西南交通20.6月《光机电一体化控制技术》答案

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光机电一体化控制技术

11.研究系统的动态品质与特征时，通常有两种数学模型描述方法：和。

参考答案：研究系统的动态品质与特征时，通常有两种数学模型描述方法：末端描述法和内部描述法。

12.简述基尔霍夫电流、电压定理参考答案：基尔霍夫电流定理：在一个闭环环路内，流入一个节点的电路的代数和等于流出此节点的电流代数和基尔霍夫电压定理：在一个闭环环路内，一个封闭路径的所有电压的代数和为零。

13.机电一体化反馈控制系统的主要组成部分是什么？参考答案：反馈控制是将被控参数作为反馈信号引入系统输入端，来控制系统。

其结构如下图：反馈控制系统的主要组成部分：控制器、执行机构、被控对象、检测装置及比较器。

1：检测装置，进行信号检测和信息采集，如温度，压力，位置，速度等2：执行机构，实现所要求的运动和动作，如电动机，液压缸和液压马达，气动装置等3：控制器, 根据控制系统的控制目标和系统模型，接收传感器所采集的输入信息，通过控制律计算，最后得出控制输出，并将其用于对执行机构的驱动4：常见传感器，光电开关，声敏传感器，压电传感器，温度和湿度传感器，扭矩传感器，力传感器，应变传感器等14.下图RLC串联电路。

写出输出电压与输入电压之间传递函数参考答案：根据基尔霍夫电压定理，可以得出如下表达式（1）式（1）为二阶微分方程。

对式（1）进行拉氏变换，得到RLC串联电路的传递函数为（2）15.传感器分辨率是？传感器分辨率分辨率定义为传感器能检测到的测量值的最小增量，也称为测量的适应度。

16.测量准确度是？参考答案：测量准确度准确度表示测量值与实际值之间的偏差，它受限于仪器本身。

如果未受实验误差的影响，就称实验为准确的，在实际应用中，准确度用真值的百分比表示，即：真值的百分比=（测量值-真值）/真值（100）17.一他励直流电动机，额定电压U N=440 V，额定功率KW,额定电流，额定转速r/min，电枢回路总电阻，额定励磁电流，忽略电枢反应影响。

试求：额定输出转矩和在额定电流时的电磁转矩。

西南交大习题集(光机电一体化控制技术)

第1章概论一、选择题1 一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素（）。

A：机械本体B：动力与驱动部分C：执行机构D：控制及信息处理部分2、机电一体化的高性能化一般包含（）。

A：高速化B：高精度C：高效率 D：高可靠性。

3．机电一体化系统的核心是（）。

A：动力部分B：执行机构C：控制器D：接口4．机电一体化系统中，根据控制信息和指令完成所要求的动作这一功能的是（）。

A：机械本体B：动力部分C：控制器D：执行机构二、填空题1、在未来机电一体化系统发展呈现，、、，、趋势三、论述题举例说明光机电一体化系统和机电一体化技术含义光机电一体化系统的主要组成要素机电一体化系统的关键技术有那些机电一体化系统的未来发展趋势？为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?四、判断题1．机电一体化系统就是机械系统和电子系统简单合于一起的系统。

第2章机电一体化系统分析基础一多项选择题1．光机电一体化的系统设计原则主要包括（）。

A. 机电互补原则B. 功能优化原则C. 自动化原则D. 效益最大原则E．开放性原则2. 模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进行（）处理。

A. 量化处理B.采样离散化处理C. 编码处理D. 调制处理3．PCM是指（）。

A. 脉幅调制B. 脉宽调制C.脉位调制D. 脉冲编码调制4. 经采样后的信息属于（）。

A. 数字信号B.离散化的模拟信号C. 连续模拟信号D. 调制信号5. 数字信号是对时间离散模拟信号进行（）处理后得到的。

A. 量化处理B.采样离散化处理C. 编码处理D. 调制处理三填空题1．光机电一体化的理论基础主要涉，和。

2．光机电一体化系统所涉及的信号有两类和。

四综合题1．模拟信号与数字信号的特点是什么？2．论述机电一体化系统信息传输过程。

3．论述模拟信息数字化的基本原理。

第3章机电一体化系统建模与仿真一、选择题1. 在机械系统运动学模型建立过程中，惯性力与质量体运动的（）成正比，弹簧力与质量体运动的（）成正比，阻尼与质量体运动的（）成正比。

2023年西南交专业概论机电一体化类离线作业

西南交《专业概论（机电一体化类）》离线作业1. 什么是机电一体化？或者说怎样定义机电一体化？（10分）机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息\机电一体化技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去旳综合技术。

是现代化旳自动生产设备几乎可以说都是机电一体化旳设备2. 机电一体化技术从技术角度可以分为六个研究领域。

它们分别是哪些？（10分）机械技术，计算机与信息技术，系统技术，自动控制技术，传感检测技术，伺服传动技术。

3. 开发一种机电产品，常常按照5种模块来划分该产品，请说出这5种基本功能模块及其含义。

（10分）1. 传感器和变换器传感器和变送器是机电产品旳信息来源。

相称于人旳眼耳口鼻等感觉器官。

2. 调理电路调理电路时对信息初步处理旳电路。

包括滤波、放大、A/D转换等。

调理电路旳作用是使信号更好地被处理器等器件进行处理，或者更好地进行信号显示和执行器驱动等。

3. 微处理器（微控制器）是信号进行数字化处理旳器件。

是机电产品具有智能性旳关键器件。

也是我们进行开发编程旳对象。

相称于人体旳大脑。

4. 执行器是用于执行信号处理成果旳部件。

如电机、气缸等。

相称于人体旳关节、骨骼和操作手等。

5. 网络与通信通信网络联络了多种数字处理设备。

可以更好地联络一种机电产品间旳多种智能处理器和控制器，这样就可以协调各个智能部件旳工作。

同步也可以将该产品连入更宽泛旳网络，如internet，我们就可以远程操作和监视该产品或系统。

常常应用旳网络有现场总线和以太网等。

注：该题意在让学生掌握设计开发机电产品和系统旳模块化措施。

对旳认识机电产品旳常用功能分解措施。

4.《光机电一体化控制技术》这门课程旳重要内容是什么？还能举出几门机电一体化专业课程吗？（10分）光机电一体化控制技术课程使学生在学习有关电路基础课程、微机原理及应用和控制工程旳基础上，以电机为主导，以控制为线索，理解机电控制技术旳一般知识，掌握其工作原理、特性、应用措施。

机电一体化技术试题及其答案

《机电一体化技术》试卷(一)一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量2.灵敏度3. 压电效应4. 动态误差5. 传感器二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：__________，________________。

2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括__________，__________，__________ ，__________。

3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用___________________________________。

4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。

5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的______________________，使它们同步协调到达目标点。

6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。

7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。

8. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。

9. 复合控制器必定具有__________________________________。

10. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。

三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( )A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是( )A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统C. 弹簧—阻尼系统D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数( )A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用( )A. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（）等个五部分。

机电一体化技术试题答案1

机电一体化技术试题一、填空(每空2分，共20分)1.机电一体化产品按用途可以划分为和2．控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成。

3．在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守原则。

4．典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、和等部分构成。

5．传感器的静态特性能数主要有、、迟滞和重复精度。

二、简答题(每题4分，共20分)1．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?2．机电一体化相关技术有哪些? 3．转动惯量对传动系统有哪些影响?4．简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。

5．简述A／D、D／A 接口的功能。

三、分析题(20分)1．已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统巾的哪一个基本要素?2．试分析图示传动系统中，齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响?四、计算题(24分)1．如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50kg负载力为F1＝1000N，最大加速度为10m／s2’，丝杠直径为d＝20mm，导程t＝4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为ŋ=30％，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。

2．已知某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动，已知工作台的行程L=250mm，丝杠导程t＝4mm，齿轮减速比为i=5，要求工作台位移的测量精度为o．005mm(忽略齿轮和丝杠的传动误差)。

(1)试采用高速端测量方法，确定旋转编码器的每转脉冲数‘(2)若将传感器与丝杠的端部直接相连，n。

=500脉冲／转的旋转编码器是否合用。

五、综合题(16分)已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示，确定整系统的控制方案、画出控制系统原理图。

(至少提出两个方案)答案及评分标准(供参考)一、填空[每空2分，共20分)1.办公机电一体化产品产业机电一体化产品民用机电一体化产品2．控制软件硬件接口3．前小后大4．电源输入／输出接口5．灵敏度线性度二、简答题(每题4分，共20分)1．答：机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。

光机电一体化控制技术二

(A) 提高系统的稳定性(B) 改善系统动态性能(C) 采样电压值保持一个采样周期；(D) 消除系统干扰(E) 提高抗干扰能力你选择的答案：C ［正确］正确答案：C解答参考：5.在下列那种情况下，控制系统不稳定( )(A) 极点位于S平面的右边(B) 极点位于S平面的左边(C) 极点位于S平面的原点(D) 极点位于S平面的虚轴上你选择的答案：A ［正确］正确答案：A解答参考：二、不定项选择题(有不定个选项正确，共1道小题)6.在时域里描述系统动态响应的主要指标 ( ) ［不选全或者选错，不算完成］(A) 上升时间(B) 超调量(C) 稳定时间(D) 稳态误差(F) 系统带宽你选择的答案：ABCDE ［正确］正确答案：A B C D E解答参考：(注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。

在线只需提交客观题答案。

)三、主观题（共14道小题）7. 在未来机电一体化系统发展呈现，、、，、__趋势参考答案:在未来机电一体化系统发展呈现模块化、智能化、网络化、微型化、绿色化、人格化趋势8.机电一体化系统的未来发展趋势？参考答案：机电一体化系统的未来发展趋势？模块化：设备和零部件的通用化和标准化，功能模块化。

智能化：控制论、信息论和系统论的技术应用和发展，使得智能科学不断地渗透于机电一体化系统或产品中，智能化使得机电一体化产品具有更加灵活的，科学的能力来完成更加复杂的，不确定的工作。

智能化机电一体化系统具有一下几个年征：1・复杂性：具有多功能，高适应性、高可靠性、是多技术集成与优化的产物。

智能化机电一体化系统通常由机、光、电装置构成，计算机与信息处理，控制论在系统中占据中心位置。

2.交叉性：广泛应用以控制论、信息论及系统论为中心的各种现代理论，在经典控制理论的基础上，吸收人工智能，运筹学，计算机科学，模糊数学等，以求得更高的控制和决策目标O3.拟人性：模拟人的思维，具有基本的学习和判断能力，从而具有一定的推理，决策功能。

机电一体化技术试题及其答案

2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括 __________， __________，__________ ， __________。

3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用___________________________________。

4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。

5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的______________________，使它们同步协调到达目标点。

6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。

7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。

8. 累计式定时器工作时有_____________________________________________________。

9. 复合控制器必定具有__________________________________。

10. 钻孔、点焊通常选用_______________________________________类型。

三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts ( )A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是 ( )A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统C. 弹簧—阻尼系统D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数 ( )A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用 ( )A. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和（）等个五部分。

机电一体化技术练习习题参考答案.docx

目机一体化技第 1 章 -参考答案 (1)1-1明人接受的机一体化的含。

(1)1-4何机一体化技革命？ (1)1-7.机一体化系有哪些基本要素成？分哪些功能？ (1)1-8.工三大要素指的是什么？ (1)1-12.机一体化系的接口功能有哪两种？ (1)1-16.什么是机互法、融合法、合法？ (1)机一体化技第 2 章 -参考答案 (2)2-1机械部件，确保机械系的精度和工作定性，常常提出哪些要求？ (2)2-2机一体化系机构的作用是什么？ (2)2-3机一体化系（品）机构的基本要求是什么？ (2)2-10 有一双螺母差整式珠杠，其基本程λ0=6mm、一端的数 100、另一端的数 98，当其一端的外相另一端的外2个，：两个螺母之相移了多大距离？ (2)2－ 16 各比的分配原是什么？出角差最小原是什么？ (2)2－ 17 已知： 4 系，各的角差Δφ1=Δφ 2=Δφ 3=⋯ =0.005 rad,各减速比相同，即 ?1=?2=⋯ =?4=1.5。

求：系的最大角差Δφmax;小Δφ max，采取何种措施？ (2)2－ 18 波有何特点？比的算方法是什么？ (3)2-19.有一波减速器 ,其减速比100，柔数100.当固定 ,求波减速器的数及出的方向(与入的向相比 ) (3)2-20.的隙的整方法有哪些? (3)2-25.系部件的基本要求有哪些？ (4)机一体化技第 3 章参考答案 (5)3-1 述机一体化系行元件的分及特点。

(5)II3-2 机一体化系行元件的基本要求是什么？ (5)3-3述控制用机的功率密度及比功率的定。

(5)3— 5 直流伺服机控制方式的基本形式是什么？ (5)3-6 述 PWM 直流速，向的工作原理。

(6)步机具有哪些特点？ (6)述步机三相三拍的工作原理？ (6)3-11述步机步距角大小的算方法？ (7)3-12述三相步机的形分配方式？ (7)述步机源的功率放大路原理. (7)机一体化技第 4 章参考答案 (9)明 CPU、 MC和 MCS 之关系。

西南交《光机电一体化控制技术》在线作业二.EE28586D

西南交《光机电一体化控制技术》在线作业二
按能量变换的功能分类，以下属于物理传感器的是（）。

A:气体传感器
B:温度传感器
C:离子传感器
D:磁传感器
答案：D
电动机的功率密度Pw定义为（）。

A:Pw=P.W
B:lgP.W
C:P/W
D:lgP/W
答案：C
若载荷周期变化，则传动比值常采用（），避免载荷集中在某些轮齿上。

A:整数
B:不可通约的数值
C:任意数
D:偶数
答案：B
PCM是指( )。

A:脉幅调制
B:脉宽调制
C:脉位调制
D:脉冲编码调制
答案：D
小信号双线变送器将现场的微弱信号转化为（）mA的标准电流输出。

A:4～20
B:11.6～40
C:5～10
D:10～20
答案：A
电路各部分公共导线阻抗、地阻抗和电源内阻压降相互耦合形成的干扰,称为( )
A:静电干扰
B:磁场耦合干扰
C:共阻抗感应干扰
D:电磁辐射干扰
答案：C
以下将非电物理量转换为电路参数的是（）。

A:敏感元件
B:转换元件
C:接口电路
D:传感器电路
答案：B
多数机电一体化系统是系统输出完全可以用其输入来描述的确定性系统，当只需要知道少数输出变量时，用（）较合适。

A:末端描述法
B:内部描述法。

西南交《光机电一体化控制技术》在线作业二

西南交《光机电一体化控制技术》在线作业二
按能量变换的功能分类，以下属于物理传感器的是（）。

A:气体传感器
B:温度传感器
C:离子传感器
D:磁传感器
答案：D
（）是机电一体化系统实现自动控制、自动调节的关键技术，其功能越强，系统的自动化程序越高。

A:系统总体技术
B:机械技术
C:传感检测技术
D:计算机与信息技术
答案：C
适合应用传递函数描述的系统是( )。

A:单输入,单输出线性定常系统
B:单输入,单输出线性时变系统
C:单输入,单输出的定常系统
D:非线性系统
答案：A
机电一体化系统的核心是( )。

A:动力部分
B:执行机构
C:控制器
D:接口
答案：C
PCM是指( )。

A:脉幅调制
B:脉宽调制
C:脉位调制
D:脉冲编码调制
答案：D
智能传感器主要硬件结构是指将敏感元件与( )相结合。

A:放大器
B:滤波器
C:微处理器
D:控制器
答案：C
某些模拟信号处理电路的输出必须符合信号接口标准，为便于双绞线远距离传送，规定信号转换和信号调理的电压范围为（），电流范围为（）。

A:0～10V，2～40mA
B:0～10V，4～20mA
C:0～±10V，2～40mA
D:0～±10V，4～20mA
答案：D
当直流伺服电动机外加电压等于额定电压,励磁电流等于额定电流时,电动机转速随控制电流变化的关系曲线称( )
A:直流伺服电动机机械特性。

《机电一体化技术》试卷及参考答案

《机电一体化技术》试卷及参考答案考试方法：闭卷考试时间１２０分钟共２页第1页一、名词解释(每小题2分，共10分)1.机电一体化2.自动控制3.开环控制系统4.逆变器5. PWM二判断题(每空1分，共10分)1. 直线运动导轨是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。

（）2. 滚珠丝杆不能自锁。

（）3. D/A转换的方式可分为并行转换的串行转换方式。

（）4. 同步通信是以字符为传输信息单位。

（）5. 异步通信常用于并行通道。

（）6. 查询I/O方式常用于中断控制中。

（）7. 串行通信可以分为以下四种方式：1）全双工方式；（）2）半双工方式；（）3）同步通信；（）4）异步通信。

（）三填空题：(每空1分，共40分)1. 从控制角度讲，机电一体化可分为_____________控制系统和_____________控制系统。

2. 在机电一体化中传感器输出电信号的参量形式可以分为: _____________；_____________ ；_____________三种形式。

3. 多点接地：优点：_____________，缺点：_____________。

4. 一般来说，伺服系统的基本组成为_____________、_____________、_____________和_____________等四大部分组成。

5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是_____________，而调制波是_____________。

6.从电路上隔离干扰的三种常用方法是: _____________隔离，_____________隔离，_____________ 隔离。

7.开环步进电动机控制系统，主要由_____________ 、_____________ 和_____________等组成。

8.实现步进电动机通电_____________环形分配的三种常用方法是：1）_____________，2）_____________，3）_____________ 。

西南交1212考试批次《光机电一体化控制技术》复习题及参考答案

光机电一体化控制技术第1次作业参考答案：答：机电一体化系统分析和设计中，常用系统实验或仿真方法来确定系统特性，以寻求改进系统性能的途径。

在很多情况下，研究系统的目的是要预测系统的若干特性，往往在建立系统之前或在讨论方案阶段就能预测系统建成后将出现的情形。

若用系统自身做实验难于达到目的。

因此，人们常借助于系统模型而不是系统本身进行仿真。

仿真的目的在于：新系统的建立和调试，实现对系统最佳的设计和最佳控制问题以及模拟实验和训练。

由于机电一体化系统越来越复杂，成本高，加上要考虑安全性要求，数字仿真技术在机电一体化系统中的系统分析、设计和调试尤为重要。

14.已知一系统结构如下图所示，求系统传递函数参考答案：分析：整个方框图等价于：首先，Ｇ２和Ｇ３串联，再与G4并联，再加入H反馈环节，再与G1串联，最后再引入一个单位负反馈。

其总方框传递函数如下：说明，控制系统方框图的简化15.机电一体化系统的执行机构的多采用电动机作为驱动器件，在机电一体化反馈控制系统中，常用的电动机有和两种。

参考答案：机电一体化系统的执行机构的多采用电动机作为驱动器件，在机电一体化反馈控制系统中，常用10.通常情况下，将系统模型可以分为两大类：和。

参考答案：通常情况下，将系统模型可以分为两大类：实验模型和数学模型。

11.研究系统的动态品质与特征时，通常有两种数学模型描述方法：和。

参考答案：研究系统的动态品质与特征时，通常有两种数学模型描述方法：末端描述法和内部描述法。

13.机电一体化反馈控制系统的主要组成部分是什么？参考答案：反馈控制是将被控参数作为反馈信号引入系统输入端，来控制系统。

其结构如下图：反馈控制系统的主要组成部分：控制器、执行机构、被控对象、检测装置及比较器。