10机电一体化系统设计 试题
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2010学年第二学期《机电一体化设计》期末考试试卷
姓名： 年级： 级 专业 成绩：
函授站 ：珠海函授站 所读学校： □首大 、□昆工 层次：□高起专 □专升本
一、单项选择题。在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的
字母填在题后的括号内。（每小题1分，共10分）
1. 齿轮传动的总等效惯量随传动级数( )。
A. 增加而减小 B. 增加而增加 C. 减小而减小 D. 变化而不变
2．机电一体化系统中，根据控制信息和指令完成所要求的动作这一功能的是( )。
A．机械本体 B．动力部分 C．控制器 D．执行机构
3．将脉冲信号转换成角位移的执行元件是( )。
A．旋转变压器 B．交流伺服电动机 C．步进电动机 D．光电编码盘
4．在下列电机中，( )既可通过闭环实现速度或位置控制，又可作步进方式运行，且电机转速
不受负载影响，稳定性高。
A．步进电机 B. 直流伺服电机 C．交流同步伺服电机 D．笼型交流异步电机
5．如果三相步进电动机绕组为U、V、W，其通电顺序为UVVWWUUV，则这种分配方式为
( )。
A．三相三拍 B．三相四拍 C．三相六拍 D．双三拍
6．某三相反应式步进电动机转子有40个磁极，采用三相单三拍供电，步距角为( )。
A. 1.50 B.30 C. 60 D. 90
7．一台三相磁阻式步进电动机，采用三相单三拍方式通电时，步距角为 1.50，则其转子齿数为
( )。
A. 40 B. 60 C. 80 D．100
8. 直流测速发电机输出的是与转速( )。
A.成正比的交流电压 B.成反比的交流电压
C.成正比的直流电压 D.成反比的直流电压
9. 某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角=0.001弧度，则莫尔条纹的宽度是( )。
A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm
10．在工业控制计算机中，控制总线的功能是( ) 。
A. 确切指定与之通信的外部硬件 B．确定总线上信息流的时序
C．在计算机内部传输数据 D. 连接控制电源
二、填空题（每小题1分，共15分）
1．机电一体化技术是机械技术和（ ）技术相互融合的产物。
2. 无论传递功率大小如何，按“等效转动惯量最小”原则来确定的各级传动比，从高速级到低速级，
其传动比是逐级增大的，而且级数越多，总等效惯量越（ ） 。
3．在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应遵守（ ）原则。
4．在小功率传动链中，为使总的质量最小，各级传动比分配应遵守（ ）原则。
5. 谐波齿轮传动是利用行星轮系传动原理，组成它的三个基本构件是柔轮、刚轮和（ ）。
6．摩擦对伺服系统的影响主要有：引起动态滞后、降低系统的响应速度、导致系统误差和
（ ） 。
7．对于执行装置，选择较大的传动比可使系统的（ ）增大，有利于系统的稳定性。
8．电气伺服驱动装置包括（ ）、 交流伺服电机和直流伺服电机 。
9．在伺服系统中，通常采用（ ）原则选择总传动比，以提高伺服系统的响应
速度。
10．步进电动机是把输入的电脉冲信号，转换成（ ）的控制电机。
11．步进电机控制步进频率和电脉冲数获得所需转速，改变（ ）得到所需的转向。
12．步进电机接受一个电脉冲,转子转过相应的角度叫（ ）。
13．步进电机转过角度与输入脉冲频率成正比，电机转速与拍数成（ ）比 。
14． PWM功率放大器的基本原理是：利用大功率器件的开关作用，将直流电压转换成一定
（ ）的方波电压，通过对方波脉冲的控制，改变输出电压的平均值。
15．交流异步电动机的转速与电源频率 、磁极对数和（ ）有关。
三、简答题（共10题，每小题3分，共30分）
1．为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?
2．影响机电一体化系统传动机构动力学特性的主要因素有哪些？
3．转动惯量对传动系统有哪些影响？
4．为减小机械系统的传动误差，可采用哪些结构措施？
5．简述伺服机械传动系统的主要要求。
6．如何提高伺服系统的响应速度？
7．伺服电动机的作用是什么？伺服电动机应具备的基本要求是什么？
8．试述直流电机伺服系统中脉宽调制放大器的基本工作原理。
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9．步进电机是如何实现速度控制的？
10．简述A／D、D／A接口的功能。 四、分析题。（共两小题，共15分） 1．如图所示的开环步进电机位置控制伺服系统，试分析齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响。（7分） 6．试分析比较液压马达和直流电机实现转动输出驱动的不同特点。（8分） 五、计算题（共3小题，每小题10分，共30分） 1. 如图，已知双波谐波齿轮的柔轮齿数1Z=200, 刚轮齿数2Z=202，波发生器的转速Hn=600r/min。试求：(1)刚轮固定时柔轮的转速1n； (2)柔轮固定时刚轮的转速2n 。
2．如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50kg负载力为F1＝1000N，最大加速度为
102/ms，丝杠直径为d＝20mm，导程t＝4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为=30％，忽略丝杠惯
量的影响，试计算电机的驱动力矩。
3．如图所示的开环步进电机位置控制系统，已知负载为F＝1000N，工作台长L=500mm，往复精度
为±0．0lmm，丝杠导程st=8mm，直径d＝20mm，步进电机的步距角为1.8。，试确定齿轮减速
比i。
