《机电一体化技术》期末考试试卷及答案

《机电一体化技术》试卷(十)

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. 单片机

2. I/O接口

3. I/O通道

4. 串行通信

5.直接存储器存取（DMA）

二、单项选择题(每小题2分，共10分)

1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过决定转角位移的一种伺服电动机。

A 脉冲的宽度

B 脉冲的数量

C 脉冲的相位

D 脉冲的占空比

2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（）。

A.1

B.0

C.-1

D.-1

3.PWM指的是（）。

A.机器人

B.计算机集成系统

C.脉宽调制

D.可编程控制器

4. PD称为（）控制算法。

A.比例

B.比例微分

C.比例积分

D.比例积分微分

5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（）方法实现。

A.插补

B.切割

C.画线

D.自动

三、简答题(每小题5分，共30分)

1. 试简述光电式转速传感器的测量原理。

2. 试述可编程控制器的工作原理。

3. 在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入通道中必须采用采样/保持器？为什么？

4. 柔性制造系统的主要特点有哪些？

5 步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么?

6.伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能？

四、计算题(每小题10分，共20分)

1. 某光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？

2. 若12位A/D转换器的参考电压是±2 .5V，试求出其采样量化单位q 。若输入信

号为1V，问转换后的输出数据值是多少。

五、综合应用题(每小题15分，共30分)

1.分析下图调整齿侧间隙的原理

1、4－锥齿轮

2、3－键

5－压簧6－螺母7－轴

2、周向弹簧调整法

2. 分析下图差动螺旋传动原理

设螺杆3左、右两段螺纹的旋向相同，且导程分别为P h1和P h2。2为可动螺母

《机电一体化技术》试卷 (十) 答案

考试方法：闭卷 考试时间１２０分钟 共4页 第1页

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一、名词解释 (每小题2分，共10分)

1. 它是把组成微机的CPU 、存储器I/O 接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机。

2. I/O 接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。

3. I/O 通道也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道

4. 串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长 度，一位一位的串行传送和接收。串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。

5. 硬件在外设与内存间直接进行数据交换（DMA ）而不通过CPU

二、单项选择题(每小题2分，共10分)

1. B

2. B

3. C

4. C

5. A

三、简答题 (每小题5分，共30分)

1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴(或与被测轴相连接的输入轴)上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N ，则可测出转速为

Zt N

n 60

式中 Z ——圆盘上的缝隙数；

n ——转速(r ／min)；

t ——测量时间(s)。

2.可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和停止（S

TOP）状态。不管是在哪种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直至

PLC停机。在每次循环中，若处于运行（RUN）状态，可编程控制器完

成5个阶断，如图所示。若处于停止（STOP）状态，PLC也要循环进

行内部处理和通信服务。

3. 由于任何一种A/D转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操

作，因此，在转换过程中，模拟量不能发生变化，否则，将直接影响转

换精度。采样/保持器（SamPLE/Hold）就是使在A/D转换时，保证输入A/D转换器的模拟量不发生变化。

模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器。当输入的模拟量信号变化缓慢时，也可省去采样/保持器。

4.（1）柔性高，适应多品种中小批量生产；（2）系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；（3）可混流加工不同的零件；（4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；（5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；（6）可进行三班无人干预生产。

5. 步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机，成本较低，易于采用计算机控制，且比直流\交流电动机组成的开环控制系统精度高，因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。步进电动机驱动电路实际上是一个功率开关电路，为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，提供的足够功率的控制信号。

6. 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等个五部分。

比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号，通常由专门的电路或计算机来实现；

控制器通常是计算机或PID控制电路；其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作；

执行元件按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作，机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等。

被控对象是指被控制的机构或装置，是直接完成系统目的的主体，一般包括传动系统、执行装置和负载；

检测环节指能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲的装置，一般包括传感器和转换电路。