《机电一体化技术》试卷 (五)
四 解答题 (每小题8分，共40分)
1．简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素。 2．直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？
3．简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成。 4. 简述在微机控制系统中I/O控制方式及I/O接口的编址方式。 5．简述伺服系统的结构组成。
6．DAC0832有哪三种输入工作方式？有哪二种输出工作方式？ 7. 步进电动机控制系统中，电动机通过丝杠螺母带动执行部件运动:
已知：步距角θ，脉冲数 N ，频率 f ，丝杠导程 p ，试求执行部件: 位移量 L= ? 移动速度 V=?
8. 测量某加热炉温度范围为100~1124℃，线性温度变送器输出0~5V，用ADC0809转换器输入到微机控制系统中，试求测量该温度环境的分辨率和精度。
《机电一体化技术》试卷 (五) 四 解答题 (每小题8分，共40分)
1． 1）机械本体2）动力与驱动；3）传感测试部分；4）执行机构
5）控制及信息处理单元
2．1）、偏心轴套调整法 2）、双片薄齿轮错齿调整法
3． 对机械系统的基本要求：高精度；快速响应；良好的稳定性。
机械系统的组成：传动机构；导向机构；执行机构。 4. 程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。 独立编址；与储存器统一编址。
5． 1) 比较环节；2) 控制器；3) 执行环节；4) 被控对象；5) 检测环节。 6．输入工作方式：（1）直通方式 （2）单缓冲方式（3）双缓冲方式 输出工作方式：（1）单极性输出 （2）双极性输出 7. L =(θp/360°)N ； V =(θp/360°)f 8. 4 ℃ ; +2℃。
《机电一体化技术》试卷 (六)
三、简答题 (每小题6分，共30分)
1、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?
2、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?
3、步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么?输出轴的转速、转向、位置各自与哪些因素有关? 4、什么是PLC的扫描工作制? 5、PWM的工作原理?
四、计算题 (每小题10分，共20分)
1.三相变磁阻式步进电动机，转子80个齿。
(1)要求电动机转速为60r/min,单双拍制通电，输入脉冲频率为多少? (2)要求电动机转速为100r/min，单拍制通电，输入脉冲频率为多少? 2. 三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为1450r/min。 (1)该电动机为几极，空载转差率是多少? (2)堵转时定子、转子绕组电势频率各为多少? (3)空载时，定子、转子绕组电势频率各为
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五、分析扩展的EPROM2764的地址范围及工作原理 (20分)
《机电一体化技术》试卷 (六)答案 三、简答题 (每小题6分，共30分)
1、系统功能 性能指标 使用条件 经济效益
2、单极驱动 双极驱动 高低电压驱动 斩波电路驱动 细分电路 3、参考脉冲序列 转速与参考脉冲频率成正比 输出轴转向
由转向电平决定 位置由位置电平决定
4、即检测输入变量求解当前控制逻辑以及修正输出指令,重复进行。
5、斩波器调压的基本原理是通过晶闸管或自关断器件的控制，将直流电压断续加到负载（电机）上，利用调节通、断的时间变化来改变负载电压平均值。斩波器调压控制直流伺服电机速度的方法又称为脉宽调制（Pulse Width Modulation）直流调速。
四、计算题 (每小题10分，共20分)
1) K=2; M=3, Z=80; α=360/2*3*80=0.75o
f=480Hz
2) K=1; M=3, Z=80; α=360/1*3*80=1.5o
f=400Hz
2. 三相交流感应电动机，电源频率50Hz，空载转速为1450r/min。 (1) 4极，空载转差率n=(1500-1450)/1500=3.3% (2) 50Hz
(3) 50Hz 16.5 Hz 五、0000H~1FFFH
由于EA接地故PC指针由外部0000H开始执行,74LS373为地址锁存器用于锁存来自P0口的EPROM的地址的低8位,P2口提供EPROM的地址的高5位.P0口分时用作数据传输口。
《机电一体化技术》试卷 (七)
三、问答题（每题10分, 共 40分）
1．分析、说明如图所示计算机控制系统中信号变换与传输的过程、原理。
2、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?
3、用软件进行“线性化”处理时，采用计算法的原理是怎样的？ 4、模拟式
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四、分析扩展的RAM6264的地址范围和和工作原理。（20分传感器信号处理过程包括哪些环节？ ）
《机电一体化技术》试卷 (七)答案 三、问答题（每题10分, 共 40分）
1．采样过程是用采样开关（或采样单元）将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。因采样后得到的离散模拟信号本质上还是模拟信号，未数量化，不能直接送入计算机，故还需经数量化，变成数字信号才能被计算机接受和处理。
量化过程（简称量化）就是用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换成数字信号，由于计算机的数值信号是有限的，因此用数码来逼近模拟信号是近似的处理方法。信号进入计算机后经其处理经D/A转换后输出。
D/A转换器是将数字量转换成模拟量的装置。模拟量输出主要由D/A转换器和输出保持器组成。它们的任务是把微机输出的数字量转换成模拟量。多路模拟量输出通道的结构形式，主要取决于输出保持器的结构形式。保持器一般有数字保持方案和模拟保持方案两种。这就决定了模拟量输出通道的两种基本结构形式。 2、单极驱动 双极驱动 高低电压驱动 斩波电路驱动 细分电路
3、当输出电信号与传感器的参数之间有确定的数字表达式时，就可采用计算法进行非线性补偿。即在软件中编制一段完成数字表达式计算的程序，被测参数经过采样、滤波和标度变换后直接进入计算机程序进行计算，计算后的数值即为经过线性化处理的输出参数。
在实际工程上，被测参数和输出电压常常是一组测定的数据。这时如仍想采用计算法进行线性化处理，则可应用数字上曲线拟合的方法对被测参数和输出电压进行拟合，得出误差最小的近似表达式。
4、模拟式传感器信号处理过程包括:将非电物理量转换成电量，并经放大、滤波等一系列处理后，需经模/数变换将模拟量变成数字量，才能送入计算机系统。模/数转换过程包括信号的采样/保持、多路转换（多传感器输入时）、A/D处理等过程。
四、分析扩展的RAM6264的地址范围和和工作原理。（20分）
RAM6264的地址范围为0000H~1FFFH
P0口与6264的I/O数据线相连，另一方面经74LS373与6264的低8位地址线连；
P2.0~P2.4与6264的高5相连；6264的写使端与单片机的WR相连；输出使能端与单片机的RD相连；CS片选信号端直接接地。
采用MOVX @DPTR 来访问此RAM
《机电一体化技术》试卷 (八)
?三、分析下图斩波限流电路的工作原理 (30分)
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四、分析扩展的ROM27256的工作地址范围和工作原理 (30分)
《机电一体化技术》试卷 (八)答案
三、分析下图斩波限流电路的工作原理 (30分)
当环形分配器的脉冲输入高电平（要求该相绕组通电）加载到光电耦合器OT的输入端时，晶体管VT1导通，并使VT2和VT3也导通。在VT2导通瞬间，脉冲变压器TI在其二次线圈中感应出一个正脉冲，使大功率晶体管VT4导通。同时由于VT3的导通，大功率晶体管VT5也导通。于是绕组W中有电流流过，步进电动机旋转。由于W是感性负载，其中电流在导通后逐渐增加，当其增加到一定值时，在检测电阻R10上产生的压降将超过由分压电阻R7和电阻R8所设定的电压值Vref，使比较器OP翻转，输出低电平使VT2截止。在VT2截止瞬时，又通过TI将一个负脉冲交连到二次线圈，使VT4截止。于是电源通路被切断，W中储存的能量通过VT5、R10及二极管VD7释放，电流逐渐减小。当电流减小到一定值后，在R10上的压降又低于Vref，使OP输出高电平，VT2、VT4及W重新导通。在控制脉冲持续期间，上述过程不断重复。当输入低电平时，VTl～VT5等相继截止，W中的能量则通过VD6、电源、地和VD7释放。
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该电路限流值可达6A左右，改变电阻R10或R8的值，可改变限流值的大小。波形图如下
四、分析扩展的ROM27256的工作地址范围和工作原理 (30分)
ROM27256的地址范围为0000H~7FFFH
P0口与27256的I/O数据线相连，另一方面经8282与27256的低8位地址线连；用于扩展32KB的片外ROM；P2.0~P2.6与27256的7相连；6264的写使端与单片机的WR相连；输出使能端OE与单片机的PSEN相连；CE片选信号端与P2.7相连。
采用MOVC @A+PC或MOVC @A+DPTR来访问此ROM。
《机电一体化技术》试卷 (九)
三、简答题 (每小题10分，共30分)
1什么叫传感器？传感器的功用是什么？它是由哪几部分组成的？各部分的作用及相互关系如何？ 2. 试简述采样/保持器原理。
3. 工业控制用的计算机主要有哪几种类型，它们分别适用于哪些场合？ 四、简单应用题 (每小题10分，共20分)
1. 刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上，已知丝杠的螺距为2mm，编码器在10秒内输出307200个脉冲，试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少？
2. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求： 1）步进电机的步距角； 2）脉冲电源的频率。
五、综合应用题 (每小题15分，共30分)
1. 三相变磁阻式步进电动机，转子齿数Z=100,双拍制通电，要求电动机转速为120r/min， 输入脉冲频率为多少?步距角为多少??
2. 根据下面的电路图,编写利用该接口电路一次完成A/D转换,并把转换的结果的高8位放入R2中,低8位放入R3中的程序段。
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