一体化试卷 (二)

一、名词解释 (每小题2分，共10分)

1、线性度：即传感器的输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度，又称为非线性误差。

2、伺服控制系统：是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。

3、三相六拍通电方：如果步进电动机通电循环的各拍中交替出现单、双相通电状态，这种通电方式称为单双相轮流通电方式。如A→ AB→ B→ BC→C → CA→…

4、传感器：是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量 的测量装置。

5、系统精度：指输出量复现输入信号要求的精确程度。 二、填空题 （每小题2分，共20分)

1、计算机在控制中的应用方式主要有操作指导控制系统、分级计算机控制系统、监督计算机控制系统（SCC）、直接数字控制系统。

2. 滚珠丝杆螺母副结构有两类：外循环插管式、内循环反向器式。 3、应用于工业控制的计算机主要有单片机、PLC、总线工控机等类型。

4. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括性能指标、系统功能、使用条件、经济效益。

5、可编程控制器主要由CPU、存储器、接口模块等其它辅助模块组成。

6. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用PLC。 7、常用的总线工控制机有STD总线工业控制机、PC总`控`机和CAN总线工业控制机等。 8、隔离放大器中采用的耦合方式主要有两种：变压器隔离、光电隔离。

9. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是20mm。

10. 采样/保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器”。 三、选择题 （每小题2分，共10分）

1.一个典型的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素（机械本体、动力与驱动部分、执行机构、控制及信息处理部分）

2、机电一体化系统（产品）开发的类型（开发性设计、适应性设计、变参数设计）

3、机电一体化系统（产品）设计方案的常用方法（取代法、整体设计法、组合法、其它）。 4、机电一体化的高性能化一般包含（高速化、高精度、高效率、高可靠性）

5、抑制干扰的措施很多，主要包括（屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理）等方法 四、判断题 （每小题2分，共10分)

1、变流器中开关器件的开关特性决定了控制电路的功率、响应速度、频带宽度、可靠性和等指标。（√）

2、伺服控制系统的比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号。（ √ ）

3、感应同步器是一种应用电磁感应原理制造的高精度检测元件，有直线和圆盘式两种，分别用作检测直线位移和转角。（ √）

4、数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型和圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。（ √ ）

5、FMC控制系统一般分二级，分别是单元控制级和设备控制级。（√ ） 五、问答题 （每小题10分，共30分)

1、计算机控制系统中，如何用软件进行干扰的防护。

软件滤波用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除干扰信号的方法，称为软件滤波。 软件“看门狗”（WATCHDOG）就是用硬件（或软件）的办法要求使用监控定时器定时检查某段程序或接口，当超过一定时间系统没有检查这段程序或接口时，可以认定系统运行出错（干扰发生），可通过软件进行系统复位或按事先预定方式运行 。 2、滚珠丝杠副的轴向间隙对系统有何影响？如何处理？

如果滚珠螺旋副中有轴向间隙或在载荷作用下滚珠与滚道接触处有弹性变形，则当螺杆反向转动时，将产生空回误差。为了消除空回误差，在螺杆上装配两个螺母1和2，调整两个螺母的轴向位置，使两个螺母中的滚珠在承受载荷之前就以一定的压力分别压向螺杆螺纹滚道相反的侧面，使其产生一定的变形，从而消除了轴向间隙，也提高了轴向刚度。常用的调整预紧方法有下列三种：垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式。

3、机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电藕合器，光电藕合器的作用有哪些？ ①能保护系统元件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。 ②泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须提供偏流返回通路；

③共模抑制比高，能对直流和低频信号(电压或电流)进行准确、安全的测量。

④利用光电耦合方式实现载波调制，可获得10kHz带宽，但其隔离性能不如变压器耦合。 六、综合应用题 (每小题10分，共20分)

1.编写程序：单片机读P1.0的状态,把这个状态传到P1.7指示灯去，当P1.0为高电平时指示灯亮,低电平时指示灯不亮,采用中断完成这一输入输出过程，每中断一次完成一个读写过程。

2. 光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？

解：光栅此时的位移：细分前4mm、细分后 1mm

测量分辨率：细分前0.01 mm/线、细分后:0.025