机电一体化专业系统设计试题及答案.docx
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机电一体化专业系统设计试题及答案
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题
课程代码:
02245
本试卷满分100分,考试时间150分钟
考生答题注意事项:
1.本卷全部试卷必需在答题卡上作答。
答在试卷和初稿纸上无效。
2.第一部分为选择题。
必需对应试卷上题号使用2B铅笔将“答题卡”对应代码涂黑。
3.第二部分为非选择题。
必需注明大、小题号,使用0.5毫米黑色字迹笔作答。
4.合理安排答题空间,超出答题区域无效。
第一部分选择题
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题1分,共10分)
在每小题列出四个备选项中只有一个是符合题目要求,请将其选出并将“答题卡”对应代码涂黑。
未涂、错涂或多涂均无分。
1.利用预先决定指令控制一系列加工作业系统称为
A.自动引导车B.伺服系统
C.工业机器人D.数控系统
2.齿轮副间隙会造成齿轮传动回差,属于柔性消隙法结构是
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,经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,则工作台移动最大速度为
A.900mm/minB.1500mm/min
C.3000mm/minD.9000mm/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.在易燃易爆工业环境中不宜使用电动机是
A.直流电动机B.永磁同时电动机
C.无刷电动机D.超声波电动机
6.在PWM放大器中,能够实现开通延迟方法是
A.晶体管驱动级加延迟
B.脉宽凋制器中减小死区
C.采取熔断器保护
D.晶体管饱和导通压降检测保护
7.提升伺服系统刚度方法是
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Ke
8.在含有位置环全闭环交流伺服系统中,速度环反馈通常取自和伺服电动机同轴安
装
A.光栅尺B.磁栅尺
C.感应同时器D.光电编码器
9.适适用于自动检测、监测及控制西门子S7系列超小型PLC是
A.SIMATICS7—200PLC
B.SIMATICNET
C.SIMATICS7—300PLC
D.SIMATICS7—400PLC
10.助记符语句ANDNOT0.00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
第二部分非选择题
二、简答题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
请在答题卡上作答。
11.什么是非线性时变系统?
12.简述机械受控模块定义及功效。
13.简述液体静压支承和液体动压支承工作原理。
14.PWM控制回路是一个电压——脉冲变换装置,简称脉宽调制器,它是由哪些信号和部
件组成?
15.简述永磁式步进电动机工作原理及其特点。
16.何谓步进电动机开启频率?
影响它原因有哪些?
17.比较半闭环和全闭环系统优缺点。
18.简述数据采样插补采取时间分割法进行插补运算工作原理。
三、计算题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
请在答题卡上作答。
19.题19图所表示为某机床X向进给系统减速器总速比要求为30/7,取两级减速,试按最好速比分配条件确定各齿轮齿数。
20.题20图所表示,用每转1000条刻线增量编码器测电动机转速。
已知:
时钟脉冲为
2MHz,在10个编码器脉冲间隔时间里,计数器累计数0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运动。
(1)设步距角1.8°,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,求减速段电机运行时间。
22.伺服系统如题22图所表示。
(1)选择时间常数T值,使阻尼比ξ=0.5。
(2)计算系统伺服刚度KR。
四、简单应用题(本大题共3小题,每小题6分,共18分)
请在答题卡上作答。
23.试设计一个经典二阶高通滤波器电路原理图。
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,电枢回路总电阻
为1OOΩ时,电机转速为r/min,电枢电流为0.1A。
试求当控制电压升高为
220V,同时电枢回路总电阻增加至200Ω时,电机稳定运行时转速和电枢电流。
25.有一个4轴运动控制系统,起始坐标为(0,3,-2,4),终点坐标为(4,8,-4,-8),设各轴许可最大速度相同,各轴许可最大加速度也相同。
利用三次多项式样条函数生成点位控制指令,在确保全部各轴速度和加速度全部不超出许可值情况下,协调运动许可时间小于5,试求各轴许可最大速度和最大加速度最小值。
五、综合应用题(本大题共2小题,每小题10分,共20分)
请在答题卡上作答。
27.设计二台电动机联动PLC控制系统。
要求:
按起动按钮后,电动机M1起动,10s后电动机M2自动起动;按停止按钮后,M2停止,20s后M1再停止。
试完成设计任务:
(1)列出PLC系统资源分配表。
(2)画出梯形图程序。
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- 机电 一体化 专业 系统 设计 试题 答案