機(jī)電體化樣卷

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1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、填空題（共21分）1、機(jī)電一體化產(chǎn)品中，接口部件的基本功有：變換、放大和傳遞三種類型。2.機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)包含六個(gè)方面，它們分別為：_機(jī)械技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)。3、機(jī)電系統(tǒng)中，常見的控制電機(jī)有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)三種。4、A/D轉(zhuǎn)換器作用是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)、采樣保持器的作用是保證信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換期間保持不變。5、在負(fù)載的等效換算中，求等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)用等效能量法，而求等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩是用等效功率法。6、滾珠絲桿是由滾珠、絲桿和螺母

2、三部分組成，它的主要參數(shù)有公稱直徑和基本導(dǎo)程。二、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共24分）1、簡(jiǎn)述機(jī)電一體化的涵義。答：在微電子技術(shù)向工業(yè)滲透的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械、電子、信息、自動(dòng)控制等群體技術(shù)，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)的功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智能、動(dòng)力等要素為基礎(chǔ)，對(duì)各組成要素及其間信息、能量交互機(jī)理進(jìn)行研究，并在有序信息流的控制下，形成物質(zhì)、能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。2、何謂采樣？怎樣才能保證采樣后的信號(hào)不丟失原信號(hào)中所包含的信息？答：所謂采樣：將模擬信號(hào)變成離散信號(hào)的過程。采樣過程

3、中，只有滿足采樣定理（或者采樣頻率必須為信號(hào)最高頻率的兩倍）的采樣過程才能保證在采樣過程中不丟失原信號(hào)中所包含的信息。3、PID控制器中的P、I、D各指什么？它們對(duì)控制系統(tǒng)分別有什么作用？答：P---比例環(huán)節(jié)；I---積分環(huán)節(jié)；D----微分環(huán)節(jié)對(duì)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響：4、簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟。答：分為6個(gè)步驟：（1）根據(jù)目的功能確定產(chǎn)品的規(guī)格和性能指標(biāo)；（2）劃分功能部件和要素；（3）進(jìn)行接口設(shè)計(jì)；（4）整體評(píng)價(jià)；（5）可靠性復(fù)查；（6）試制和調(diào)試三、綜合分析題（共55分）1.試舉出一個(gè)典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的例子，并指

4、出該系統(tǒng)由哪幾個(gè)部分構(gòu)成，它們各起什么作用。（12%）（關(guān)鍵點(diǎn)：分清機(jī)電產(chǎn)品的各組成部分，即機(jī)械本體、執(zhí)行器、控制與信息處理系統(tǒng)、檢測(cè)反饋裝置，并寫出它們的名稱和功能）答：可舉出有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的例子（自動(dòng)吸塵器、洗衣機(jī)等）3/3機(jī)械本體（吸塵器機(jī)體）：指機(jī)架、機(jī)械傳動(dòng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)；支撐系統(tǒng)和執(zhí)行動(dòng)作；執(zhí)行器（電機(jī)）：將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；控制與信息處理系統(tǒng)（吸塵器的控制器）：完成信息轉(zhuǎn)換、傳輸、處理、運(yùn)算等功能；檢測(cè)反饋裝置（接觸傳感器等）：負(fù)責(zé)檢測(cè)系統(tǒng)工作情況，供系統(tǒng)處理。2．某一質(zhì)量、彈簧、阻尼系統(tǒng)其物理模型如右圖所示（k

5、為彈簧系數(shù)，c為阻尼系數(shù)，m為質(zhì)量，不計(jì)摩擦）（13%）(1)當(dāng)輸入為x(t)，輸出為x(t)時(shí)，請(qǐng)列出系統(tǒng)的微分方程并求傳遞函數(shù)。(2)試討論若要使系統(tǒng)穩(wěn)定，則K、m、c之間應(yīng)滿足什么關(guān)系？3．試設(shè)計(jì)一恒溫箱控制系統(tǒng)。系統(tǒng)要求：（1）采用89c51為控制微機(jī)；（2）用電爐絲進(jìn)行加熱，功率可以由微機(jī)調(diào)節(jié)；（3）為使箱內(nèi)溫度均勻，采用風(fēng)扇強(qiáng)制循環(huán)，風(fēng)扇啟停也由CPU控制；（4）通過溫度傳感器（熱敏電阻，輸出與溫度成線性關(guān)系的模擬信號(hào)）和ADC0809采集箱內(nèi)的溫度；（5）采用揚(yáng)聲器進(jìn)行超溫報(bào)警。（30%）本題要求完成：（1）繪制工

6、作原理圖（含89c51最小系統(tǒng)、溫度采集和風(fēng)扇、3/3電爐絲、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及與單片機(jī)接口系統(tǒng)等）；（10%）（2）寫出系統(tǒng)工作流程框圖；（8%）（3）給出三個(gè)關(guān)鍵子程序（A/D轉(zhuǎn)換、風(fēng)扇控制、電爐絲控制）；（12%）3/3