《机电一体化技术》试卷（十》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.单片机 21/0接口 31/0通道 4.串行通信 反直接存储器存取() 二，单项选择愿（每小愿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何服电动机。 A账冲的宽度 B脉冲的数量 C味冲的相位 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( A1(s<2 B.Os 1 C,-1<s1 D.-1s(0 3W指的是( ). A机器人 B,计算机集成系饶 C脉宽调制 D可编程控 制器 4D称为《)控制算法。 L比例 且比例微分 C比例积分 D比例积分 微分 5在数拉系统中，复桑连候轨迹通常深用( 》方法实现. A插补 B切割 C面线 Q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里理。 3在慎拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否柄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？它的墨动电路的功能是什么？
《机电一体化技术》试卷 (十)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. 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<s<2 B.0<s 1 C.-1<s<1 D.-1<s<0 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?
(句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.某光摄传多图，划线数为100线/■。设细分时测得莫尔条纹数为00，试计算光播 位移是多少毫米？若经四信细分后。记数冲仍为400，则光桶此时的位移是多少？测量分 辨率是多少？ 2若12位AD转换墨的参考电压是土2，，试求出其采样量化单位g。若输入 信号为1V,间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分析下图调整齿侧阿隙的原理 1、4一惟齿轮2,3一键 5一压簧6一螺厚7一轴 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1和h2.2为可动螺母
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 Ph1 和 Ph2。2 为可动螺母
《机电一体化技术)试卷十)答案 考试方法：闭鞋 考试时间120分钟 共4页第1页 一、名词解释（每小题2分，共10分） !.它是把组咸微机的CU,存储器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。 21O接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设条之间交换信息的选接部件《电 路)，它在主机和外围设备之何的信息交换中起着桥果和组带作川， 3./0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.申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国定的时 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、单项选择愿（每小题2分，共10分） 1B 2B 3C 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墨，由装在技测抽或与被测轴相连接的输入 轴)上的带缝厦圆盘、光源、光电器件和指示缝像盘组成。光源发生的光通过缝像圆盘和指 示缝效属射到光电器件上。当缝意圆世随被测轴转动时，由于圆世上的绿障间距与指示绿隙 的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与属盘链慧数相等的电脉冲，根据测量单位 时间内的脉冲数N,则可测出转速为 1=50N
《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 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 乙—一圆量上的霞数： 音一一转速(r/min 一一测量时间(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 RUN (STOP)状态。不管是在哪种状态，PLC都是反复不新地重复进行， STOP 直至PLC停机。在每次循环中，若处于运行(RUN)状态，可编程控 内部处理 通信服务 制器完成5个阶断，如图所示。若处于停止(STOP)状态，列C也要 输入处理 循环选行内部处理和通信服务。 程序执行 输出处理 工.由于任刺一种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，模拟量不旋发生变化，否则，将直接影响 转换精度。采样/保持器(SamPLE/Hod》就是使在AWD转换时，保证输入A/D转换器的枝 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。当输入的慎拟量信号变化缓授时，也可省 去采样/保持墨。 4.(1)柔性高，适应多品种中小批量生产：(2)系统内的机宋工艺能力上是相互补充 和相互替代的：(3)可混流加工不河的零件：(4)系统局部调整成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同服电动机，成 本较低，易于采用计算机控制，且比直渝交流电动机组成的开环控制系统精度高，因面核 广泛应用于开环控制的何服系统中。步透电动机影动电路实际上是一个功单开美电溶，为使 步进电动机脆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饲服控制系统一般包括控制墨、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，通常由专门的电路域计算机米实现！ 控制器通常是计算机或四D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，机电一体化弱统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动同服机构等
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 （STOP）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
敲控对象是指被控制的机构域装置，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钢的装置，一般包括传 感器和转换电路， 四、计算题（每小题10分，共20分） 1)1001 1-400:x x=4 mm 四细分：400：1=400：x x=Imm 分辨率：1+400-254m) 2)10s内转轴转了多少转： 307200÷1024=300(转) 位移量(，螺距T-2mm) ∴.300×2-600(mm) 转速：300÷1030（转/秒） 五、综合应用题《每小题15分，共0分) 1.在推街轮4的传动轴7上装有压簧5，其轴向力大小由螺厚6调节。性轮4在压 簧5的作用下可轴向移动。从而清障了其与附合的性齿轮1之何的齿侧间佩
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。 四、计算题 (每小题 10 分，共 20 分) 1) 100： 1=400：х x=4 mm 四细分：400：1=400：х x=1mm 分辨率：1÷400=2.5(μm) 2) 10s 内转轴转了多少转： 307200÷1024=300（转） 位移量（∵螺距 T=2mm） ∴300×2=600 (mm) 转速： 300÷10=30（转/秒） 五、综合应用题 (每小题 15 分，共 30 分) 1. 在锥齿轮 4 的传动轴 7 上装有压簧 5，其轴向力大小由螺母 6 调节。锥齿轮 4 在压 簧 5 的作用下可轴向移动，从而消除了其与啮合的锥齿轮 1 之间的齿侧间隙
1、4一锥齿轮2、3一键 5一压簧6一螺母7一轴 2当螺杆转动梦角时，可动螺母2的移动距离为 1=(P-Pa) (I) 如果h1与叶2相差很小，则L很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。 若螺杆3左、右两段螺纹的旋向相反，则当螺杆转动？角时。可动螺母2的 移动距离为 I=号(P+P:) (2) 可见，此时差动螺旋变成快速移动爆旋，即螺母2相对螺母1快速趋近成离开。这种螺 旋装置用于要求快速夹紧的夹具或镜紧装置中。 7777777177771177
1、4－锥齿轮 2、3－键 5－压簧 6－螺母 7－轴 2. 当螺杆转动 角时，可动螺母 2 的移动距离为 ( ) 2 Ph1 Ph2 l = − （1） 如果 Ph1 与 Ph2 相差很小，则 L 很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。 若螺杆 3 左、右两段螺纹的旋向相反，则当螺杆转动 角时，可动螺母 2 的 移动距离为 ( ) 2 Ph1 Ph2 l = + （2） 可见，此时差动螺旋变成快速移动螺旋，即螺母 2 相对螺母 1 快速趋近或离开。这种螺 旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中