1、机电一体化系统设计自考题真题 2017年 04月及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：10.00)1.用于承载、传递力和运动的模块称为_（分数：1.00）A.机械受控模块B.驱动模块C.通信模块D.微计算机模块2.根据传动轴的不同特点，可选用不同类型的传动部件。要求传动轴交错的传动部件为_（分数：1.00）A.直齿圆柱齿轮B.斜齿圆柱齿轮C.直齿锥齿轮D.蜗轮蜗杆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 8mm，则工作台移动的最大速度为_（分数：1.00）A.3
2、m/minB.6m/minC.12m/minD.15m/min4.实际使用时，可以采用某些技术措施来改善传感器的性能。如可消除零位输出和偶次非线性项，抵消共模误差，减小非线性的测量技术被称为_（分数：1.00）A.平均技术B.差动技术C.开环技术D.闭环技术5.下列电机中，有电刷接触的是_（分数：1.00）A.直流伺服电动机B.交流伺服电动机C.直线步进电动机D.超声波电动机6.已知某反应式步进电动机的步距角 s =1.5，转子齿数 z r =40，控制绕组的相数 m=3，由此可推断其通电方式系数 c为_（分数：1.00）A.1B.2C.3D.47.某反应式步进电动机控制绕组的相数 m=3，转
3、子齿数 z r =40，采用单双拍交替通电方式，若要得到30r/min的转速，则通电脉冲的频率应为_（分数：1.00）A.60HzB.90HzC.120HzD.240Hz8.PD控制的含义是_（分数：1.00）A.比例微分控制B.比例积分控制C.微分控制D.比例控制9.PLC适用于_（分数：1.00）A.大规模数据管理B.云计算系统C.数据采集传输D.顺序控制系统10.OMRON C系列 PLC某定时器的延时变量设为#1000，则该定时器的最大延时设定为_（分数：1.00）A.1sB.10sC.100sD.1000s二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：10.00)11.柔性制造系统是指将
4、计算机 1 机床、工业机器人以及自动导引车连接起来的系统。 （分数：1.00）12.不满足线性叠加原理的系统称为 1 系统。 （分数：1.00）13.机械传动主要有齿轮、蜗杆传动，丝杠螺母传动和 1 传动三种形式。 （分数：1.00）14.机电一体化系统对传感器的性能要求包括稳定性、 1、快速性、可靠性以及经济性。 （分数：1.00）15.PWM功率放大器是指脉冲 1 调制功率放大器。 （分数：1.00）16.永磁式步进电动机由于转子为永久磁钢，所以断电有 1 转矩，消耗功率小。 （分数：1.00）17.步进电动机按照形状可分为旋转式和 1 式。 （分数：1.00）18.脉冲当量的含义是指电动
5、机每转一周，产生 1 脉冲时工作台移动的距离。 （分数：1.00）19.按照所要完成的制造任务不同，机器运动控制分为点位控制和连续 1 控制。 （分数：1.00）20.OMRON C系列 PLC中 LD表示 1 指令。 （分数：1.00）三、简答题(总题数：6，分数：30.00)21.简述刚性消除齿轮副传动间隙的常用方法。 （分数：5.00）_22.压电式传感器的工作原理是什么? （分数：5.00）_23.PWM放大器中，开通延时如何实现? （分数：5.00）_24.解释步进电动机的启动频率以及连续运行频率。 （分数：5.00）_25.机器人按照控制水平可分为三种类型，举例说明各类机器人的应用
6、领域。 （分数：5.00）_26.简述 PLC采用的顺序控制方法与继电器控制方式的不同之处。 （分数：5.00）_四、简单应用题(总题数：5，分数：30.00)27.电荷放大器是反相端输入、同相端接地、电容反馈的运算放大器。试画出压电式传感器与电荷放大器组合电路的原理图。 （分数：6.00）_某三相异步电动机的额定转速是 960r/min，电源频率为 50Hz，求：（分数：6.00）(1).电机的同步转速；（分数：2.00）_(2).电机的磁极对数；（分数：2.00）_(3).如果电机的转速降为 900r/min，则此时电机的转差率是多少?（分数：2.00）_已知步进电动机的通电方式为三相单三
7、拍方式，三相步进电动机的步距角 s =3。求：（分数：6.00）(1).电动机的转子齿数；（分数：2.00）_(2).若单拍的启动转矩为 1Nm，则最大转矩为多少?（分数：2.00）_(3).当电动机的转速 n=15r/min时，则输入脉冲电流的频率为多少?（分数：2.00）_28.在 xy平面内以恒定速度由(0，0)点运动到(30，40)点，设采样周期为 0.02s，规定完成该运动的时间为 10s。 (1)求该运动的速度； (2)推导出两点间的直线插补递推计算公式。 （分数：6.00）_29.写出(a)、(b)图示梯形图电路的布尔代数方程。 （分数：6.00）_五、综合应用题(总题数：2，分
8、数：20.00)某控制系统的结构如图所示，已知： G c (s)= ，求： （分数：10.00）(1).K p 和 ，使剪切频率 c =10rad/s时相位裕量 M 最大。（分数：5.00）_(2).最大相位裕量 M 。（分数：5.00）_试用 C20P型 PLC设计某生产线吊车系统，该系统由两台电动机 M 1 、M 2 分别拖动左、右和升、降运动；有左、右、升、降四个按钮操作；因工艺条件限制，要求左右运动时不能升降运动，升降运动时不能左右运动。要求：（分数：10.00）(1).写出 I/O分配表；（分数：5.00）_(2).编写梯形图程序。（分数：5.00）_机电一体化系统设计自考题真题 2
9、017年 04月答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：10.00)1.用于承载、传递力和运动的模块称为_（分数：1.00）A.机械受控模块 B.驱动模块C.通信模块D.微计算机模块解析：解析 在机电一体化系统中机械受控模块又称为执行模块，其主要功能是承受、传递力和运动。2.根据传动轴的不同特点，可选用不同类型的传动部件。要求传动轴交错的传动部件为_（分数：1.00）A.直齿圆柱齿轮B.斜齿圆柱齿轮C.直齿锥齿轮D.蜗轮蜗杆 解析：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
10、导程为 8mm，则工作台移动的最大速度为_（分数：1.00）A.3m/minB.6m/minC.12m/min D.15m/min解析：4.实际使用时，可以采用某些技术措施来改善传感器的性能。如可消除零位输出和偶次非线性项，抵消共模误差，减小非线性的测量技术被称为_（分数：1.00）A.平均技术B.差动技术 C.开环技术D.闭环技术解析：解析 差动技术可消除零位输出和偶次非线性项，抵消共模误差，减小非线性。5.下列电机中，有电刷接触的是_（分数：1.00）A.直流伺服电动机 B.交流伺服电动机C.直线步进电动机D.超声波电动机解析：解析 直流伺服电动机的特点是可控性好，稳定性好，响应快，有电刷
11、接触。6.已知某反应式步进电动机的步距角 s =1.5，转子齿数 z r =40，控制绕组的相数 m=3，由此可推断其通电方式系数 c为_（分数：1.00）A.1B.2 C.3D.4解析：解析 根据公式7.某反应式步进电动机控制绕组的相数 m=3，转子齿数 z r =40，采用单双拍交替通电方式，若要得到30r/min的转速，则通电脉冲的频率应为_（分数：1.00）A.60HzB.90HzC.120Hz D.240Hz解析：解析 根据公式8.PD控制的含义是_（分数：1.00）A.比例微分控制 B.比例积分控制C.微分控制D.比例控制解析：9.PLC适用于_（分数：1.00）A.大规模数据管理
12、B.云计算系统C.数据采集传输D.顺序控制系统 解析：解析 PLC 适用于顺序控制系统。10.OMRON C系列 PLC某定时器的延时变量设为#1000，则该定时器的最大延时设定为_（分数：1.00）A.1sB.10sC.100s D.1000s解析：二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：10.00)11.柔性制造系统是指将计算机 1 机床、工业机器人以及自动导引车连接起来的系统。 （分数：1.00）解析：数控12.不满足线性叠加原理的系统称为 1 系统。 （分数：1.00）解析：非线性13.机械传动主要有齿轮、蜗杆传动，丝杠螺母传动和 1 传动三种形式。 （分数：1.00）解析：谐波14
13、.机电一体化系统对传感器的性能要求包括稳定性、 1、快速性、可靠性以及经济性。 （分数：1.00）解析：准确性15.PWM功率放大器是指脉冲 1 调制功率放大器。 （分数：1.00）解析：宽度16.永磁式步进电动机由于转子为永久磁钢，所以断电有 1 转矩，消耗功率小。 （分数：1.00）解析：定位17.步进电动机按照形状可分为旋转式和 1 式。 （分数：1.00）解析：直线18.脉冲当量的含义是指电动机每转一周，产生 1 脉冲时工作台移动的距离。 （分数：1.00）解析：单位19.按照所要完成的制造任务不同，机器运动控制分为点位控制和连续 1 控制。 （分数：1.00）解析：路径20.OMRO
14、N C系列 PLC中 LD表示 1 指令。 （分数：1.00）解析：载入三、简答题(总题数：6，分数：30.00)21.简述刚性消除齿轮副传动间隙的常用方法。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：刚性消除齿轮副传动间隙的方法包括： (1)调整中心距法。 (2)选择装配法。 (3)带锥度齿轮法。 (4)以及斜齿轮法。22.压电式传感器的工作原理是什么? （分数：5.00）_正确答案：()解析：压电式传感器的工作原理是以压电元件的压电效应为基础的。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比，电荷的极性取决于变形的形式。23.PWM放大器中，开通延时如何实现? （分数：5.00）_正确答案：()解
15、析：开通延时可通过在晶体管驱动级加延迟或在脉宽调制器中加死区的办法实现。24.解释步进电动机的启动频率以及连续运行频率。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：在负载转矩小于启动转矩的条件下，步进电动机不失步启动的最高脉冲频率称为启动频率。启动后，步进电动机不失步运行的最高输入脉冲频率称为连续运行频率。25.机器人按照控制水平可分为三种类型，举例说明各类机器人的应用领域。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：(1)点位机器人通常用于物料搬运作业。 (2)连续路径控制机器人一般用于喷漆和弧焊。 (3)控制路径机器人一般用干通用工业机器人。26.简述 PLC采用的顺序控制方法与继电器控制方式
16、的不同之处。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：采用 PLC的顺序控制通常是扫描工作制，即：检测输入变量，求解当前的控制逻辑以及修正输出指令，都是按照定义和设计，连续和重复进行的。四、简单应用题(总题数：5，分数：30.00)27.电荷放大器是反相端输入、同相端接地、电容反馈的运算放大器。试画出压电式传感器与电荷放大器组合电路的原理图。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：某三相异步电动机的额定转速是 960r/min，电源频率为 50Hz，求：（分数：6.00）(1).电机的同步转速；（分数：2.00）_正确答案：()解析：n 0 =1000r/min(2).电机的磁极对数；（分数
17、：2.00）_正确答案：()解析：根据(3).如果电机的转速降为 900r/min，则此时电机的转差率是多少?（分数：2.00）_正确答案：()解析：电机的转差率已知步进电动机的通电方式为三相单三拍方式，三相步进电动机的步距角 s =3。求：（分数：6.00）(1).电动机的转子齿数；（分数：2.00）_正确答案：()解析：(2).若单拍的启动转矩为 1Nm，则最大转矩为多少?（分数：2.00）_正确答案：()解析：(3).当电动机的转速 n=15r/min时，则输入脉冲电流的频率为多少?（分数：2.00）_正确答案：()解析：28.在 xy平面内以恒定速度由(0，0)点运动到(30，40)点
18、，设采样周期为 0.02s，规定完成该运动的时间为 10s。 (1)求该运动的速度； (2)推导出两点间的直线插补递推计算公式。 （分数：6.00）_正确答案：()解析： 29.写出(a)、(b)图示梯形图电路的布尔代数方程。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：五、综合应用题(总题数：2，分数：20.00)某控制系统的结构如图所示，已知： G c (s)= ，求： （分数：10.00）(1).K p 和 ，使剪切频率 c =10rad/s时相位裕量 M 最大。（分数：5.00）_正确答案：()解析：系统开环传递函数 剪切频率 (2).最大相位裕量 M 。（分数：5.00）_正确答案：()解析：最大相位裕量 试用 C20P型 PLC设计某生产线吊车系统，该系统由两台电动机 M 1 、M 2 分别拖动左、右和升、降运动；有左、右、升、降四个按钮操作；因工艺条件限制，要求左右运动时不能升降运动，升降运动时不能左右运动。要求：（分数：10.00）(1).写出 I/O分配表；（分数：5.00）_正确答案：()解析：I/O 分配表： 左行按钮：0000 右行按钮：0001 上升按钮：0002 下降按钮：0003 左行接触器：0500 右行接触器：0501(2).编写梯形图程序。（分数：5.00）_正确答案：()解析：梯形图：
