37. 测得码盘式转速传感器发出500个脉冲所用的时间为10s，码盘每转脉冲数为20，则转速为
【D 】 A. 25r/min B. 30r/min C. 50r/min D. 150r/min
38. 步进电动机输入单脉冲时，电动机从一种通电状态切换到另一种通电状态不引起失步的区域称为
【C 】 A. 死区 B. 振荡区 C. 动稳定区 D. 平衡区
39. 输入和输出满足线性叠加原理的系统称为 【A 】
A. 线性系统 B. 定常系统 C. 时变系统 D. 随机系统
40. 复合控制器的反馈控制是 【A 】
A. 误差控制 B. 串级控制 C. 闭环控制 D. 开环控制
41. 按照预先规定的次序完成一系列操作的系统称 【A 】
A.顺序控制系统 B.伺服系统 C.数控机床 D.工业机器人
42. 一般说，齿轮传动的总等效惯量随传动级数 【A 】
A.增加而减小 B.增加而增加 C.减小而减小 D.变化而不变
43. 滚珠丝杠螺母副结构类型主要有两类：外循环插管式和 【D 】
A.内循环插管式 B.外循环反向器式 C.内、外双循环 D.内循环反向器式
44. 某光栅的条纹密度是200条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.005孤度，则莫尔条纹的宽度是【D 】
A.100mm B.20mm C.10mm D. 1mm
45. 以下传感器中测量的是相对角位移的是 【C 】
A. 旋转变压器 B. 绝对式编码器 C. 增量式编码器 D. 都不正确
46. 加速度传感器的基本力学模型是 【C 】
A. 质量-阻尼系统 B. 弹簧-阻尼系统 C. 质量-弹簧-阻尼系统 D. 都不正确
47. 直流电动机的反电动势与 【C 】
A. 电枢电流成正比 B. 电枢电流成反比 C. 转子转速成正比 D. 转子转速正反比
48. PLC适合于 【B 】
A. 数据采集为主 B. 顺序控制为主 C. 科学计算为主 D. 管理为主
49. 利用三次多项式样条函数生成控制指令加速度最大值在 【A 】
A. 运动的起点和终点 B. 运动的中间点 C. 常加速度 D. 以上都不正确
50. 电动机中引入电流环后的伺服系统,下列叙述正确的是 【A 】
A. 电流环实质上是转矩控制回路 B. 电流环可以稳定转速 C. 电流环可以等价成一个积分环节 D. 都不正确
51. 某光栅的条纹密度是l00条/mm，要用它测出1μm的位移，应采用的细分电路是 【C 】
A．四倍频 B．八倍频 C．十倍频 D．十六倍
52. 下列操作中．可以使直流伺服电动机的理想空载转速升高的是 【C 】
A. 增大电枢电阻 B. 减小电枢电压 C．增大电枢电压 D. 减小电枢电阻
53. DDA法生成的直线、圆弧都是有一系列的 组成。 【C 】
A. 弧线 B. 抛物线
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C．折线 D. 渐开线
54. PD控制器称为 控制器。 【B 】
A. 比例 B. 比例微分 C．比例积分 D. 积分微分
55. 直流测速电动机的输出是与转速 【B 】
A. 成正比的交流电压 B. 成正比的直流电压 C．成反比的交流电压 D. 成正比的交流电流
56. 描写动态系统的数学模型是 【B 】
A. 代数方程组 B. 微分方程组 C．逻辑方程组 D. 以上都正确
57. 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和 等五个部分。
【D A. 换向结构 B. 转换电路 C. 存储电路 D. 检测环节
58. PWM指的是 。 【C A. 机器人 B. 计算机集成系统 C. 脉宽调制 D. 可编程控制器
59. 滚珠丝杠螺母副的精度根据使用范围及要求，可分为 个等级。 【C A. 3 B. 5 C. 7 D.9 60. 压电式传感器产生的电荷极性为 【D A. 正电荷 B. 正电荷和负电荷 C. 负电荷 D. 正电荷或负电荷 二、多项选择
1. 伺服系统通常是一个闭环的位置控制系统，其输入信号可以是 【ABD 】
A. 模拟电压信号 B. 脉冲信号 C．开关量信号 D. 二进制数字信号 2. 下列选项中，属于超声波电动机特点的选项有 【BCD 】
A. 输出功率大 B. 动态响应快 C．运行无噪声 D. 低速大转矩 3. 以下选项中，能反映传感器工作特性的性能指标有 【 ABC 】
A. 灵敏度 B. 量程 C. 分辨率 D. 可靠性
4. 以下选项中，属于谐波齿轮传动特点的选项有 【ABCD A. 小体积，大速比 B. 运动平稳
C．齿面磨损小 D. 可实现差速传动
5. 机电一体化的设计依据及评价指标包括 【BCD A. 系统功能 B. 使用条件 C. 性能指标 D. 社会经济效益
6. 机电一体化系统设计依据和评价标准大体上应包括 。 【ABCD 】A. 系统功能 B. 性能指标 C. 使用条件 D. 经济效益
7. 以下关于步进电动机叙述正确的是 【ABD A. 脉冲分配器可以由逻辑电路硬件实现 B. 脉冲分配器可以由软件实现
C. 步进电动机的转速由脉冲数决定 D. 步进电动机的转速由脉冲频率决定
8. 消除滚珠丝杆螺母副轴向间隙的措施有 【ABCD A. 双螺母齿差式预紧 B. 双螺母垫片式预紧
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】 】
】
】
】
】
】
】C. 双螺母螺纹式预紧 D. 单螺母变导程预紧
9. 以下选项中，能反映传感器静态特性的性能指标有 【ABD 】
A. 线性度 B. 重复性 C.最大超调量 D. 可复现性
10. 在实际应用中，可以提高传感器性能的技术有 ABCD 】
A. 差动技术 B. 平均技术 C. 闭环技术 D. 屏蔽、隔离抗干扰技术 11. 下列关于步进电动机驱动电路叙述正确的是 【ABD 】
A. 双极性驱动电路适合于驱动混合式步进电动机 B. 单极性驱动电路适合于驱动反应式步进电动机 C. 驱动直流电动机的电路也能驱动步进电动机 D. 细分电路可以提高步进电动机的分辨率
12. 在机电一体化系统设计中，处理“机”和“电”的关系时所遵循的设计思想有【ABCD 】
A. 替代机械系统 B. 简化机械系统 C. 增强机械系统 D. 综合机械系统
13. 以下选项中，能反映传感器动态特性的性能指标有 【BCD 】
A. 线性度 B. 最大超调量 C. 调整时间 D. 上升时间
14. 描写顺序控制的方法有 【 ABCD 】
A. 梯形图 B. 顺序功能图 C. 流程图 D. 状态图
15. 以下选项中，能够测量速度的传感器有 【 ACD 】
A. 测速发电机 B. 光栅 C. 码盘式转速传感器 D. 感应同步器 三、填空题
1. 直流电动机的驱动电路主要有线性直流功率放大器和 脉宽调制（PWM） 放大器。 2. 闭环伺服系统可分为三个控制环路：电流环，速度环及 位置环 。 3. 步进电动机的转速与输入的 脉冲频率 成正比。 4. FX系列 PLC是 （日本）三菱 的产品。
5. 闭环伺服系统中的电流环以直流电动机的 电枢电流 作为反馈量，以实现对转矩的控制。
6. PID控制器中，I的作用是使系统增加一阶纯积分，从而提高系统一个 无静差度 。 7. PID控制器中，P的作用是增加 开环增益 ，降低系统误差，增加系统通频带。 8. 直流伺服电动机的机械特性是指电枢电压恒定情况下，电动机转矩与 转速 的关系。
9. 旋转变压器是一种输出电压随转子 转角 变化的测量装置。 10. 滚动轴承的精度分为B、C、D、E、G五级。其中 B 级精度最高。
11. 伺服系统的刚度是指输出轴的单位位置误差所能承受的 负载转矩 。 12. 两个动合触点串联，可以表示（逻辑）与 的逻辑关系。
13. 输入和输出满足线性叠加原理的系统，称为 线性 系统。
14. 某光电编码器作为系统的位置反馈，若系统中丝杠的螺距为4mm，光电编码器的分辨率为
600脉冲/r，参考输入脉冲为1800脉冲/s，则该工作台的运动速度为 12mm/s 。
15. 超声波电动机是利用压电陶瓷的 逆压电 效应产生的超声振动来驱动转子转动的。 16. 感应同步器是一种利用 电磁感应 原理来测量位移的检测装置。
17. 某五相步进电动机转子有36个齿，采用二相三相运行方式，则其步距角为 1 度。 18. 按滚珠的循环方式不同，滚珠丝杠螺母副有内循环和_外循环子___ ______两种结构。 19. 描述决定系统输入与输出之间的数学方程式，称为系统的 数学模型 。
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20. SIMATIC S7-200 PLC是 德国）西门子 的产品。
21. 闭环伺服系统可分为三个控制环路：电流环， 速度环 及位置环。 22. PID控制器中D的作用是给系统提供阻尼，增加系统的 稳定性 。 23. 数控机床连续路径控制中，为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴
的位置和_速度____________，使它们同步协调到达目标点。
24. 某2对磁极交流感应电动机，空载转速为1200r/min，电源频率为50Hz，则空载转差率为 0.2 。
25. 闭环伺服系统中的电流环以直流电动机的电枢电流作为反馈量，以实现对 转矩 的控制。
26. 能产生输出变化的被测变量的最小变化量称为传感器的 阀值（死区） 。 27. 在交流电动机的恒压频比调速过程中，电动机输出的 最大转矩 基本不变。 28. 某四极（p=2）交流电动机通以50HZ工频电时，转速为1350r/min，则该电动机的转差率为 0.1 。
29. 霍尔式传感器是基于 霍尔效应 原理工作的传感器。 30. 滤波器的作用是抑制信号中的 噪声水平 。
填空题答案
1. 脉宽调制（PWM） 2. 位置环 3. 脉冲频率 4.（日本）三菱 5. 电枢电流 6. 无静差度 7. 开环增益 8. 转速 9. 转角 10. B 11. 负载转矩 12. （逻辑）与 13. 线性 14. 12mm/s 15. 逆压电 16. 电磁感应 17. 1 18. 外循环子 19. 数学模型 20. （德国）西门 21. 速度环 22. 稳定性 23. 速度 24. 0.2 25. 转矩 26. 阀值（死区） 27. 最大转矩 28. 0.1 29. 霍尔效应 30. 噪声水平
四、简答题
1. 典型的机电一体化系统包含哪些功能结构模块。
答：机械受控模块、测量模块、驱动模块、通信模块、 微机模块、软件模块和接口模块。 2. 测量位移的传感器常用的有哪些?
答：感应同步器, 旋转变压器, 光栅,光电编码器, 电位器, 差动变压器, 涡流传感器
3. 试说明滚珠丝杠螺母副传动装置的优缺点。
4. 在实际应用中，可以提高传感器性能的技术有哪些？ 5. 什么叫伺服系统？
6. 机电一体化系统结构中的驱动模块是指什么？在机电一体化系统中有什么作用?
答：机电一体化系统结构中的驱动模块是电动机及其驱动电路组成的技术模块。作用是提供驱动力，改变系统包含速度和方向的运动状态，产生所希望的运动输出。
7. 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？ 答：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。
8. 试简述光电式转速传感器的测量原理。
答：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
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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
9. 步进电动机的单、双极性驱动电路，各自的特点是什么？适用范围是什么？ 10. 半闭环控制系统的定义及特点是什么？
11. 在PWM功放电路中，对放大器的开关频率有何要求？ 答：⑴开关频率应尽可能高。
⑵开关频率必须比系统通频带大10倍以上。 ⑶开关频率必须远大于各环节的共震频率。 ⑷满足前三项的条件下，频率尽可能低。
12. 在机电一体化系统设计时，应贯穿哪些设计思想？ 答：（1）系统的设计思想
（2）机和电融和的设计思想 （3）注重创新的是设计思想
13. 机电一体化系统对传感器的性能有哪些要求？
14. 如何控制步进电动机输出轴的角位移、转速及转向?
15. 采样一数据系统是计算机参与的闭环控制系统。计算机在采样一数据系统中起什么作用？ 16. 阐述PID控制器中P、I、D的作用。
17. 闭环伺服系统中，电流环的主要作用是什么？ 五、计算题
1. xy平面内由(1，－1)点以v=2的恒速运动到(9，1)点，设采样周期T为0.01s，试求出两点直线插补的递推计算式。
解：
2. 已知某三相反应式步进电动机的最大静态转矩Tmax为10Nm，转子的齿数为80。
（1）若采用单双六拍的工作方式，步距角为多少？启动转矩为多大？ （0.75? 8.66Nm ） （2）若要求电动机转速为750 r/min，采用单三拍工作方式，输入脉冲频率是多少？（3000Hz）
3. 下图为某数控工作台x方向的传动系统简图，已知电动机为三相反应式步进电动机，最大静态转矩Tmax为10Nm，转子的齿数为40，丝杠螺距P=4mm，齿轮的齿数z1=18，z2=30： （1）步进电动机若采用三相六拍的工作方式，步距角为多少？启动转矩为多大？（1.5?
8.66Nm ）
（2）步进电动机若采用三相六拍的工作方式，工作台能够移动的最小位移量是多少？ 0.01mm
（3）当步进电动机以三相六拍的通电方式工作时，若工作台要求以V=3m/min速度移动时，控制
脉冲的频率应为多少？此时步进电动机的转速为多少？ 5000Hz 1250r/min
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