2002-2011年机电一体化系统设计自考历年真题及答案资料.doc

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第1页第2页第3页2007年4月自考全国机电一体化系统设计试题课程代码：

2245第4页一、单项选择题（本大题共14小题，每小题1分，共14分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1受控变量是机械运动，如位置、速度及加速度的一种反馈控制系统称为【】A数控机床B伺服系统C自动导引车D顺序控制系统2若两平面之问的油液成楔形，二者相对运动时将产生压力，从而可以承载。

利用这一原理设计出各种形式的滑动摩擦支承轴系为【】A液体静压支承B气体静压支承C气体动压支承D液体动压支承3对于减速传动系统，若最后一级的间隙对系统精度影响最大，则传动比【】A小于1B等于lC大于1D小于等于14某光栅条纹密度为每lmm刻100条，光栅条纹的夹角为0.005弧度，则莫尔条纹的宽度W为【】A0.1mmB1mmC2mmD5mm5某传感器是一种输出电压随转子转角变化的角位移测量装置，且仅能用来测量角位移。

该传感器为【】A旋转变压器B感应同步器C光栅D磁栅第5页二、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分共15分）15.线性系统、定常系统16.齿轮系传动的最佳速比第6页17.直流伺服电动机的机械特性18.直流电动机线性驱动电路19.反应式步进动机三、问答题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）20.简述典型机电一体化系统中的微处理机模块21.题21图为步进电动机单极性驱动电路。

试简述图中VT、R、VD、和Rf的作用22.在机电一体化系统设计中，“路径”和“轨迹”这两个概念之间有什么区别？

23.简述时间/事件驱动顺序控制系统的类型。

四、计算题（本大题共3小题，每小题5分，共15分）第7页第8页第9页2007年4月自考机电一体化系统设计参考答案第10页第11页第12页第13页第14页2006年4月自学考试全国机电一体化考试试卷（课程代码2245）本试本试卷共卷共1111页，满分页，满分100100分，考试时间分，考试时间150150分钟。

分钟。

总分总分题号题号一一二二三三四四五五核分人核分人题分题分14141010161620201616复查人复查人得分得分一、单项选择题（本大题共14小题，每小题1分，共14分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1有伺服放打器、执行机构、传动装置等组成的模块称【】A机械结构模块B测量模块C驱动模块D接口模块2使滚珠丝杠具有最大刚度的支承方式是【】A双推双推B双推简支C单推单推D双推自由3机械传动装置在机电一体化系统中是必不可少的，因为在电动机和负载之间经常需要【】A匹配转矩和转速B增加传动功率C缩小传动功率D维持转速恒定4用户可通过哪种方法来调节仪表放大器之增益？

【】A内部电阻B外部电阻C输入电压D输出电压5于旋转变压器输出电压大小有关的因素是【】A转子位置B转子材料C转子直径D转子长度得分评卷人复查人第15页6为提高感应同步器鉴相法工作方式的灵敏度，需要使节距W的尺寸【】A增大B保持不变C减小D取任意值7交流感应电动机，对应S=mS时的转矩称【】A堵转转矩B负载转矩C额定转矩D最大转矩8直流电动机中，称【】A电动机电磁时间常数B电动机机电时间常数C机械系统时间常数D电动机反电势系数9某三相步进电动机，转子40个齿，欲使其步距1.5，应采用的通电方式为【】A单拍制B双拍制C单双拍制D细分电路10若考虑对系统响应速度的影响，采样数据系统中的采样周期应选为系统最小时间常数的【】A（O.11）倍B2倍C5倍D10倍11在串联校正的比例积分微分（PID）控制器中，I的作用是【】A改善稳定性B加快系统响应速度C提高无静差度D增大相位裕量12一般机器都是多轴的。

为完成协调运动，所有运动轴都必须【】A同时启动B同时停止C分时启动，分时停止D同时启动，同时停止13图示利用继电器触点实现的逻辑函数为【】A）（）（ABCBCA+第16页B）（）（ABCBCA+C）（）（ABCBCA+D）（ABCBCA+14梯形图中二网络并联，采用的助记符指令为【】AORBANDCORSTRDANDSTR二、名词解释题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）15计算机集成制造系统16支承件的静刚度17测量中的量程18直流伺服电动机的调节特性得分评卷人复查人第17页三、问答题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）20机电一体化设计中，“替代机械系统”的设计思想是什么?

21简述步进电动机单极性驱动电路的组成及工作原理。

得分评卷人复查人第18页22如何消除因截断误差造成的积累误差?

23简述描写时间驱动顺序过程经常采用的方法。

四、计算题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）24若根据滚珠丝杠副的结构参数查表得系数stb3,试计算当外部轴向力aspF20000N，轴向预载荷力为3000N时，该滚珠丝杠副的传动刚度是多少?

得分评卷人复查人第19页25采用2000条刻线的增量编码器测电动机转速的方法如图所示。

已知时钟脉冲为8MHz,在lO个编码器脉冲问隔的时间里计数器共计200000个时钟脉冲，试求电动机转速n。

26.直流电动机T型双极开关放大器电路如题26（a）图

（1）若其基极信号bu的波形如题26（b）图所，试在该图中画出对应的电枢电压ABu和电枢电流ABi的稳态波形。

第20页

（2）若要求ABu、ABi的均值都为零，试在题26（c）图中画出bu的波形。

27三相变磁阻式步进电动机，转子40个齿。

要求：

（1）计算双拍制的步距角。

（2）若单拍制的最大转距为2Nm，计算单双拍制时的启动转矩。

第21页五、简单应用题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）28题28图“四倍频细分和辨向电路”，图中1DN、2DN为反向器。

1AT4AT为单稳触发器。

试分析：

（1）正向运动时，与或门1D、2D的输出脉冲。

（2）反向运动时，与或门1D、2D的输出脉冲。

29某直流电机电枢电阻50，做电动机使用时电枢加110V电压，空载电枢电流O.1A，空载转速3000rmin。

（励磁保持额定状态）

（1）电机空载损耗功率为多少?

（2）电机的反电动势系数为多少?

（3）若电机做发电机用，转速保持2000rrain，外接300负载电阻，则其电枢电流为多少?

得分评卷人复查人第22页30已知系统结构图如题30图所示。

（1）若1K=25，fK=0，求阶跃响应的最大超调量（定义：

=21e100%）和调节时间st（取=005）

（2）当1K=25，欲使系统为最佳阻尼，确定fK的值。

31xy平面内由（1，1）点以v=2的恒速运动到（9，1）点，设采样周期为0.01s，试求出两点直线插补的递推计算式。

得分评卷人复查人第23页六、综合应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）33PLC控制系统的梯形图如题33图所示。

（1）写出助记符指令程序；

（2）列出Y1、Y2、Y4输出变量的布尔代数方程。

第24页第25页2006年年4月机电一体化系统设计参考答案月机电一体化系统设计参考答案第26页第27页第28页第29页第30页第31页第32页第33页第34页第35页第36页第37页第38页第39页第40页第41页第42页第43页第44页第45页2004年年4月自考全国机电一体化系统设计试卷月自考全国机电一体化系统设计试卷（课程代码2245）一、单项选择题一、单项选择题（本大题共本大题共14小题，每小题小题，每小题1分，共分，共14分分）在每在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内，错选、多选或未选均小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内，错选、多选或未选均无分。

无分。

1由计算机网络将计算机辅助设计、计算机辅助规划、计算机辅助制造联接成的系统称A顺序控制系统B自动导引车系统C柔性制造系统D计算机集成制造系统【】2易产生低速爬行现象的导轨是A滚柱导轨B静压导轨C滑动导轨D气浮导轨【】3谐波齿轮演变自A直齿锥齿轮传动B斜齿锥齿轮传动C蜗杆副传动D行星齿轮传动【】4机床的调速方法很多，其中最有利于实现自动化，并可简化机械结构的方法是A机械方法B液压方法C电气方法D气动方法【】5码盘式转速传感器采用增量式编码器直接连接到转轴上，产生一系列脉冲，从而得到A电压信号B数字式电流信号C电流信号D数字式速度信号【】6若要使长光栅能测出比栅距还小的位移量，则应利用A莫尔条纹的作用B细分技术C数显表D计算机数字处理【】7交流感应电动机，对应s=1的转矩称A堵转转矩B最大转矩C额定转矩D负载转矩【】8直流电动机系统中，BJ称A电动机电磁时问常数B电动机机电时间常数C机械系统时间常数D电动机反电势系数【】9某步进电动机，三相，转子40个齿，欲使其步距0.5，应采用的通电方式为第46页A单拍制B双拍制C单双拍制D细分电路【】10若考虑系统抑制干扰的能力，选择采样周期的一条法则是：

采样速率应选为闭环系统通频带的A5倍B8倍C10倍D10倍以上【】11在数控系统中，软伺服系统的系统增益Ka为A（25）1sB（850）1sC（50100）1sD（120150）1s【】12考虑多轴系统的运动，若每一根轴都按最快速度运动，其结果必是各轴有先后地到达各自的终点坐标，所形成的轨迹是一条A直线B曲线C圆弧D折线【】14梯形图中两触点并联，采用的助记符指令为AORBANDCORSTRDANDSTR【】二、名词解释题二、名词解释题（本大题共本大题共5小题，每小题小题，每小题2分，共分，共10分分）15柔性制造系统16开式导轨17闭环技术18直流伺服电动机的机械特性第47页19采样数据系统三、简答题三、简答题（本大题共本大题共4小题，每小题小题，每小题4分，共分，共16分分）20机电一体化设计中，增强机械系统的思想是什么?

21简述步进电动机双极性驱动电路的组成及原理。

22根据数控机床加工作业任务不同，其运动控制分为哪几种类型?

并说明其功能。

23描写事件驱动过程常用什么方法?

四、计算题四、计算题（本大题共本大题共4小题，每小题小题，每小题5分，分，共共20分分）第48页24若根据滚珠丝杠副的结构参数，查表得系数3=stb，试计算当外部轴向力NFasp15000=，轴向预载荷力为5000N时，该滚珠丝杠副的传动刚度是多少。

25若某一光栅的条纹密度为100条mm，现利用光栅莫尔条纹的放大作用，把莫尔条纹的宽度调成10mm，求光栅条纹间的夹角。

26某三相感应电动机空载转速1485rmin，电源频率50Hz，额定转差率0.04。

该电机为几极，额定转速为多少?

额定运行状态下，定子、转子绕组电势频率各为多少?

电机空载时转子绕组电势频率较额定状态时变化如何?

27三相变磁阻式步进电动机，转子60个齿