号源的输出阻抗，增加负载的输入阻抗。在电容选择时，使其大小适宜，以保证其时间常数适中，并选用漏泄小的电容。
3. 工业控制的计算机主要有单片微型计算机、可编程序控制器（PLC）、总线工控机等类型。根据机电一体化系统的大小和控制参数的复杂程度，选用不同的微型计算机。
单片机或可编程控制器主要用于，控制量为开关量和少量数据信息的模拟量的小系统。对于数据处理量大的系统，则往往采用基于各类总线结构的工控机，如STD总线工控机、IBM-PC总线工控机、Multibus工控机等。对于多层次、复杂的机电一体化系统，则要采用分级分步式控制系统，在这种控制系统中，根据各级及控制对象的特点，可分别采用单片机、可编程控制器、总线工控机和微型机来分别完成不同的功能。 四、简单应用题 (每小题10分，共20分) 1. 10s内转轴转了多少转：
307200÷1024=300（转） 位移量（∵螺距 T=2mm） ∴300×2=600 (mm)
转速： 300÷10=30（转/秒）
2. 1) K=2; M=5, Z=24; α=360/2*5*24=1.5o
2) f=400Hz
五、综合应用题 (每小题15分，共30分) 1. K=1; M=3, Z=100; α=360/1*3*100=1.2o
f=600Hz
2 MAIN： MOV R0，#7CH ；选择AD574，并令A0=0
MOVX @R0，A ；启动A/D转换，全12位 LOOP： NOP
JB P3.2，LOOP ；查询转换是否结束 MOVX A，@R0 ；读取高8位 MOV R2，A ；存人R2中 MOV R0，#7DH ；令A0=1
MOVX A，@R0 ；读取低4位，尾随4个0 MOV R3，A ；存入R3中 ? ?
《机电一体化技术》试卷 (十)
考试方法：闭卷 考试时间１２０分钟 共２页 第1页
—————————————————————————————————————— 一、名词解释 (每小题2分，共10分) 1. 单片机 2. I/O接口 3. I/O通道 4. 串行通信
5.直接存储器存取（DMA）
二、单项选择题(每小题2分，共10分)
1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过 决定转角位移的一种伺服电动机。 A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量 C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比
2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（ ）。
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A.1 A.机器人 B.计算机集成系统 C.脉宽调制 D.可编程控制器 4. PD称为（ ）控制算法。 A.比例 B.比例微分 C.比例积分 D.比例积分微分 5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（ ）方法实现。 A.插补 B.切割 C.画线 D.自动 三、简答题 (每小题5分，共30分) 1. 试简述光电式转速传感器的测量原理。 2. 试述可编程控制器的工作原理。 3. 在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入通道中必须采用采样/保持器？为什么？ 4. 柔性制造系统的主要特点有哪些？ 5 步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么? 6. 伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能？ 四、计算题 (每小题10分，共20分) 1. 某光栅传感器，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？ 2. 若12位A/D转换器的参考电压是 ± 2 .5V，试求出其采样量化单位q 。若输入信号为1V，问转换后的输出数据值是多少。 五、综合应用题 (每小题15分，共30分) 1.分析下图调整齿侧间隙的原理 1、4－锥齿轮 2、3－键 5－压簧 6－螺母 7－轴 2、周向弹簧调整法 2. 分析下图差动螺旋传动原理 设螺杆3左、右两段螺纹的旋向相同，且导程分别为Ph1和Ph2。2为可动螺母 《机电一体化技术》试卷 (十) 答案 考试方法：闭卷 考试时间１２０分钟 共4页 第1页 22 —————————————————————————————————————— 一、名词解释 (每小题2分，共10分) 1. 它是把组成微机的CPU、存储器I/O接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机。 2. I/O接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间 的信息交换中起着桥梁和纽带作用。 3. I/O通道也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道 4. 串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长 度，一位一位的串行传送和接收。串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。 5. 硬件在外设与内存间直接进行数据交换（DMA）而不通过CPU 二、单项选择题(每小题2分，共10分) 1. B 2. B 3. C 4. C 5. A 三、简答题 (每小题5分，共30分) 1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴(或与被测轴相连接的输入轴)上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N，则可测出转速为 60NZt 式中 Z——圆盘上的缝隙数； n——转速(r／min)； t——测量时间(s)。 2. 可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和停止（STOP）状态。不管是在哪种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直至PLC停机。在每次循环中，若处于运行（RUN）状态，可编程控制器完成5个阶断，如图所示。若处于停止（STOP）状态，PLC也要循环进行内部处理和通信服务。 3. 由于任何一种A/D转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操作，因此，在转换过程中，模拟量不能发生变化，否则，将直接影响转换精度。采样/保持器（SamPLE/Hold）就是使在A/D转换时，保证输入A/D转换器的模拟量不发生变化。 模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器。当输入的模拟量信号变化缓慢时，也可省去采样/保持器。 4. （1）柔性高，适应多品种中小批量生产；（2）系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；（3）可混流加工不同的零件；（4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；（5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；（6）可进行三班无人干预生产。 5. 步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机，成本较低，易于采用计算机控制，且比直流\\交流电动机组成的开环控制系统精度高，因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。步进电动机驱动电路实际上是一个功率开关电路，为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，提供的足够功率的控制信号。 6. 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等个五部分。 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，通常由专门的电路或计算机来实现； 控制器通常是计算机或PID控制电路；其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作； 执行元件按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作，机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等。 被控对象是指被控制的机构或装置，是直接完成系统目的的主体，一般包括传动系统、执行装置和负载； 检测环节指能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲的装置，一般包括传感器和转换电路。 四、计算题 (每小题10分，共20分) 1) 100：1=400：х 23 n? x=4 mm 四细分：400：1=400：х x=1mm 分辨率：1÷400=2.5(μm) 2) 10s内转轴转了多少转： 307200÷1024=300（转） 位移量（∵螺距 T=2mm） ∴300×2=600 (mm) 转速： 300÷10=30（转/秒） 五、综合应用题 (每小题15分，共30分) 1. 在锥齿轮4的传动轴7上装有压簧5，其轴向力大小由螺母6调节。锥齿轮4在压簧5的作用下可轴向移动，从而消除了其与啮合的锥齿轮1之间的齿侧间隙。 1、4－锥齿轮 2、3－键 5－压簧 6－螺母 7－轴 2. 当螺杆转动?角时，可动螺母2的移动距离为 l?2??(Ph1?Ph2) （1） 如果Ph1与Ph2相差很小，则 L很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。 若螺杆3左、右两段螺纹的旋向相反，则当螺杆转动?角时，可动螺母2的 移动距离为 l?2??(Ph1?Ph2) （2） 可见，此时差动螺旋变成快速移动螺旋，即螺母2相对螺母1快速趋近或离开。这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中。 24