结构图如下图所示。

①选择K1和K2，使系统性能满足：σ％≤20%和t s=1.8s。

②求系统的静态误差系数K p、K v和K a。

31.步进电动机用于xy定位工作台。电动机分辨率为400步/r，额定力矩T=0.2g·cm，传动丝杠螺距为4r/cm，x轴惯量J x=0.01g·cm·s2，y轴惯量J y=0.006g·cm·s2。试求工作台从点(1，1)到(8，5)的同步xy运动控制算法。(x，y坐标值单位为cm)，并设时钟频率为f=1000Hz。(只要求x轴)

六、综合应用题(本大题共2小题，每小题8分，共16分)

32.设单位反馈系统如图所示，已知T1=0.5s,T2=0.05s，为使系统获得最大的相应裕量φm，试确定此时的K 值及相应的φm值。

33.采用PLC设计两台电动机，A、B交替工作的系统。

①按压瞬时接触按钮X1，A电机工作(输出Y1)，B电机停止。

②只有在A电机工作的条件下，按压瞬时接触按钮X2，B电机工作(输出Y2)。A电机停止。

③任何时候按压瞬时接触按钮X3，A，B二电动机都停止工作。

要求：画出梯形图，写出助记符指令程序。