【正文】 儲運(yùn)系統(tǒng)，刀具儲運(yùn)系統(tǒng)，多層計算機(jī)控制系統(tǒng)等。3. 響應(yīng)特性：指的是輸出量跟隨輸入指令變化的反應(yīng)速度，決定了系統(tǒng)的工作效率。4. 敏感元件是直接可以感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關(guān)系的元件。5. 壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定的方向?qū)λ┘恿Χ顾a(chǎn)生變形時，內(nèi)部就會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上將產(chǎn)生符號相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應(yīng)。三、簡答題 (每小題10分，共30分)1. 傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的，便于應(yīng)用的某種物理量 的測量裝置。傳感器的功用是：一感二傳。組成：傳感器一般是由敏感元件、傳感元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件：直接可以感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關(guān)系的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是轉(zhuǎn)換元件的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。基本轉(zhuǎn)換電路：上述的電路參量進(jìn)入基本轉(zhuǎn)換電路中，就可以轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器只完成被測參數(shù)到電量的基本轉(zhuǎn)換。2. 采樣/保持由存儲電容C，模擬開關(guān)S等組成，如圖所示。當(dāng)S接通時，輸出信號跟蹤輸入信號，稱采樣階段。當(dāng)S斷開時，電容C二端一直保持?jǐn)嚅_的電壓，稱保持階段。由此構(gòu)成一個簡單采樣/保持器。實(shí)際上為使采樣/保持器具有足夠的精度，一般在輸入級和輸出級均采用緩沖器，以減少信號源的輸出阻抗，增加負(fù)載的輸入阻抗。在電容選擇時，使其大小適宜，以保證其時間常數(shù)適中，并選用漏泄小的電容。3. 工業(yè)控制的計算機(jī)主要有單片微型計算機(jī)、可編程序控制器（PLC）、總線工控機(jī)等類型。根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的大小和控制參數(shù)的復(fù)雜程度，選用不同的微型計算機(jī)。單片機(jī)或可編程控制器主要用于，控制量為開關(guān)量和少量數(shù)據(jù)信息的模擬量的小系統(tǒng)。對于數(shù)據(jù)處理量大的系統(tǒng)，則往往采用基于各類總線結(jié)構(gòu)的工控機(jī)，如STD總線工控機(jī)、IBMPC總線工控機(jī)、Multibus工控機(jī)等。對于多層次、復(fù)雜的機(jī)電一體化系統(tǒng)，則要采用分級分步式控制系統(tǒng)，在這種控制系統(tǒng)中，根據(jù)各級及控制對象的特點(diǎn)，可分別采用單片機(jī)、可編程控制器、總線工控機(jī)和微型機(jī)來分別完成不同的功能。四、簡單應(yīng)用題 (每小題10分，共20分)1. 10s內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)：307200247。1024=300（轉(zhuǎn)）位移量（∵螺距 T=2mm）∴3002=600 (mm)轉(zhuǎn)速： 300247。10=30（轉(zhuǎn)/秒）2. 1) K=2。 M=5, Z=24。 α=360/2*5*24=2) f=400Hz五、綜合應(yīng)用題 (每小題15分，共30分)1. K=1。 M=3, Z=100。 α=360/1*3*100=f=600Hz2 MAIN： MOV R0，7CH ；選擇AD574，并令A(yù)0=0MOVX @R0，A ；啟動A/D轉(zhuǎn)換，全12位LOOP： NOPJB ，LOOP ；查詢轉(zhuǎn)換是否結(jié)束MOVX A，@R0 ；讀取高8位MOV R2，A ；存人R2中MOV R0，7DH ；令A(yù)0=1MOVX A，@R0 ；讀取低4位，尾隨4個0MOV R3，A ；存入R3中… …《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (十)一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1. 單片機(jī) 2. I/O接口 3. I/O通道 4. 串行通信 （DMA）三、簡答題 (每小題5分，共30分)1. 試簡述光電式轉(zhuǎn)速傳感器的測量原理。2. 試述可編程控制器的工作原理。3. 在模擬輸入通道中，采樣/保持器有什么作用？是否模擬輸入通道中必須采用采樣/保持器？為什么？4. 柔性制造系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有哪些？5 步進(jìn)電動機(jī)是什么電機(jī)？它的驅(qū)動電路的功能是什么?6. 伺服控制系統(tǒng)一般包括哪幾個部分？每部分能實(shí)現(xiàn)何種功能？四、計算題 (每小題10分，共20分)1. 某光柵傳感器，刻線數(shù)為100線/mm，設(shè)細(xì)分時測得莫爾條紋數(shù)為400，試計算光柵位移是多少毫米？若經(jīng)四倍細(xì)分后，記數(shù)脈沖仍為400，則光柵此時的位移是多少？測量分辨率是多少？2. 若12位A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓是 177。 2 .5V，試求出其采樣量化單位q 。若輸入信號為1V，問轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)值是多少。五、綜合應(yīng)用題 (每小題15分，共30分)4－錐齒輪 3－鍵 5－壓簧 6－螺母 7－軸 周向彈簧調(diào)整法2. 分析下圖差動螺旋傳動原理設(shè)螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相同，且導(dǎo)程分別為Ph1和Ph2。2為可動螺母《機(jī)電一體化技術(shù)》試卷 (十) 答案一、名詞解釋 (每小題2分，共10分)1. 它是把組成微機(jī)的CPU、存儲器I/O接口電路、定時器/計數(shù)器等制作在一塊集成芯片上構(gòu)成一個完整的計算機(jī)。2. I/O接口電路也簡稱接口電路。它是主機(jī)和外圍設(shè)備之間交換信息的連接部件（電路）。它在主機(jī)和外圍設(shè)備之間的信息交換中起著橋梁和紐帶作用。3. I/O通道也稱為過程通道。它是計算機(jī)和控制對象之間信息傳送和變換的連接通道4. 串行通信是數(shù)據(jù)按位進(jìn)行傳送的。在傳輸過程中，每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個固定的時間長度，一位一位的串行傳送和接收。串行通信又分為全雙工方式和半雙工方式、同步方式和異步方式。5. 硬件在外設(shè)與內(nèi)存間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換（DMA）而不通過CPU三、簡答題 (每小題5分，共30分)1. 光電式轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成。光源發(fā)生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。當(dāng)縫隙圓盤隨被測軸轉(zhuǎn)動時，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測量單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)N，則可測出轉(zhuǎn)速為 式中 Z——圓盤上的縫隙數(shù)；n——轉(zhuǎn)速(r／min)；t——測量時間(s)。2. 可編程控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）和停止（STOP）狀態(tài)。不管是在哪種狀態(tài)，PLC都是反復(fù)不斷地重復(fù)進(jìn)行，直至PLC停機(jī)。在每次循環(huán)中，若處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)，可編程控制器完成5個階斷，如圖所示。若處于停止（STOP）狀態(tài)，PLC也要循環(huán)進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)。3. 由于任何一種A/D轉(zhuǎn)換器都需要有一定時間來完成量化及編碼操作，因此，在轉(zhuǎn)換過程中，模擬量不能發(fā)生變化，否則，將直接影響轉(zhuǎn)換精度。采樣/保持器（SamPLE/Hold）就是使在A/D轉(zhuǎn)換時，保證輸入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量不發(fā)生變化。模擬輸入通道中不一定非得采用采樣保持器。當(dāng)輸入的模擬量信號變化緩慢時，也可省去采樣/保持器。4. （1）柔性高，適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn)；（2）系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)床工藝能力上是相互補(bǔ)充和相互替代的；（3）可混流加工不同的零件；（4）系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不中斷整個系統(tǒng)的運(yùn)作；（5）多層計算機(jī)控制，可以和上層計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)；（6）可進(jìn)行三班無人干預(yù)生產(chǎn)。5. 步進(jìn)電動機(jī)又稱電脈沖馬達(dá)，是通過脈沖數(shù)量決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機(jī)，成本較低，易于采用計算機(jī)控制，且比直流\交流電動機(jī)組成的開環(huán)控制系統(tǒng)精度高，因而被廣泛應(yīng)用于開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中。步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路實(shí)際上是一個功率開關(guān)電路，為使步進(jìn)電動機(jī)能輸出足夠的轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動負(fù)載工作，提供的足夠功率的控制信號。6. 伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等個五部分。比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進(jìn)行比較，以獲得輸出與輸入間的偏差信號，通常由專門的電路或計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)；控制器通常是計算機(jī)或PID控制電路；其主要任務(wù)是對比較元件輸出的偏差信號進(jìn)行變換處理，以控制執(zhí)行元件按要求動作；執(zhí)行元件按控制信號的要求，將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，驅(qū)動被控對象工作，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各種電機(jī)或液壓、氣動伺服機(jī)構(gòu)等。被控對象是指被控制的機(jī)構(gòu)或裝置，是直接完成系統(tǒng)目的的主體，一般包括傳動系統(tǒng)、執(zhí)行裝置和負(fù)載；檢測環(huán)節(jié)指能夠?qū)敵鲞M(jìn)行測量，并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱的裝置，一般包括傳感器和轉(zhuǎn)換電路。四、計算題 (每小題10分，共20分)1) 100：1=400：хx=4 mm四細(xì)分：400：1=400：хx=1mm分辨率：1247。400=(μm)2) 10s內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)：307200247。1024=300（轉(zhuǎn)）位移量（∵螺距 T=2mm）∴3002=600 (mm)轉(zhuǎn)速： 300247。10=30（轉(zhuǎn)/秒）五、綜合應(yīng)用題 (每小題15分，共30分)1. 在錐齒輪4的傳動軸7上裝有壓簧5，其軸向力大小由螺母6調(diào)節(jié)。錐齒輪4在壓簧5的作用下可軸向移動，從而消除了其與嚙合的錐齒輪1之間的齒側(cè)間隙。2. 當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動角時，可動螺母2的移動距離為 （1）如果Ph1與Ph2相差很小，則 L很小。因此差動螺旋常用于各種微動裝置中。若螺桿3左、右兩段螺紋的旋向相反，則當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動角時，可動螺母2的移動距離為 （2）可見，此時差動螺旋變成快速移動螺旋，即螺母2相對螺母1快速趨近或離開。這種螺旋裝置用于要求快速夾緊的夾具或鎖緊裝置中。定時掃描方式鍵盤就是每隔一段時間對鍵盤掃描一次，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時器產(chǎn)生一定時間（例如10ms）的定時，當(dāng)定時時間到就產(chǎn)生定時器溢出中斷，CPU響應(yīng)中斷后對鍵盤進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時識別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。8051單片機(jī)的P1口作為鍵盤I/O口，鍵盤的列線接到P1口的低4位，鍵盤的行線接到P1口的高4位。～+5V，～，～。4根行線和4根列線形成16個相交點(diǎn)。(1）程序功能。若有鍵被按下，應(yīng)識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進(jìn)行掃描。（2）檢測當(dāng)前是否有鍵被按下?！?”，～，～“1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。（3）去除鍵抖動。當(dāng)檢測到有鍵按下后，延時一段時間再做下一步的檢測判斷。 （4）～： 1 1 1 0　 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 ～，若全為“1”，則表示為“0”這一行沒有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后把行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值。（5）為了保證鍵每閉合一次CPU僅做一次處理，必須去除鍵釋放時的抖動。（6）掃描程序的流程圖（7）鍵盤掃描程序17