【導讀】當外力去掉后，它又重新恢復到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應。最大電磁轉(zhuǎn)矩，它反映了步進電動機的制動能力和低速步進運行時的負載能力。最大相電壓和最大相電流分別是指步進電動機每相繞組所允許施加的最大電源電壓和流過的最大電流。

　　

【正文】 。 STD 總線的技術(shù)特點 _________________、 ______________、 ______________________、 高可靠性。 三、分析下圖斬波限流電路的工作原理 (30 分 ) 四、分析擴展的 ROM27256 的工作地址范圍和工作原理 (30 分 ) 《機電一體化技術(shù)》試卷 (八 )答案 考試方法：閉卷 考試時間１２０分鐘 共２頁 第 1 頁 —————————————————————————————————————— 一 、名詞解釋 (每小題 2 分，共 10 分 ) 外設與內(nèi)存間直接進行數(shù)據(jù)交換（ DMA）而不通過 CPU 為了提高 CPU 的效率和使系統(tǒng)具有良好的實時性，采用中斷方式 CPU就不必花費大量時間去查詢各外圍設備的狀態(tài)了。而是當外圍設備需要請求服務時，向 CPU發(fā)出中斷請求， CPU 響應外圍設備中斷，停 止執(zhí)行當前程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個外圍設備服務的程序，中斷處理完畢， CPU 又返回來執(zhí)行原來的程序。 共模干擾往往是指同時加載在各個輸入信號接口斷的共有的信號干擾。 伺服控制技術(shù)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度及動力輸出的自動控制技術(shù)。 串行通信是數(shù)據(jù)按位進行傳送的。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。 二 、 填空題 （每空１分，共 3０分） 機械技術(shù) 檢測技術(shù) 伺服技術(shù) 協(xié)調(diào)工作 電量 非電量 操作指導控制系統(tǒng) 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 監(jiān)督計算機控制系統(tǒng) 分級計算機控制系統(tǒng) 阻尼 摩擦 慣量 變換 耦合 1 導向精度高 耐磨性好 足夠的剛度 對溫度變化的不敏感性 摩擦小 度大 振性好 隙小 控制器 執(zhí)行環(huán)節(jié) 比較環(huán)節(jié) 取代法 整體法 模塊化設計 系統(tǒng)組成 修改和擴展方便 三、分析下圖斬波限流電路的工作原理 (30 分 ) 當環(huán)形分配器的脈沖輸入高電平（要求該相繞組通電）加載到光電耦合器 OT 的輸入端時，晶體管 VT 1 導通，并使 VT 2 和 VT 3也導通。在 VT 2導通瞬間，脈沖變壓器 TI在其二次線圈中感應出一個 正脈沖，使大功率晶體管 VT 4 導通。同時由于 VT3的導通，大功率晶體管 VT 5也導通。于是繞組 W中有電流流過，步進電動機旋轉(zhuǎn)。由于 W 是感性負載，其中電流在導通后逐漸增加，當其增加到一定值時，在檢測電阻 R10 上產(chǎn)生的壓降將超過由分壓電阻 R7 和電阻 R8 所設定的電壓值 Vref，使比較器 OP 翻轉(zhuǎn)，輸出低電平使 VT 2截止。在 VT 2截止瞬時，又通過 TI 將一個負脈沖交連到二次線圈，使 VT 4截止。于是電源通路被切斷， W 中儲存的能量通過 VT R10及二極管 VD7 釋放，電流逐漸減小。當電流減小到一定值后，在 R10上的壓降又低于 Vref，使 OP 輸出高電平， VT VT4及 W 重新導通。在控制脈沖持續(xù)期間，上述過程不斷重復。當輸入低電平時， VT l～ VT 5 等相繼截止， W 中的能量則通過 VD電源、地和 VD7釋放。 該電路限流值可達 6A左右，改變電阻 R10 或 R8 的值，可改變限流值的大小。波形圖如下 四、分析擴展的 ROM27256 的工作地址范圍和工作原理 (30 分 ) ROM27256 的地址范圍為 0000H~7FFFH P0口與 27256 的 I/O數(shù)據(jù)線相連，另一方面經(jīng) 8282 與 27256的低 8 位地址線連 ；用于擴展 32KB的片外 ROM；~ 與 27256 的 7 相連； 6264 的寫使端與單片機的 WR 相連；輸出使能端 OE 與單片機的 PSEN 相連； CE 片選信號端與 相連。 采用 MOVC @A+PC 或 MOVC @A+DPTR 來訪問此 ROM。 《機電一體化技術(shù)》試卷 (九 ) 考試方法：閉卷 考試時間１２０分鐘 共２頁 第 1 頁 —————————————————————————————————————— 一 、名詞解釋 (每小題 2 分，共 10 分 ) 1. 變頻調(diào)速 2. FMS 3. 響應特性 4. 敏感元件 5. 壓電效應 二、選擇題 （ 每小題 2 分，共 10 分 ） 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)、比較環(huán)節(jié)和 _________等個五部分。 A 換向結(jié)構(gòu) B 轉(zhuǎn)換電路 C 存儲電路 D 檢測環(huán)節(jié) 檢測環(huán)節(jié)能夠?qū)敵鲞M行測量，并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱，一般包括傳感器和 _______。 A 控制電路 B 轉(zhuǎn)換電路 C 調(diào)制電路 D 逆變電路 以下可對異步電動機進行調(diào)速的方法是 _______。 A 改變電壓的大小 B 改變電動機的供電頻率 C 改變電壓的相位 D 改變電動機轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù) 執(zhí)行元件：能量變換元件，控制機械執(zhí)行機構(gòu)運動，可分為 ________、液壓式和氣動式等。 A 電氣式 B 電磁式 C 磁阻式 D 機械式 步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過 ________ 決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。 A 脈沖的寬度 B 脈沖的數(shù)量 C 脈沖的相位 D 脈沖的占空比 三、簡答題 (每小題 10 分，共 30 分 ) 1 什么叫傳感器？傳感器的功用是什么？它是由哪幾部分組成的？各部分的作用及相互關系如何？ 2. 試簡述采樣 /保持器原理。 3. 工業(yè)控制用的計算機主要有哪幾種類型，它們分別適用于哪些場合？ 四 、簡單應用題 (每小題 10 分，共 20 分 ) 1. 刻線為 1024 的增量式角編碼器安裝在機床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為 2mm，編碼器在 10 秒內(nèi)輸出 307200個脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是多少？ 2. 有一脈沖電源，通過環(huán)形分配器將脈沖分配給五相十拍通電的步進電機定子勵磁繞組，測得 步進電機的轉(zhuǎn)速為100r/min，已知轉(zhuǎn)子有 24 個齒，求： 1）步進電機的步距角； 2）脈沖電源的頻率。 五 、 綜合應用 題 (每小題 15 分，共 30 分 ) 1. 三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子齒數(shù) Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉(zhuǎn)速為 120r/min， 輸入脈沖頻率為多少 ?步距角為多少 2. 根據(jù)下面的電路圖 ,編寫利用該接口電路一次完成 A/D轉(zhuǎn)換 ,并把轉(zhuǎn)換的結(jié)果的高 8位放入 R2中 ,低 8位放入 R3 中的程序段。 《機電一體化技術(shù)》試卷 (九 ) 答案 考試方法：閉卷 考試時間１２０分鐘 共２頁 第 1 頁 —————————————————————————————————————— 一 、名詞解釋 (每小題 2 分，共 10 分 ) 2. 柔性制造系統(tǒng)（ Flexible Manufacturing System）是由兩臺或兩臺以上加工中心或數(shù)控機床組成，并在加工自動化的基礎上實現(xiàn)物料流和信息流的自動化，其基本組成部分有：自動化加工設備，工件儲運系統(tǒng)，刀具儲運系統(tǒng)，多層計算機控制系統(tǒng)等。 3. 響應特性：指的是輸出量跟隨輸入指令變化的反應速度，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系的元件。 5. 壓電效應：某些電介質(zhì)，當沿著一定的方向?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。當外力去掉后，它又重新恢復到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為壓電效應。 二、選擇題 （ 每小題 2 分，共 10 分 ） D B B A B 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關系的，便于應用的某種物理量 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 S 等組成，如圖所示。當 S接通時，輸出信號跟蹤輸入信號，稱采樣階段。當 S斷開時，電容 C 二端一直保持斷開的電壓，稱保持階段。由此 構(gòu) 成一個簡單采樣 /保持器。實際上為使采樣 /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)控制的計算機主要有單片微型計算機、可編程序控制器（ PLC）、總線工控機等類型。根據(jù)機電一體化系統(tǒng)的大小和控制參數(shù)的復雜程度，選用不同的微型計算機。 單片機或可編程控制器主要用于，控制量為開關量和少量數(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，如 STD總線工控機、 IBMPC 總線工控機、 Multibus 工控機等。對于多層次、復雜的機電一體化系統(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，可分別采用單片機、可編程控制器、總線工控機和微型機來分別完成不同的功能。 四 、簡單應用題 (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） ∴ 300 2=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 、 綜合應用 題 (每小題 15 分，共 30 分 ) 1. K=1。 M=3, Z=100。 α=360/1*3*100= f=600Hz 2 MAIN： MOV R0， 7CH ；選擇 AD574，并令 A0=0 MOVX @R0， A ；啟動 A/D 轉(zhuǎn)換，全 12 位 LOOP： NOP JB ， 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 A0=1 MOVX A， @R0 ；讀取低 4 位，尾隨 4 個 0 MOV R3， A ；存入 R3 中 ? ? 《機電一體化技術(shù)》試卷 (十 ) 考試方法：閉卷 考試時間１２０分鐘 共２頁 第 1 頁 —————————————————————————————————————— 一 、名詞解釋 (每小題 2 分，共 10 分 ) 1. 單片機 2. I/O 接口 3. I/O 通道 4. 串行通信 （ DMA） 二 、單項選擇 題 (每小題 2 分，共 10 分 ) 1. 步進電動機，又稱電脈沖馬達，是通過 決定轉(zhuǎn)角位移的一種伺服電動機。 A 脈沖的寬度 B 脈沖的數(shù)量 C 脈沖的相位 D 脈沖的占空比 2. 對于交流感應電動機，其轉(zhuǎn)差率 s 的范圍為（ ）。 s2 s 1 s1 s0 指的是（ ）。 4. PD稱為（ ）控制算法。 ，復雜連續(xù)軌跡通常采用（ ）方法實現(xiàn)。 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)的主要特點有哪些？ 5 步進電動機是什么電機？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，設細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。