机电一体化系统设计试卷7,有答案

一、单项选择题

在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内 1. “机电一体化”这一名词产生于20世纪，其产生的年代为 （A ） A．70年代 Ｂ．50年代 Ｃ．40年代 Ｄ．80年代 2. “机电一体化”在国外被称为 （C ） A．Machine Ｂ．Electronics Ｃ．Mechatronics Ｄ．A和B 3. 机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是 （D ） A．提供动力 Ｂ．传递运动 Ｃ．传递动力 Ｄ．A、B和Ｃ 4. 时域函数f(t)?e A．

?αt的拉普拉斯变换为 Ｂ．

Ｃ．

（C ）

1 s?s??

1 s??Ｄ．

1 ?5. 在同步齿型带传动中，同步带的齿形为 A．梯形 Ｂ．矩形 Ｃ．渐开线

6. 直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为其 A．机械特性 Ｂ．调节特性 Ｃ．力矩特性 7. 在滚珠丝杠副中，预紧调整是为了消除其 A．径向间隙 Ｂ．轴向间隙 Ｃ．预应力

8. 在交流伺服电机中，控制绕组与励磁绕组在空间相差的电角度是 A．60° Ｂ．45° Ｃ．0°

9. 若x为传感器的输入量，y是其输出量，则传感器的灵敏度为 A．

（ A） Ｄ．摆线 （A） Ｄ．转速特性 （B） Ｄ．A和B （D ） Ｄ． 90° （C） Ｄ．

x yＢ．

?x ?yＣ．

?y ?xy x（A）

Pl0Ml02?10. 在滚珠丝杠副中，公式?L??是验算满载时滚珠丝杠副的 ES2?IE A．刚度 Ｂ．强度 Ｃ．塑性变形 Ｄ．疲劳点蚀 11. 在可编程控制器的编程中，同一继电器线圈在梯形图中出现的次数最多为 （B） A．2 Ｂ．1 Ｃ．3 Ｄ．4 12. MCS—51的每个机器周期包含状态周期数为 （D） A．12 Ｂ．24 Ｃ．10 Ｄ．6 13.在滚珠丝杠副JB3162.2-91的标准中，最高的精度等级是 （A） A．1级 Ｂ．10级 Ｃ．7级 Ｄ．C级 14. 在可编程控制器梯形图的编程中，继电器线圈左侧触点的数目为 （D） A．0 Ｂ．>3 Ｃ．<2 Ｄ． ?1 15. 光栅式位移传感器的栅距W、莫尔条纹的间距B和倾斜角θ之间的关系为 （A ）

A．B?W?

Ｂ．B?W?

Ｃ．B?W?

Ｄ．B?1.5W?

16. 差动变压器式电感传感器属于 A．涡流式 Ｂ．自感型 Ｃ．互感型 17. 结构设计中力流变化急剧的地方说明其应力集中 A．平缓 Ｂ．严重 Ｃ．不存在 （C）

Ｄ．可变磁阻式 （B） Ｄ．可以消失

18. 在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的 （B） A．开环控制 Ｂ．C和D Ｃ．全闭环控制 Ｄ．半闭环控制 19. 在光栅式位移传感器中，莫尔条纹与光栅条纹的排列方向几乎成 （A） A．90° Ｂ．0° Ｃ．45° Ｄ．60° 20. 在同步齿型带传动中，节线的长度在工作过程中 （A） A．不变 Ｂ．变长 Ｃ．变短 Ｄ．几乎不变 二、填空题

1. 滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有外循环和 内循环 两种。 2. 在谐波齿轮传动中，若柔轮固定、谐波发生器主动、刚轮从动，则主、从动件转向 相同 。 3. 传感器的迟滞特性是指输入量在增加和减少的过程中，同一输入量下其输出量的差别。 4. 结构设计中的自平衡原则是指在工作状态下，辅助效应和初始效应相反 并达到平衡状态。

5. 离心式调速器是结构设计中应用 自平衡 原理的实例。 三、简答题 1、 一个较完善的机电一体化产品应该包含那几部分？

机械本体、动力与驱动部分、传感与检测部分、控制与信息处理部分、执行机构 2、 说明功能原理方案设计中应用选择表法的目的及步骤。 应用选择表法的目的是从众多的方案中挑出一种最优的方案。步骤是：首先根据产品的功能要求列出拟定的选择标准及各种方案，选择标准列的越详细判断最优方案的准确度越高；然后将各种方案按选择标准进行评价，从中挑出最优方案。 3、 PLC内部的一个8位存储器可以等效为几个输入继电器？为什么？

等效为8个。可编程控制器的继电器线圈只是存储器中的一位若该位的状态为1，则表示线

圈带电；若该位的状态为0，则表示线圈失电。故可编程控制器的线圈又称为软线圈。 4、 与直齿圆柱齿轮传动相比较，斜齿圆柱齿轮传动的优缺点是什么?

与直齿圆柱齿轮传动相比较，斜齿轮的优点是①传动平稳、噪声小。因为斜齿轮的齿廓接触线是斜线，每对齿都是逐渐进入啮合和逐渐退出啮合的。②承载能力较高，运转平稳，适用于高速转动。由于斜齿轮传动的重合度较大，并随着齿宽和螺旋角的增大而增大，故承载能力较高。③最少齿数少于直齿轮的最少齿数。但是斜齿轮传动的缺点是会产生附加的轴向力，且螺旋角越大，附加轴向力越大。 5、 何谓力平衡原理？举例说明。

力平衡原理就是通过相应的结构措施,使一些无用的力在其产生处立即被部分或全部平衡掉，以减轻或消除不良的影响。例如虽然斜齿轮传动平稳、承载能力高，但是斜齿轮传动会产生附加的轴向力。为了抵消这种附加的轴向力，在有些场合用人字齿轮代替斜齿轮传动. 四、分析、计算题

1、图示两种结构设计中哪种较好？ 说明理由。

图（b）所示的结构形式较好。根据结构设计中的力传递原则，力流转向越平缓越好。图（a）

所示的力流方向变化急剧，A处应力集中严重；而图（b）所示的结构力流方向变化较平缓，应力集中小。

2、求如图所示电路网络的传递函数（设ui为输入， uo为输出）

根据复阻抗概念及基尔霍夫电压定律得：

Ui?I?(R??R1?1) C2?SUo?I?1 C2?S R??L?S 21?C1?L?S联立解上述3个方程得：

Uo1?C1?L?S2 ?23Ui1?C2?R2?S?(C1?C2)?L?S?C1?C2?R2?L?S3、有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求步进电机脉冲电源的频率。 解：

60f （r/min）

m?k?Zn?m?k?Z100?5?2?24 所以 f???400 （Hz）

6060 因为 n?4、 画出图示机械系统的力——电压相似模拟电路

解：该机械系统的力——电压相似模拟电路

5、图示为变隙差动式自感传感器工作原理示意图，解释其工作原理。

工作原理为：衔铁处于中间位置时，L1?L2，iL1?iL2，?i?0，Uo?0；衔铁移动时，

一个线圈自感增加，另一个减小，?i?0，产生输出电压Uo；由Uo和?i的大小和方向可判断出衔铁的位移大小和方向。 五、综合应用题

1. 如图所示，用8255A作为打印机与单片机的接口芯片，假设采用查询方式进行打印驱动，补充其未连接部分，并确定8255A的工作方式控制字。

解：连线图如下图所示。其中：ALE——G连线，EA接地。

所有可能的工作方式控制字为：88H、8AH、8CH、8EH 2、下图为欲用可编程控制器控制的天塔闪光灯示意图。控制要求是： 按下启动按钮后， L2、L4、L6、L8亮，1秒后灭；接着L3、L5、L7、L9亮，1秒后灭；再接着L2、L4、L6、L8亮，1秒后灭，如此循环下去。根据上述描述写出用PLC控制的梯形图。

输入/输出点的分配

输入 输出 其它 时间继电器1（1秒） 时间继电器2（1秒） T450 T451 Y430 启动按钮 X400 L2 Y431 停止按钮 X401 L4 L6 Y432 L8 Y433 L3 Y434 L5 Y435 L7 Y436 解：PLC控制的梯形图如下图所示。 L9 Y437

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