机电一体化系统设计年月自考真题与答案.pdfVIP

2013 年4 月高等教育自学考试全国统一命题考试 机电一体化系统设计 试卷 （课程代码 02245 ） 页数：4 页，5 大题，27 小题，满分100 分；考试时间150 分钟。 一、 单项选择题（本大题共10 小题，每小题1 分，共10 分） 1. 用预先决定的指令控制一系列加工作业的系统称为 A ．自动引导车 B.伺服系统 C.工业机器人 D.数控系统 2.齿轮副的间隙会造成齿轮传动的回差，属于柔性消隙法的结构是 A.压簧消隙结构 B.选择装配法 C.带锥度齿轮法 D.调整中心距法 3.某伺服电动机最高转速为 1500r/min，通过联轴器直接带动滚珠丝杠旋转，且丝杠螺母带 动工作台移动，若丝杠导程为6mm，则工作台移动的最大速度为 A.900 mm/min B.1500 mm/min C.3000 mm/min D.9000 mm/min 4. 当金属或半导体薄片置于磁场中，有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电 动势。这种物理现象称为 A.压阻效应 B.压电效应 C. 电阻效应 D.霍尔效应 5.在易燃易爆的工业环境中不宜使用的电动机是 A.直流电动机 B.永磁同步电动机 C.步进电动机 D.超声波电动机 6.在PWM 放大器中，能够实现开通延迟的方法是 A. 晶体管驱动级加延迟 B.脉宽调制器中减小死区电压 C.采用熔断器保护 D.晶体管饱和导 通降档 7.提高伺服系统刚度的方法是 A.增大电枢回路电阻Ra B.增大系统增益Kv C.减小系统增益Kv D.减小电机反电势系数 8.在具有位置环的全闭环交流伺服系统中，速度环的反馈通常取自与伺服系统安装的 A.光栅尺 B.磁栅尺 C.感应同步器 D.光电编码器 9.适用于自动检测、监测及控制的西门子S7 系列超小型的PLC 是 A ．SIMATIC S7-200PLC B ．SIMATIC NET C ．SIMATIC S7-300PLC D．SIMATIC S7-400PLC 10.助记符语句AND NOT0.00 的含义是 A.载入一个动合触点0.00 B.并联一个动合触点0.00 C. 串联一个动断触点0.00 D. 串联一 个动合触点0.00 二、简答题 （本大题共8 小题，每小题4 分，共32 分） 11、什么是非线性时变系统？ 12、简述机械受控模块的定义及功能。 13、简述液体静压支承与液体动压支承的工作原理。 14.PWM 的控制回路是一个电压—脉冲变换装置，简称脉宽调制器，它是有哪些部件组成 的？ 15.简述永磁式步进电动机的工作原理及其特点。 16.何谓步进电动机的起动频率？影响它的因素有哪些？ 17.比较半闭环和全闭环系统的优缺点。 18.简述数据采样插补采用时间分割法进行插补运算的工作原理。 三、计算题（本大题共4 小题，每小题5 分，共20 分） 19.题19 图所示为某机床X 向进给系统减速器的总速比要求为30/7，取两极减速，试按最佳 速比分配条件确定各齿轮的齿数。 20.题20 图所示，用每转1000 条刻线的增量编码器测电动机转速。 已知：时钟脉冲为2MHZ，在10 个编码器脉冲间隔的时间里，计数器共计数20000 个时钟 脉冲，试用测量码盘脉冲周期法求电动机转速。 21.用步进电动机控制工作台的运动。 （1）设步距角1.8º、滚珠丝杠导程4mm，进给脉冲频率2KHz，求进给速度v(m/min)。 （2）若在工作台抵达目标（停止）点前0.4mm 将速度减半，求减速段电机运行的时间。 22.伺服系统如题22 图所示。 （1）选择时间常数T 的值，使阻尼比ξ=0.5 。 （2）计算系统的伺服刚度KR。 四、简单应用题（本大题共3 小题，每小题6 分，共18 分） 23.试设计一个典型二阶高通滤波器的电路原理图。 24.一台直流伺服电动机在额定负载转矩下运行。当控制电压为210V，电枢回路的总电阻为 100Ω时，电机的转速为2000r/min，电枢电流为0.1A。试求当控制电压升高为220V，同时 电枢回路的总电阻增加至200Ω时，电机稳定运行时的转速和电枢电流。 25.有一个4 轴的运动控制系统，起始坐标为（0，3，-2，4），终点坐标为（4，8，-4，-8）， 设各轴容许的最大速度相同，各轴容许的最大加速度也相同。利用三次多项式样条函数生 成点位控制指令，在保证所有各