机电一体化系统设计基础课程形考作业评讲4

《机电一体化系统设计基础》课程作业讲评(4)

重庆广播电视大学机械工程学院

第5章自动控制技术

1．考核知识点：机电一体化自动控制技术概述、计算机控制技术、PCL的组成。

2．常见错误：PCL控制系统的设计。

第6章机电一体化系统设计与综合

1．考核知识点：机电一体化系统的设计流程、机电一体化系统的概念设计、机电一体化系统的现代设计方法。

2．常见错误：机电一体化系统的现代设计方法。

第7章机电一体化系统设计

1．考核知识点：CNC数控设备概述、CNC机床分类。

2．常见错误：CNC机床分类。

以上问题提示答案和解题思路：以教材中的论述和计算方法为主。

一、判断题（正确的打√，错误的打×）

1．自动控制技术是机电一体化相关技术之一，直接影响系统的控制水平、精度、响应速度和稳定性。（√）[请见教材第135～136页 5.1 ]

2．计算机控制系统设计完成后，首先需要对整个系统进行系统调试，然后分别进行硬件和软件的调试。（×）[请见教材第160页(6) ]

说明：计算机控制系统设计完成以后，要对整个系统进行调试。调试步骤为硬件调试→软件调试→系统调试。故本题的论述时错误的，括号内应填入“×”。

3．PLC完善的自诊断功能，能及时诊断出PLC系统的软件、硬件故障，并能保护故障现场，保证了PLC控制系统的工作安全性。（√）[请见教材第161页 2. (1)中第5行～6行]

4．现场总线系统采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，打破了传统控制系统的结构形式。（×）[请见教材第178～179页 5.7.2 第1自然段]

5．需求设计是指新产品开发的整个生命周期内，从分析用户需求到以详细技术说明书的形式来描述满足用户需求产品的过程。（√）[请见教材第204页倒数第4行～3 行]

6．目前，大部分硬件接口和软件接口都已标准化或正在逐步标准化，设计时可以根据需要选择适当的接口，再配合接口编写相应的程序。（√）

7．计算机控制系统的软件主要分为系统软件和应用软件，应用软件一般不需要用户设计，系统软件都要由用户自行编写，所以软件设计主要是系统软件设计。（×）

[请见教材第159页(5) 第1行～4行]

8．反求设计是建立在概率统计基础之上，主要任务是提高产品的可靠性，延长使用寿命，降低维修费用。（×）[请见教材第232页 6.6.3 ]

说明：反求设计是对已有的产品或技术进行分析研究，进而对该系统（产品）进行剖析、重构、再创造的设计。故论述是错误的，括号内应填入“×”号。

9．绿色设计是对已有的产品或技术进行分析研究，进而对该系统（产品）进行剖析、重构、再创造的设计。（×）[请见教材第235页第3行～5行]

基本知识: 绿色设计是在新产品（系统）的开发阶段，就考虑其整个生命周期内对环境的影响，从而减少对环境的污染、资源的浪费，消除在使用安全和人类健康等方面所产生的负作用。

10．虚拟设计是在基于多媒体的、交互的、嵌入式的三维计算机辅助设计环境中进行实体建模和装配建模，生成精确的系统模型，并在同一环境中进行一些相关分析，从而满足工程设计和应用的需要。（√）

[请见教材第238页第2行～6行]

11．工业机器人驱动部分在控制信息作用下提供动力，包括电动、气动、液压等各种类型的传动方式。（√）[请见教材第243页(2) ]

12．数控机床中的计算机属于机电一体化系统的控制系统，而电机和主轴箱则属于系统的驱动部分。（×）[请见教材第101页 4.4.1 ]

说明：机电一体化系统主要是由机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统5个基本要素构成。数控机床中的计算机属于机电一体化系统信息处理及控制系统，电机属于动力驱动部分，主轴箱则属于机械本体。因此，本题的论述是错误的，括号内填入“×”。

二、单选题

1．有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，已知转子有24个齿，步进电机的步距角是（ C ）。

A ．0.6°

B ．1.2°

C ．1.5°

D ．2°

说明：步进电机的步距角zm

360=α，五相十拍运行拍数m=6，代入计算可知，1.52

3691024360===⨯= α。故括号内应填入“C ”。 基本知识：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

2．步进电机转动后，其输出转矩随着工作频率增高而（ × ）。 [请见教材第112页 （5）第1行]

A ．上升

B ．下降

C ．不变

D ．前三种情况都有可能

3．采用脉宽调制（PWM ）进行直流电动机调速驱动时，通过改变（ A ）来改变电枢回路的平均电压，从而实现直流电动机的平滑调速。 [ 请见教材第页121 第9行 ]

A ．脉冲的宽度

B ．脉冲的频率

C ．脉冲的正负

D ．其他参数

4．含有微处理器，可进行程序编制或适应条件变化的接口是（ D ）。

[请见教材第165页 第2行～ 3行]

A ．零接口

B ．被动接口

C ．主动接口

D ．智能接口

说明：以控制微机（微电子系统）为出发点，将接口分为人机接口与机电接口两大类。机械系统与微