1、2013 年 4 月高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試機電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題課程代碼： 02245本試卷滿分100 分，考試時間150 分鐘考生答題注意事項：1. 本卷所有試卷必須在答題卡上作答。答在試卷和草稿紙上的無效。2. 第一部分為選擇題。必須對應(yīng)試卷上的題號使用2B 鉛筆將“答題卡”的相應(yīng)代碼涂黑。3.第二部分為非選擇題。必須注明大、小題號，使用0.5 毫米黑色字跡筆作答。4. 合理安排答題空間，超出答題區(qū)域無效。第一部分選擇題一、單項選擇題(本大題共10 小題，每小題1 分，共 10 分 )在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其選出并將“答題卡”的相應(yīng)代碼涂黑。未涂

2、、錯涂或多涂均無分。1利用預(yù)先決定的指令控制一系列加工作業(yè)的系統(tǒng)稱為AC自動引導(dǎo)車B.伺服系統(tǒng)工業(yè)機器人D數(shù)控系統(tǒng)2齒輪副的間隙會造成齒輪傳動的回差，屬于柔性消隙法的結(jié)構(gòu)是AC壓簧消隙結(jié)構(gòu)B選擇裝配法帶錐度齒輪法D.調(diào)整中心距法3某伺服電動機最高轉(zhuǎn)速為1500 r min ，通過聯(lián)軸器直接帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，且絲杠螺AC母帶動工作臺移動，若絲杠導(dǎo)程為6mm，則工作臺移動的最大速度為 900 mm minB 1500 mm min 3000mm minD 9000 mm min4當(dāng)金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢。這種物理現(xiàn)象稱為A 壓阻效應(yīng)B壓電效

3、應(yīng)C.電阻效應(yīng)D霍爾效應(yīng)5在易燃易爆的工業(yè)環(huán)境中不宜使用的電動機是A 直流電動機B永磁同步電動機C 無刷電動機D超聲波電動機6在 PWM放大器中，能夠?qū)崿F(xiàn)開通延遲的方法是A. 晶體管驅(qū)動級加延遲B 脈寬凋制器中減小死區(qū)C. 采用熔斷器保護D 晶體管飽和導(dǎo)通壓降檢測保護7提高伺服系統(tǒng)剛度的方法是A.增大電樞回路電阻RaB 增大系統(tǒng)增益KvC 減小系統(tǒng)增益KvD.減小電機反電勢系數(shù)Ke8. 在具有位置環(huán)的全閉環(huán)交流伺服系統(tǒng)中，速度環(huán)的反饋通常取自與伺服電動機同軸安裝的AC光柵尺B磁柵尺感應(yīng)同步器D光電編碼器9適用于自動檢測、監(jiān)測及控制的西門子S7 系列超小型的PLC是A SIMATIC S7 20

4、0PLCB SIMATIC NETC SIMATIC S7 300PLCD SIMATIC S7 400PLC10助記符語句AND NOT 0.00 的含義是A 載入一個動合觸點0 00B 并聯(lián)一個動合觸點0 00C 串聯(lián)一個動斷觸點0 00D 串聯(lián)一個動合觸點0 00第二部分非選擇題二、簡答題 ( 本大題共8 小題，每小題4 分，共 32 分)請在答題卡上作答。11. 什么是非線性時變系統(tǒng) ?12簡述機械受控模塊的定義及功能。13. 簡述液體靜壓支承與液體動壓支承的工作原理。14 PWM的控制回路是一個電壓脈沖變換裝置，簡稱脈寬調(diào)制器，它是由哪些信號和部件組成的 ?15. 簡述永磁式步進電動

5、機的工作原理及其特點。16何謂步進電動機的啟動頻率?影響它的因素有哪些?17比較半閉環(huán)和全閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)缺點。18簡述數(shù)據(jù)采樣插補采用時間分割法進行插補運算的工作原理。三、計算題(本大題共4 小題，每小題5 分，共 20 分)請在答題卡上作答。19題 19 圖所示為某機床X 向進給系統(tǒng)減速器的總速比要求為30 7，取兩級減速，試按最佳速比分配條件確定各齒輪的齒數(shù)。20題 20 圖所示，用每轉(zhuǎn)1000 條刻線的增量編碼器測電動機轉(zhuǎn)速。已知：時鐘脈沖為2MHz，在 10 個編碼器脈沖間隔的時間里，計數(shù)器共計數(shù)20000 個時鐘脈沖，試用測量碼盤脈沖周期法求電動機轉(zhuǎn)速。21用步進電動機控制工作臺的運動

6、。(1)設(shè)步距角1.8 ，滾珠絲杠導(dǎo)程4mm，進給脈沖頻率2KHz，求進給速度v(m min) 。(2) 若在工作臺抵達目標(biāo) ( 停止 ) 點前 0 4mm將速度減半，求減速段電機運行的時間。22伺服系統(tǒng)如題22 圖所示。(1) 選擇時間常數(shù) T 的值，使阻尼比 =0 5。(2) 計算系統(tǒng)的伺服剛度 KR。四、簡單應(yīng)用題( 本大題共3 小題，每小題6 分，共 18 分 )請在答題卡上作答。23試設(shè)計一個典型二階高通濾波器的電路原理圖。24一臺直流伺服電動機在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下運行。當(dāng)控制電壓為210V，電樞回路的總電阻為 1OO 時，電機的轉(zhuǎn)速為2000r min，電樞電流為0 1A。試求當(dāng)控制電壓升高為220V ，同時電樞回路的總電阻增加至200 時，電機穩(wěn)定運行時的轉(zhuǎn)速和電樞電流。25有一個4 軸的運動控制系統(tǒng)，起始坐標(biāo)為(0 ，3，-2 ， 4) ，終點坐標(biāo)為 (4 ，8，-4 ，-8) ，設(shè)各軸容許的最大速度相同，各軸容許的最大加速度也相同。利用三次多項式樣條函數(shù)生成點位控制指令，在保證所有各軸的速度和加速度都不超過容許值的情況下，協(xié)調(diào)運動的容許時間小于5，試求各軸容許的最大速度和最大加速度的最小值。五、綜合應(yīng)用題( 本大題共2 小題，每小題10 分，共 20 分 )請在答題卡上作答。27設(shè)計二臺電動