11级机械《机电一体化》试卷C卷答案

皖西学院2014–2015学年度第1学期期末考试试卷（C卷）答案

机械与电子工程学院 机械专业 本科 11级 《机电一体化》课程

一．简答题：（每题5分，共25分；答案请写在答题纸上。）

1、传感器（1分）、放大（1分）、整形（1分）、接口电路（1分）、CPU（1分） 2、测物理量经传感器变换后，往往成为电阻、电容、电感等电参数的变化，或电荷、电压、电流等电量的变化（2分）。当传感器的输出信号是电参数形式时，需采用基本转换电路将其转换成电量形式（2分），然后再送入后续检测电路（1分）。 3、调频与解调（2分）、调相与解调（1分）、调幅与解调（2分）

4、.电气式：主要有步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机等。（2分）液压式：主要有液压缸、液压马达等，其优点是输出功率大、动作平稳，但需要相应的液压源，占地面积大，容易漏油而污染环境，控制性能不如伺服电动机。（2分）气压式：主要有气缸、气马达等，其优点是气源方便、成本低、动作快，但输出功率小，体积大、工作噪声大，且难于伺服控制。（1分）

5、(1) 齿轮传动是机电一体化系统中常用的传动装置，它在伺服运动中的主要作用是实现伺服电机与执行机构间的力矩匹配和速度匹配，还可以实现直线运动与旋转运动的转换。（1分）(2) 螺旋传动是机电一体化系统中常用的一种传动形式。它是利用螺杆与螺母的相对运动，将旋转运动变为直线运动（2分） (3) 滑动摩擦导轨 直线运动导轨的作用是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动 滚动摩擦导轨是在运动件和承导件之间放置滚动体（滚珠、滚柱、滚动轴承等），使导轨运动时处于滚动摩擦状态。（2分）

二．分析题：(3小题共39分；答案请写在答题纸上。)

1、前提条件：连续系统中已经设计好了模拟控制器，具有满意的控制性能。 目标：得到一个具有相近控制性能的离散化数字控制器。（5分） y(s)

u(s)

1

s

y[(k 1)T] y(kT)

(k 1)T

kT

u( )d

y[(k 1)T] y(kT) T2

[u((k 1)T) u(kT)]

（8分） y(kT)

Tz 1

2 z 1

u(kT)1Tz 12z 1

2、对两被测信号的差值进行放大的同时，抑制来自环境的共模干扰。（2分）

（5分）

若取R1＝R2，R3＝Rf，则上式变为：U0 = Rf / R1( Ui2 - Ui1 ) （2分）若只有共模信号输

入，即Uil=Ui2=Uic，若使电路参数满足匹配关系R1＝R2，R3＝Rf，有U0=0,即放大器共模增益为零，共模抑制比(差模增益与共模增益之比)为无穷大。（4分）

3、目的：去除混杂在有用信号中的各种干扰信号。（2分）①不需要额外的硬件设备，

不存在阻抗匹配问题，可靠性高，稳定性好。（2分）②可以对频率很低或很高的信号实现滤波。（2分）③可根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数。（2分）算术平均滤波方法的原理是：对信号连续进行n次采样，以其算术平均值作为有效采样值。（2分）应用范围：对压力、流量等具有周期脉动特点的信号具有良好的滤波效果。采样次数n越大，滤波效果越好，但灵敏度也越低，一般为便于运算处理，常取n＝4，8，16。（3分）

三．综合题：(1小题共20分；答案请写在答题纸上。)

（10分）

（10分）

四．应用题：(1小题共16分；答案请写在答题纸上。)

可以使用工业PC机或者单片机完成系统的控制。具体可以有下两种方案：

(1)工业PC机集中控制方案： 用一台工业PC机对三个自由度实现集中控制，包括任务管理和三个自由度的伺服控制，系统原理图如下。（8分）

(2)工业PC机、单片机分级控制方案：用一台工业PC机与三个单片机通信，对三个单片

机实现管理，每个单片机负责一个自由度的伺服控制，控制系统原理图如下。（8分）

2.