02245机电一体化系统设计4月试题及答案Word格式.docx
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02245机电一体化系统设计4月试题及答案Word格式.docx
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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.无刷电动机D.超声波电动机
6•在PWM放大器中,能够实现开通延迟的方法是
A.晶体管驱动级加延迟
B.脉宽凋制器中减小死区
C.采用熔断器保护
D.晶体管饱和导通压降检测保护
7.提高伺服系统刚度的方法是
A.增大电枢回路电阻R
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电动机同轴安装的
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.SIMATICS7—200PLC
B.SIMATICNET
C.SIMATICS7—300PLC
D.SIMATICS7—400PLC
10.助记符语句ANDNOT0.00的含义是
A.
B.
载入一个动合触点
0.00
0.
00
并联
丨动合触点
C.
串联一
个动断触点
D.
个动合触点
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勺控制回路是一个电压一一脉冲变换装置,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.何谓步进电动机的启动频率?
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)请在答题卡上作答。
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,取两级减速,试按最佳速比分配条件确定各齿轮的齿数。
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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1.8°
,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0.4mml各速度减半,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E=0.5。
(2)
四、
计算系统的伺服刚度矗。
简单应用题
请在答题卡上作答。
23.
24.
试设计一个典型二阶高通滤波器的电路原理图。
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1OG^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200Q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,在保证所有各轴的速度和加速度都不超过容许值的情况下,协调运
动的容许时间小于5,试求各轴容许的最大速度和最大加速度的最小值。
五、综合应用题(本大题共2小题,每小题10分,共20分)
尬某腔制系统的结构如题邸圈所示’已知:
如—二—一一心—川血
訐⑴列灿亦1)
萤求系统的嚴大相位裕址?
?
^0%
求:
(I)匚的值:
(》此时的剪洙频串(3)单-位抑速度输人下的稳态盪盖匕®
27.设计二台电动机联动的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:
⑴列出PLC系统资源分配表。
(2)画出梯形图程序。
绝密★启用前
教育自学考试全国统一命题考试
机电亠体化系统设计试题答案及评分参考
JT
迤;
'
(课程代码02245)
5.A
10.C
一少项选择题(本大题共io小题,毎小题1分・共10分)
2.A3.D4.D'
6A*7.B&
D9.A
二、简答觀(衣大題共8小应,毎小题4分,共32分〉
II系统的输入和输岀不满足线性独加更理的条统为非线性系统(2分),数学模型中的
系数为与时间有关的变量的系统为时变系统(2分)。
12代去系统的机械纟占构.又称执行枝块。
其主耍功能是祇我、传递力和运动(2分)a
机械受控模块的諭入由朝动摸块和环境参数定义的条件一起提供。
输出由测虽按块接收.并转换为相对应的範号(2分)。
13.
(1)液体动压支承2^原理是斜板承拔机理:
若两平面之间的祸液成模形.二占相对运动时袴枠压力,从而可以承线。
(2分)
(2)液体俗広发承的工作原理足^在油压的作用下,轴套內孔空上的油腔与运动表
形成油膜。
当轴的虫里忽略不计时■汕廡四川厚度和同.油腔没冇压力
生压力左.将雅托起,使之回到平瓮位55」(2分)
差存在。
当轴在径向轶荷作用下.轴心下移.上油脆厚度大于下浊膜.
14.它是山电圧比较益(I分)、询制信号(1分)、控制电乐倍号(I分〉、偏竝电压组
成(1分
15.永磁式步进电动机的定子极上有两相或多相控制绕纽.转子为一对或多对极的星形
永久磁钢。
转了的极故应与定子毎相的极敷相同°
(2分)
启动和运行荻冷较低机电卞
§
消耗功华絞小■但其步更角较大(一瑕为7・5。
~18「).
1E.负脉冲供电。
觥设计试題答玄及泮分⑥考第I页(共5页)
其持点为:
㈱过时冇定付
N=N|xN严心乎=¥
(I分)
18.将给定伦廉曲线分剖为每一个插补周朋的进给段,即伦腐少长,密一个扬补罔期.
执行一次插补运算,计算岀下一个插补点坐标,从而计算岀下一周期各个坐标的进
给協进而得岀下一步点的拾令位置(2分)。
计第机定时地对实际位置进行采样.
而参老指令位盘与采样的实际位登进行比较,御岀位區谋差,进而通过插补周期内
(3)解得:
N3024
=Q——X
N、745
滅速器齿轮的齿数分别迭为:
2,=24Z2=45Z严21Z厂48
心QI设计试题答案及评分'
页(共5页)
20.
)
进给速度u==2000x0.02=40mm/s=2.4m/min(3分)
y4()
(2)速度减半V,=-=—=20^/5-
工作台位移_*沖“.4呦
膚以心=苗=»
3分)
机电一体・
设计试慝答案及评分参号第3贞(共5页)
注:
(1)H出运算放大器(2分)
(2)画出二阶高通谑波(2分)
(3)画出其它部分(2分)
25.
变化前:
Ea=C,O”=纟皆=210-0」xl00=200r(2分)由于负载转矩不变,电流仍为0.1Ao(2分)变化后:
E:
=C梓t/'
-/:
/r=220-0.1x200=200/因此,变化厦伪2000r/mino(2分)所以,电趴匍总运行时的转速为2000r/min,电枢电流为0.1Ao各轴瞬廟距离为:
^|=|4-0|=4;
|A<
2|=j8-3|=5;
卜卜4-(-2看2;
卜二卜卜8-4卜12;
由于各坐标•容许的迥邙相同.因此协调运动容许时间按距标轴设计.即
2x%*
max
所以怙=3.6(2分)
因此各紬容许的最
机电型
an«
所以%/2.88(2分)
小值为3.6.各牲容许的最大加速度的按小值为2.84
计试題答眾及评分参考第4页(共5贞)
每小砸10分,共20分)
五.综合应用腔(本大題共
26.
(1)开环传递函数-
(沪•吋3+3岛=储需
⑵剪切頻率%点二息肃2.33("
)(3分)
(3)由2。
哄)|=1得,TdKp=a)ct/.^=^||=2.53(2分)
签27
(2)图
机电一的統浇设计试老渔案及讦分参考荣5页(共5页)
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