1、全国自考（机电一体化系统设计）-试卷 8及答案解析(总分：54.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：10，分数：20.00)1.若某系统的受控变量是机械运动，且此系统是一种反馈控制系统，则此系统称为 【 】（分数：2.00）A.顺序控制系统B.伺服系统C.数控机床D.工业机器人2.具有采集有关系统状态和行为的信息功能的是 【 】（分数：2.00）A.机械受控模块B.测量模块C.驱动模块D.控制模块3.如果所有负载折合到电动机轴上的【 】与电动机转子转动惯量相等，则速比达到最佳。（分数：2.00）A.速度B.加速度C.转矩D.转动惯量4.滚珠丝杠螺母副的精度根据使用范围及要求，可
2、分为【 】个等级。（分数：2.00）A.3B.5C.7D.95.已知测得码盘式转速传感器发出 500个脉冲所用的时间为 10s，编码器每转脉冲数为 20，则转速为 【 】（分数：2.00）A.25rminB.30rminC.50rminD.150rmin6.已知某交流感应电动机的极对数为 2，工作频率为 50Hz，转差率为 08，则该电动机的转速为 【 】（分数：2.00）A.5rsB.10rsC.15rsD.20rs7.下列属于变磁阻电动机的是 【 】（分数：2.00）A.直流电动机B.交流感应电动机C.步进电动机D.永磁同步电动机8.步进电动机裕量角的计算公式为 【 】（分数：2.00）A
3、. r B. r T sm cos C. r D. r 180 9.若考虑系统抑制干扰的能力，选择采样周期的一条法则是采样速率应选为闭环系统通频带的 【 】（分数：2.00）A.5倍B.8倍C.10倍D.10倍以上10.如图所示触点方案表示的逻辑函数为 【 】 （分数：2.00）A.ACBCB.(AC)(BD)C.(AB)(CD)D.BCAD二、简答题(总题数：8，分数：16.00)11.概念设计的主要特性有哪些?（分数：2.00）_12.什么是顺序控制系统?分为哪几类?（分数：2.00）_13.在 PWM放大器中，一般采取什么措施保护功率管?（分数：2.00）_14.何谓变频调速?（分数：2
4、.00）_15.什么是全闭环伺服系统?（分数：2.00）_16.计算机在采样一数据系统中的作用是什么?（分数：2.00）_17.电流环的主要作用是什么?（分数：2.00）_18.运动控制可以分为哪几种运动形式?（分数：2.00）_三、计算题(总题数：4，分数：8.00)19.利用 8253控制卡，时钟频率为 2MHz，时间常数为 25000，步进分辨率为 400步转，工作台丝杠螺距为 2mm，求工作台运动速度、脉冲当量。（分数：2.00）_20.写出图中对应的助记符指令程序和布尔代数方程表达式。 （分数：2.00）_21.简化布尔代数方程：F （分数：2.00）_22.根据图中所示梯形图写出对
5、应的指令程序。 （分数：2.00）_四、简单应用题(总题数：3，分数：6.00)23.设计一个典型二阶 RC有源低通滤波器的电路原理图。（分数：2.00）_24.采用 10000Hz时钟产生常速度分布指令。步进电动机分辨率为 360步转，位置寄存器为?位，初始值为 0，零初始时刻二进制数 1000B装入速度寄存器(位数大于 4)。试求： (1)电动机转速。 (2)电动机速度分辨率。（分数：2.00）_25.在 y 平面内，由点(2，3)以恒定速度 v3cms 直线运动到点(12，4)，若采样周期为 001s，试推导两点问的直线插补递推计算公式。（分数：2.00）_五、综合应用题(总题数：2，分
6、数：4.00)26.某系统结构方块图如题 26图所示，试求： (1)KP 的值，以使系统满足截止频率 c 1。 (2)当单位阶跃输入时，K P 满足(1)时的稳态误差。 (3)计算满足(1)的系统的相位裕量 M 。 （分数：2.00）_27.按要求设计一个 PLC控制系统控制两台电动机 A、B 工作的系统，要求： (1)按钮 X 1 为 A电动机起动，按钮 X 2 为 A电动机停止(输出 Y 1 )。 (2)钮 X 3 为 B电动机起动，按钮 X 4 为 B电动机停止(输出 Y 2 )。(3)只有 A电动机在工作中，B 电动机才能工作。 试绘出梯形图，并写出助记符指令程序。（分数：2.00）_
7、全国自考（机电一体化系统设计）-试卷 8答案解析(总分：54.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：10，分数：20.00)1.若某系统的受控变量是机械运动，且此系统是一种反馈控制系统，则此系统称为 【 】（分数：2.00）A.顺序控制系统B.伺服系统 C.数控机床D.工业机器人解析：解析：伺服系统是一种反馈控制系统，它的受控变量是机械运动，如位置、速度及加速度。2.具有采集有关系统状态和行为的信息功能的是 【 】（分数：2.00）A.机械受控模块B.测量模块 C.驱动模块D.控制模块解析：解析：测量模块的功能是采集有关系统状态和行为的信息，它由传感器、调理电路、变换电路等组成。
8、3.如果所有负载折合到电动机轴上的【 】与电动机转子转动惯量相等，则速比达到最佳。（分数：2.00）A.速度B.加速度C.转矩D.转动惯量 解析：4.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。（分数：2.00）A.3B.5C.7 D.9解析：解析：滚珠丝杠螺母副的精度根据使用范围及要求分为七个等级，即 1、2、3、4、5、7、10 级，1级最高，依次递减.5.已知测得码盘式转速传感器发出 500个脉冲所用的时间为 10s，编码器每转脉冲数为 20，则转速为 【 】（分数：2.00）A.25rminB.30rminC.50rminD.150rmin 解析：6.已知某交流感应电动
9、机的极对数为 2，工作频率为 50Hz，转差率为 08，则该电动机的转速为 【 】（分数：2.00）A.5rs B.10rsC.15rsD.20rs解析：7.下列属于变磁阻电动机的是 【 】（分数：2.00）A.直流电动机B.交流感应电动机C.步进电动机 D.永磁同步电动机解析：解析：专动电磁型电动机又分为固定磁阻电动机和变磁电动机。而固定磁阻电动机常包括直流电动机、永磁同步电动机和交流感应电动机。8.步进电动机裕量角的计算公式为 【 】（分数：2.00）A. r B. r T sm cos C. r D. r 180 解析：9.若考虑系统抑制干扰的能力，选择采样周期的一条法则是采样速率应选为
10、闭环系统通频带的 【 】（分数：2.00）A.5倍B.8倍C.10倍D.10倍以上 解析：10.如图所示触点方案表示的逻辑函数为 【 】 （分数：2.00）A.ACBCB.(AC)(BD)C.(AB)(CD) D.BCAD解析：二、简答题(总题数：8，分数：16.00)11.概念设计的主要特性有哪些?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)创新性。 (2)工艺可实现性。 (3)多样性。 (4)层次性。 (5)避免不良结构性。(6)反复迭代性。)解析：12.什么是顺序控制系统?分为哪几类?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统。 根
11、据如何开始和终结操作，顺序控制可以分为两类： (1)当某一事件发生时，开始或结束操作的称为事件驱动顺序控制； (2)在某一时刻或一定时间间隔之后，开始或结束操作的称为时间驱动顺序控制。)解析：13.在 PWM放大器中，一般采取什么措施保护功率管?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：一般晶体管导通时，其导通电压会随电流增大而升高，尤其是过流时，导通电压会急剧升高，利用这一特性，可在晶体管导通时检测其导通压降。当它高于某一设定值时，便关断晶体管，达到保护目的。目前这种保护方法是很可靠的。晶体管饱和导通压降检测保护法中与非门的作用是晶体管加导通信号时，检测才起作用，以免晶体管关断时造成误判。)
12、解析：14.何谓变频调速?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：采用改变电机通电频率的方式来改变电机的转速的调速方式。)解析：15.什么是全闭环伺服系统?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：在具有减速器的位置伺服系统中，根据位置反馈传感器安装位置的不同，伺服系统可以分为半闭环伺服系统和全闭环伺服系统。当位置传感器安装输出轴(工作台)上时，传感器是直接测量工作台移动的，则把直接测量位置的系统称为全闭环饲服系统，它能良好的控制输出的精度。)解析：16.计算机在采样一数据系统中的作用是什么?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：计算机在系统中的作用： (1)按程序在一定时刻采样过程输出
13、变量值和接收(或插补)参考指令值； (2)比较参考指令和输出变量值，计算出系统误差； (3)计算控制律或控制算法，产生与系统误差相应的控制信号； (4)通过接口(如 DA 转换器)输出控制信号。)解析：17.电流环的主要作用是什么?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：电流环的主要作用是通过调节功率放大器输出电压，使得电动机的转矩跟踪希望的设定值。此外，电枢电流负反馈可以起故障保护作用，即使电动机处于堵转状态，电枢电流也不会上升到足以损毁电动机。)解析：18.运动控制可以分为哪几种运动形式?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)按运动形式可分为直线运动和曲线运动； (2)按运动性
14、质可分为平面运动和空间运动； (3)按运动控制方法可分为点位控制和连续路径控制。点位控制可以采用开环控制或闭环控制系统。而连续路径控制一般则要求采用闭环伺服控制系统。)解析：三、计算题(总题数：4，分数：8.00)19.利用 8253控制卡，时钟频率为 2MHz，时间常数为 25000，步进分辨率为 400步转，工作台丝杠螺距为 2mm，求工作台运动速度、脉冲当量。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：脉冲当量： 005(毫米脉冲) 工作台运动速度为 v )解析：20.写出图中对应的助记符指令程序和布尔代数方程表达式。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：布尔代数方程为 Y 6 (X
15、 10 ).(X 12 . )解析：21.简化布尔代数方程：F （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：F .1A(DE) )解析：22.根据图中所示梯形图写出对应的指令程序。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：指令程序为 LD X 1 LD X 2 CNT 001 #4 LD CNT001 OUT Y 1)解析：四、简单应用题(总题数：3，分数：6.00)23.设计一个典型二阶 RC有源低通滤波器的电路原理图。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：所设计电路原理图如图所示： )解析：24.采用 10000Hz时钟产生常速度分布指令。步进电动机分辨率为 360步转，位置寄存器为?
16、位，初始值为 0，零初始时刻二进制数 1000B装入速度寄存器(位数大于 4)。试求： (1)电动机转速。 (2)电动机速度分辨率。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)1000B8D 每 1ms进行一次累加，位置寄存器得到的脉冲数为： N82 -7 电动机的实际输出为： 82 -7 10000625(步秒) 电动机的转速为 n 60104167(rmin) (2)速度寄存器最小值可取 1电动机的速度分辨率为 )解析：25.在 y 平面内，由点(2，3)以恒定速度 v3cms 直线运动到点(12，4)，若采样周期为 001s，试推导两点问的直线插补递推计算公式。（分数：2.00）_正
17、确答案：(正确答案：插补周期数为 故递推公式为 n n-1 n-1 y n y n-1 yy n-1 )解析：五、综合应用题(总题数：2，分数：4.00)26.某系统结构方块图如题 26图所示，试求： (1)KP 的值，以使系统满足截止频率 c 1。 (2)当单位阶跃输入时，K P 满足(1)时的稳态误差。 (3)计算满足(1)的系统的相位裕量 M 。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)系统的开环传递函数为 则 c 1 时 所以 K p (2)单位阶跃响应输入时，系统稳态误差： (3)系统的相位裕量 M arctan( )解析：27.按要求设计一个 PLC控制系统控制两台电动机 A、B 工作的系统，要求： (1)按钮 X 1 为 A电动机起动，按钮 X 2 为 A电动机停止(输出 Y 1 )。 (2)钮 X 3 为 B电动机起动，按钮 X 4 为 B电动机停止(输出 Y 2 )。(3)只有 A电动机在工作中，B 电动机才能工作。 试绘出梯形图，并写出助记符指令程序。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：梯形图如图所示 )解析：
