机电一体化样卷.docx

精品文档 精品文档 肁 莈蒂PAGE PAGE3 精品文档 PAGE 机电一体化系统设计 一、填空题（共21分） 1、机电一体化产品中，接口部件的基本功有： 变换、放大和传递三种类型。 2.机电一体化相关技术包含六个方面，它们分别为： _机械技术 、传感检测技术、信息处 理技术、自动控制技术、伺服驱动技术 和系统总体技术。 3、机电系统中，常见的控制电机有 步进电机 、直流伺服电动机 和交流伺服电动机 三种。 4、A/D转换器作用是将模拟信号转换为数字信号 、采样保持器的作用是 保证信号在 A/D转 换期间保持不变。 5、在负载的等效换算中，求等效转动惯量时用 等效能量法，而求等效负载转矩是用 等效功 率法。 6、滚珠丝杆是由滚珠、丝杆和螺母三部分组成，它的主要参数有 公称直径和基本导程。 二、简答题（每小题6分，共24分） 1、简述机电一体化的涵义。 答：在微电子技术向工业渗透的基础上， 综合应用机械、电子、信息、自动控制等群体技术， 从系统的观点出发，根据系统的功能目标和优化组织结构目标， 以智能、动力等要素为基础， 对各组成要素及其间信息、能量交互机理进行研究，并在有序信息流的控制下，形成物质、 能量的有规则运动，实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。 2、何谓采样？怎样才能保证采样后的信号不丢失原信号中所包含的信息？ 答：所谓采样：将模拟信号变成离散信号的过程。 采样过程中，只有满足采样定理（或者采样频率必须为信号最高频率的两倍） 的采样过程才 能保证在采样过程中不丢失原信号中所包含的信息。 3、PID控制器中的P、I、D各指什么？它们对控制系统分别有什么作用？ 答：P比例环节；I积分环节；D 微分环节 对控制系统动态特性的影响： 4、简述机电一体化系统设计的步骤。 答：分为 6 个步骤： （1）根据目的功能确定产品的规格和性能指标； （2）划分 功能部件和要素； （3）进行接口设计； （4）整体评价； （5）可靠性复查； （6） 试制和调试 三、综合分析题（共 55分） 试举出一个典型机电一体化产品的例子，并指出该系统由哪几个部分构成，它们各起什么作用。（12%） （关键点：分清机电产品的各组成部分，即机械本体、执行器、控制与信息处理系统、检测反馈装置，并写出它们的名称和功能） 答：可举出有关的机电一体化产品的例子（自动吸尘器、洗衣机等） 机械本体（吸尘器机体）：指机架、机械传动、执行机构；支撑系统和执行动作；执行器（电机）：将电能转化为机械能； 控制与信息处理系统（吸尘器的控制器）：完成信息转换、传输、处理、运算等功能；检测反馈装置（接触传感器等）：负责检测系统工作情况，供系统处理。 2．某一质量、弹簧、阻尼系统其物理模型如右图所示 （k为弹簧系数，c 为阻尼系数， 质量，不计摩擦）（13%）  m为 当输入为x(t)，输出为x(t)时，请列出系统的微分方程并求传递函数。 试讨论若要使系统稳定，则K、m、c之间应满足什么关系？ 3．试设计一恒温箱控制系统。系统要求： （1）采用89c51 为控制微机；（2） 用电炉丝进行加热，功率可以由微机调节；（3）为使箱内温度均匀，采用风扇强制循环，风扇启停也由CPU控制；（4）通过温度传感器（热敏电阻，输出 与温度成线性关系的模拟信号）和ADC0809采集箱内的温度；（5）采用扬声器进行超温报警。（30%） 本题要求完成：（1）绘制工作原理图（含 89c51最小系统、温度采集和风扇、 电炉丝、扬声器驱动及与单片机接口系统等） ；（10%） 2）写出系统工作流程框图；（8%） 3）给出三个关键子程序（A/D转换、风扇控制、电炉丝控制）；（12%）