机电一体化系统设计第3阶段测试题

江南大学现代远程教育第三阶段测试卷

考试科目:《机电一体化系统设计》第五章至第七章（总分100分）时间：90分钟

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一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。）

1、直流伺服电机的速度数字控制方法通常是（）。

A、脉宽调制

B、频率调制

C、幅值调制

D、相位调制

2、伺服系统的稳定性仅和系统的（）有关。

A、输入信号

B、输出信号

C、干扰信号

D、固有参数

3、在半闭环位置伺服系统中常用光电编码盘测量电机转速和（）。

A、扭矩

B、电流

C、温升

D、角位移

4. 在开环伺服系统中，传动系统的间隙会带来（）。

A、不稳定

B、死区误差

C、超调

D、阻尼

5、系统的刚度越大、惯量越小，则该系统的固有频率（）。

A、越高

B、越低

C、不变

D、不定

6、控制器中的微机目前常用的有可编程控制器、（）和工控机。

A、PC

B、单片机

C、PLC

D、IPC

7、脉冲传递函数是用于描述（）的数学模型。

A、线性系统

B、离散系统

C、非线性系统

D、镇定系统

8、步进电机的启动转矩随启动频率升高而（）。

A、增大

B、不变

C、降低

D、不定

9、关于半闭环和全闭环控制，以下说法正确的是（）。

A、两者区别在于传感器检测位置不同

B、前者精度高，后者精度低

C、两者没有区别

D、前者难以实现，后者易实现

10、关于步进电机驱动器，以下说法正确的是（）。

A、斩波限流驱动电路往往采用较低的单电源供电

B、高低压驱动电路效率高

C、斩波限流驱动电路出力大、功耗小、效率高

D、单电源驱动电路出力大、功耗小

二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。多选、少选、错选均不得分。)

1、伺服系统的误差有（）。

A、稳态误差

B、静态误差

C、随机误差

D、动态误差

2、步进电机的控制要考虑（）。

A．启动过程升速控制Ｂ．低转速控制Ｃ．停止过程降速控制Ｄ．使电机连续工作

3、直流伺服电机的动态特性主要受（）的影响。

A、动态误差

B、机械惯量

C、跟踪误差

D、电磁惯量

4、采用冗余技术提高控制装置的可靠性，常用冗余系统结构有（）。

A、混联结构

B、并联结构

C、后备结构

D、串联结构

5、进行机电一体化设计的充分条件是（）。

A、可选择性

B、灵活性

C、互补性

D、等效性

三、判断题（本题共5小题，每小题1分，共5分。你认为对的打“√”，错的“×”，不需要改错。）

1、一个节拍的控制脉冲控制步进电机使得执行器获得的相应运动量称为步距角。（）

2、在伺服系统中负载等效惯量大于执行元件的惯量才能获得较好的动态特性。（）

3、系统总体技术是系统工程在机电一体化技术中的具体应用。（）

4、步进电机单双相轮流通电时电机具有较大负载能力。（）

5、性能指标对产品结构有影响，但对设计方法没有影响。（）

四、填空题（本题共10小题，每空1分，共10分）

1、伺服系统按控制方式可分为开环控制系统和系统。

2、机电一体化系统对伺服系统的要求是稳定性、精度和。

3、开环伺服系统中无元件、结构简单，但精度低；闭环伺服系统直接对输出量检测和反馈，精度高，但结构复杂、成本高。

4、离散系统的脉冲传递函数又称为。

5、假如反馈控制系统中各环节都是理想的，没有惯性、、刚度为无穷大，则系统为一阶系统。

6、步进电机的斩波限流驱动电路的恒流原理是对电机绕组闭环控制。

7、系统的越小，响应速度越快，但振荡趋势越大，系统稳定性变差。

8、由丝杆螺母机构的综合拉压刚度的变化引起的的误差称作。

9、设计闭环伺服系统首先要保证系统的。

10、选择电动机的主要依据参数是负载。

五、简答题(本题共6小题，每小题5分，共30分)

1、步进电机常用哪几种驱动电路？试比较性能。

2、请画出采用直流伺服电机驱动的数控工作台半闭环伺服系统的系统框图。

3、何谓镇定控制系统、随动系统和程序控制系统？

4、简述伺服电机选择的基本步骤。

5、一个五相步进电机，其转子齿数为100，当采用单相双相轮流通电时，步距角是多少？

6、试画出微型机控制系统基本框图。

六、简单应用题（本题共2题，共15分）

1、二阶系统结构图如图所示，设k1=4,k2=10,T=0.001，求系统固有频率，阻尼比。

（8分）

2、在一个机电系统中要求控制器输出一路脉冲作为步进电机基本控制脉冲，1）说明脉冲的产生方法；

2）说明步进电机变速控制方法。（7分）

七、综合应用题（本题共2题，每题10分，共20分）

1、给出伺服系统设计的一般步骤和要点。

2、如图所示的机电传动系统，减速机构为两级减速箱，已知齿轮齿数之比z2/z1=3，z4/z3=5，减速机构的效率ηc＝0.90，各齿轮的惯量分为J1=20kgm2，J2=70kgm2，J3=40kgm2，

J4=200kgm2，电动机的惯量Jm = 300kgm2，负载惯量JL=450kgm2，负载转矩T2=480Nm，

试求：1）折算到电动机轴上的负载转矩Tz ；（5分）2）折算到电动机轴上的系统惯量Jz（5分）