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机电一体化技术试题三及答案

一、 选择题：（24分，2分/题）

1．用光栅传感器测试位移，下面哪个适合使用超声波传感器？（ ）Ａ 10 μm Ｂ 1 mm Ｃ 1 cm Ｄ 1 km

２．有一旋转型电位器传感器，总角度为360°，阻值为10 k?。设电刷与固定端角度为72°，则电刷与此固定端的阻值为（ ）

Ａ 2 k? Ｂ 5 k? Ｃ 7 k? Ｄ 10 k?

３．已知某光栅的栅距 ??0.001mm，指示光栅相对于主光栅的倾斜角度

??0.01rad，则莫尔条纹间距B为（ ）

Ａ １ｍｍ Ｂ １０ｍｍ Ｃ 0.1ｍｍ Ｄ 0.01ｍｍ４．直流测速发电机输出的是与转速( )

A成正比的交流电压 B成反比的交流电压 C成正比的直流电压 D成反比的直流电压

５．设某一超声波的速度??350m/s，在某一点发射该超声波，其从发射到返回

共用的时间为2s，则被测物到测量点的距离为（ ）

A 150m B 700m C 1500m D 350m

已知光电式转速传感器输出脉冲的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，则被测轴的转速为（ ）

A 300r/min B 120r/min C 720r/min D 360r/min

将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（ ）

A 抑制共模噪声 B 抑制差模噪声 C 克服串扰D 消除电火花干扰

若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（ ）

A 4.61mV B 4.42mV C 4.88mV D 4.90mV

某2极交流三相异步感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为( )

A

1450r/min

B

1470r/min

C

735r/min

D

2940r/min

当直流伺服电动机电磁转矩恒定时，电动机转速随控制电压变化的关系曲线称为( )

A直流伺服电动机机械特性 B动态特性

C失灵区 D直流伺服电动机调节特性

一个三相步进电动机转子有个4齿，以双三拍方式工作，则其步距角为（ ）

A 60° B 30° C 15° D 75°

一般来说，引入微分负反馈将使系统动态性能指标中的最大超调量（ ）

A增加 B减小 C不变 D不定二．填空题（16分，2分/空）1．滚珠丝杠螺母机构中滚珠的循环方式有外循环和（ ）两种。

在光机电一体化系统中，闭环伺服系统通常是位置环、（ ）和电流环三个环节的联合反馈系统。

步进电动机的驱动电路由（ ）和（ ）等组成的。

目前，常见的数字伺服系统分为（ ）系统和数值输入的软件伺服系统两类。

数字滤波就是使用（ ）的方法对系统所采集的数据进行一定的处理，

以提高信号的可用性和滤除干扰。

就常用的旋转式步进电动机的转子结构来说，分为永磁式、（ ）和（ ）。

自动控制系统可分为（ ）系统和（ ）系统两类。

8．8031单片机有（ ）个I/O端口，共有（ ）根口线。

三、简答题（40分）

简述PWM直流调速驱动系统原理。（15分）

概述伺服系统的设计步骤。（5分）

简述PID（比例、积分和微分）中各部分对系统性能的影响。（15分）

为什么采用光机电一体化技术可提高系统的精度？（5分）

四、综合题（20分）

下图为某全自动洗衣机单片机系统控制电路原理图，试求：（20分）

过零检测电路原理及其作用。

指出如图题4-1所示的输入信号和输出信号，并说明每个信号的类型。

该控制电路中单片机是几位单片机？显示电路是采用了静态显示还是动态显示？

图题4-1中电动机是如何进行调速的？如何进行换向的？

图题4-1

试题三答案

一、选择题

D、A、C、C、D、B、D、C、D、D、C、B

二、填空题

内循环

速度环

环形分配器 功率放大器

脉冲列输入的硬件伺服

软件

反应式 混合式

调节 伺服

8.4 32

三、简答题

答：任何脉冲当量相同的不同波形加在惯性环节上时其作用都是相同的。

PWM直流调速驱动系统采用了调整电流波形

的宽度，而幅值不变，从而达到调整电压的目的，实现了直流电动机的调速。当在晶体管T

的基极上加入脉冲时，电动机上的脉冲如图题 3-1所示。此时的输出电压为图题3-1

U=Udt1/t2=aUd

其中a大于0而小于1，通过调整t1，可以得到不同的输出电压。

答：伺服系统的设计一般来说有以下几个步骤，但是根据具体情况有所改变。

明确控