《機電一體化系統(tǒng)》復習題.pdf

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第1頁共11頁 《機電一體化系統(tǒng)》考試復習題選擇題：1.受控變量是機械運動的一種反饋控制系統(tǒng)稱( )A.順序控制系統(tǒng)B.伺服系統(tǒng)C.數(shù)控機床D.工業(yè)機器人2.齒輪傳動的總等效慣量隨傳動級數(shù)( )A.增加而減小B.增加而增加C.減小而減小D.變化而不變3.滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)類型有兩類：外循環(huán)插管式和( )A.內(nèi)循環(huán)插管式B.外循環(huán)反向器式C.內(nèi)、外雙循環(huán)D.內(nèi)循環(huán)反向器式4.某光柵的條紋密度是100條/mm，光柵條紋間的夾角θ=0.001孤度，則莫爾條紋的寬度是( )A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm 5.直流測速發(fā)電機輸出的是與轉(zhuǎn)速( )A.成正比的交流電壓B.成反比的交流電壓C.成正比的直流電壓D.成反比的直流電壓6.電壓跟隨器的輸出電壓( )輸入電壓。A.大于B.大于等于C.等于D.小于7.某4極交流感應電動機，電源頻率為50Hz，當轉(zhuǎn)差率為0.02時，其轉(zhuǎn)速為( )A.1450［r/min］B.1470［r/min］C.735［r/min］D.2940［r/min］8.右圖稱( )A.直流伺服電動機調(diào)節(jié)特性B.直流伺服電動機機械特性C.直流伺服電動機動態(tài)特性D.直流伺服電動機調(diào)速特性 9.計算步進電動機轉(zhuǎn)速的公式為( )A. B.Tsmcos C. D.180-10.一般說來，如果增大幅值穿越頻率ωc的數(shù)值，則動態(tài)性能指標中的調(diào)整時間ts( )A.增大B.減小C.不變D.不定11.已知f(t)=a+bt，則它的拉氏變換式為( )A. +b B. C. D.12.連續(xù)路徑控制類中為了控制工具沿任意直線或曲線運動，必須同時控制每一個軸的( )使得它們同步協(xié)調(diào)到達目標點。A.位置和加速度B.速度和加速度C.位置和速度D.位置和方向13.圖示利用繼電器觸點實現(xiàn)的邏輯函數(shù)為( ) 第2頁共11頁 A.(A+ )( +B)B.A+BC.(A+B)( + )D.AB+14.累計式定時器工作時有( )A.1個條件B.2個條件C.3個條件D.4個條件13.機械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)的主要影響表現(xiàn)為（）等方面。A．固有頻率、響應速度、慣量B．固有頻率、失動量、穩(wěn)定性C．摩擦特性、響應速度、穩(wěn)定性D．摩擦特性、失動量、慣量 14．光柵傳感器的光柵是在一塊長條形的光學玻璃上密集等間距平行的刻線，刻線數(shù)為100線/mm，經(jīng)四倍細分后，此光柵傳感器測量分辨率是（）mm。A．2.5 B．0.25 C．0.025 D．0.0025解：經(jīng)四倍細分后，刻線數(shù)為400線/mm，分辨率為1/400mm。15．有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進電機定子勵磁繞組，已知轉(zhuǎn)子有24個齒，步進電機的步距角是（）。A．0.6B．1.2C．1.5D．2解：步進電機的步距角360/（24x10）=1.54．計算機控制系統(tǒng)實際運行時，需要由用戶自行編寫（），具有實時性、針對性、靈活性和通用性。A．實時軟件B．開發(fā)軟件C．系統(tǒng)軟件D．應用軟件16．HRGP-1A噴漆機器人中的旋轉(zhuǎn)變壓器屬于系統(tǒng)中的（）。A．能源部分B．測試傳感部分C．控制器D．執(zhí)行機構(gòu)說明：HRGP-1A噴漆機器人組成為：能源部分——液壓源；機械本體——機器 人本體；檢測傳感部分——旋轉(zhuǎn)變壓器；執(zhí)行機構(gòu)——機器人手臂手腕；驅(qū)動部分——分離活塞式油缸；控制及信息處理單元——控制系統(tǒng)。一、判斷題：1．機電一體化系統(tǒng)的主要功能就是對輸入的物質(zhì)按照要求進行處理，輸出具有所需特性的物質(zhì)。（）2．產(chǎn)品的組成零部件和裝配精度高，系統(tǒng)的精度一定就高。（）3．遲滯是傳感器的一種動態(tài)誤差，是由于在傳感器的正反行程中的輸出輸入特性曲線不重合引起的。（）4．電液伺服系統(tǒng)的過載能力強，在強力驅(qū)動和高精度定位時性能好，適合于重載的高加減速驅(qū)動。（） 5．數(shù)字化物理樣機就是一種結(jié)構(gòu)設計軟件，強調(diào)結(jié)構(gòu)上的設計。（） 第3頁共11頁 二、名詞解釋題1.機電一體化2.軸系的動特性3.靈敏度(測量)4.永磁同步電動機 5.復合控制器三、簡答題1.機電一體化系統(tǒng)設計指標大體上應包括哪些方面?2步進電動機常用的驅(qū)動電路有哪幾種類型?其中哪種電路適于永磁式步進電動機? 3.步進電動機數(shù)控系統(tǒng)和參考脈沖伺服系統(tǒng)的輸入信號是什么?輸出軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、位置各自與哪些因素有關? 第4頁共11頁 4.什么是PLC的掃描工作制?5.完善的機電一體化系統(tǒng)主要包括哪幾部分？6.滾珠絲杠副消除軸向間隙的調(diào)整預緊方法有哪些？ 7.步進電動機的輸入信號是什么？如何實現(xiàn)對其轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向的控制？8. PID控制算法中比例、積分、微分部分各起何作用？ 9．簡述數(shù)控設備中計算機數(shù)控裝置的組成和功能。 第5頁共11頁 四、計算題1.已知雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)Z1=200,剛輪齒數(shù)Z2=202，波發(fā)生器的轉(zhuǎn)速nH=600r/min。如圖試求：(1)剛輪固定時柔輪的轉(zhuǎn)速n1;(2)柔輪固定時剛輪的轉(zhuǎn)速n2。 2.已知某一線性電位器的測量位移原理如圖所示。若電位器的總電阻R=2kΩ，電刷位移為X時的相應電阻Rx=1kΩ，電位器的工作電壓Vi=12V,負載電阻為RL。(1)已測得輸出電壓Vo=5.8V,求RL。(2)試計算此時的測量誤差。3.某二階系統(tǒng)如圖所示(1)求系統(tǒng)對r(t)階躍響應的最大超調(diào)量σ%和調(diào)節(jié)時間t s。(2)求r(t)=1+t,n(t)=0.1共同作用下的穩(wěn)態(tài)誤差ess。 第6頁共11頁 4.三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子80個齒。(1)要求電動機轉(zhuǎn)速為60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少?(2)要求電動機轉(zhuǎn)速為100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少? 計算題解題1.（1）剛輪固定時：n1=-（2）柔輪固定時2.V 0=(1)當V01=5.8時，5.8=5.8=(２)空載時Ｒ Ｌ＝設測量出5.8Ｖ輸出電壓時的測量誤差則3.(1)求閉環(huán)傳函及誤差表達式 第7頁共11頁 C(s)=CR(s)+CN(s)=E(s)=R(s)-C(s)=[1- ]R(s)-(2)求ts=(3)求ess二階系統(tǒng)a i>0閉環(huán)穩(wěn)定R(s)=Ess=4.(1)即（2）單拍制即：f= 五、應用題1.已知一階低通有源濾波器電路如圖所示。要求：(1)一階低通濾波器現(xiàn)存在什么弱點?(2)將其改進為二階低通濾波器，畫出電路圖；(3)畫出二階低通的幅頻特性示意圖。 第8頁共11頁 2.三相交流感應電動機，電源頻率50Hz，空載轉(zhuǎn)速為1450r/min。(1)該電動機為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少?(2)堵轉(zhuǎn)時定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少?(3)空載時，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少? 3.二階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。設K1=0.1,K2=10,T1=0.5s(1)求系統(tǒng)對r(t)的階躍響應的最大超調(diào)量σ%及調(diào)節(jié)時間ts(取△=5%);(2)求系統(tǒng)增益Ks及伺服剛度KR;(3)求r(t)=1+t及n(t)=0.1共同作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差ess。 4.考慮x-y平面上的直線運動路徑，源點坐標(5，-2)，終點坐標為(1，-1)。設兩軸最大加速度限制：αxmax=αymax=2。試設計三次多項式樣條函數(shù)點位控制指令。 第9頁共11頁 5.某控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，圖中GC(s)=Kp(1+Tds),Gp(s)= =(1)確定Kp和Td的值，以使系統(tǒng)性能同時滿足：在單位拋物線(恒加速度)函數(shù)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差essa≤0.2，幅值穿越(截止)頻率ωc=5(2)計算系統(tǒng)在上述取值條件下的相位裕量m。 6.采用PLC設計二臺電動機A、B工作的系統(tǒng)。（1）按鈕X1為A電動機起動，按鈕X2為A電動機停止（輸出Y1）；（2）按鈕X3為B電動機起動，按鈕X4為B電動機停止（輸出Y2）；（3）只有A電動機在工作中，B電動機才能工作。要求：畫出梯形圖，寫出助記符指令程序。 第10頁共11頁 應用題解答1．（1）一階低通濾波器存在過渡區(qū)域衰減緩慢的弱點。（2）二階低通有源濾波器電路圖(3)低通濾波幅頻率特性示意圖。2．（1）即該電動機為四級 空載時轉(zhuǎn)差率為：S=（2）堵轉(zhuǎn)時：S＝１定子繞組電勢頻率f1=50Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率f2=Sf1=50Hz(3)空載時：定子繞阻電勢頻率f1＝50Hz,轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率：f2=3(1)G(s)= 1型Ｋv=Ｋp=(2)性能指標 ts=(3)系統(tǒng)增益與伺服剛度Ks=Kv=K1K2=1，KR=K1=0.1（4）essr=essn=-4. 第11頁共11頁 所以協(xié)調(diào)運動先設計x軸，再利用下列直線方程變換成y軸控制指令y(t)=-x(t)=5+3(1-5)( )2-2(1-5)( )3=5-t2+y(t)=-2+