中国地质大学江城学院2013－2014学年第二学期期末试题
机电一体化技术（A卷）
（考试时间：90分钟 总分：100分 答案请写在答题纸上）
一、填空题（每题2分，共10题，计20分）
1、机电一体化系统应包括基本要素：、、执行装置。 2、机械传动系统的主要特性有、和 3、传感器一般由和
4、某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。
5、伺服系统的基本组成可包含、和检测装置等四大部分。 6、某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。 7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。 8、PLC的编程语言主要有三类。
9、复位操作指令接收到复位信号为1时，被复位位置为0，之后被复位位的状态可以保持，直
到使其 的信号到来，才可改变该位状态。
10、电磁干扰必须具备三个基本条件；。 二、选择题（每题2分，共10题，计20分） 1、机械本体设计中的线性传动部件不包括（ ）。
A 减速装置 B 连杆机构 C 蜗杆副 D 丝杠螺母副 2、机械传动系统的转动惯量小会对系统产生（ ）的影响。 A 使机械负载增加，功率消耗大 B 系统响应速度变慢，灵敏度降低 C 系统的固有频率提高 D 阻尼增大
3、加速度传感器的基本力学模型是（ ）
A. 阻尼—质量系统 B. 弹簧—质量系统 C. 弹簧—阻尼系统 D. 弹簧系统
4、一般说来，如果增大幅值穿越频率c的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（ ） A. 产大 B. 减小 C. 不变 D. 不定 5、下面那个措施不能减小传动误差（ ）。
A 提高零部件本身精度 B 在满足使用要求的条件下，尽量增加传动级数 C 在减速传动中，精度低的传动机构应布置在高速轴上 D 消除间隙机构 6、齿轮传动中进行各级传动比分配的原则不包括（ ）。
A 等效转动惯量最小原则 B 重量最轻原则 C 输出轴转角误差最小原则 D 输入轴转角误差最小原则
7、直流伺服电动机的调速不可以通过（ ）来实现。 A 改变电枢电压 B 改变磁场和磁通 C 改变电枢回路电阻 D 使其机械特性变软 8、PLC的基本性能指标中，用来表征PLC规模大小的是（ ）
A 输入/输出点数（I/O点数） B 内存容量 C 指令条数 D 内部存储器 9. 从半物理仿真到全物理仿真属于（ ）仿真
A 软件级 B 软件-硬件级 C 硬件-软件级 D 硬件级 10．抑制干扰的措施很多，主要包括（ ）
A屏蔽 B 接地和软件处理等方法 C滤波 D以上三项 三、判断题（每题1分，共10题，计10分）
（ ）1. 伺服驱动技术直接影响机电一体化产品的功能执行和操作，它对产品的动态性能、稳
定性、操作精度和控制质量等具有决定性的影响。
（ ）2. 齿轮传动的转角总误差取决于最末一级齿轮的转角误差和传动比，故应当尽量减小最
末一级齿轮副的加工精度。
（ ）3. 直线运动导轨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。 （ ）4. 步进电动机的转速与输入的脉冲频率成反比。 （ ）5. 对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。
（ ）6. 接通延时定时器当IN信号由1变为0，则SV被复位，Tn状态为1。
（ ）7. PID控制器是根据反馈系统的偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量实现控制的。
（ ）8. 增大积分时间Ti有利于减小超调，减小振荡；使系统更加稳定，但系统静差的消除
将随之减慢。
（ ）9. 若两根信号线紧靠在一起，且信号线与地距离很近，那么信号间串扰减轻。 （ ）10.机电一体化系统设计过程围绕着“基本原理-总体布局-细部结构”三次循环设计。 四、名词解释题（每题3分，共5题，计15分） 1. 滚珠丝杆基本导程 2. 传感器
3. 歩距角 4. 系统仿真 5. 电磁敏感度
五、论述题（共1题，计15分）
如图所示的质量-弹簧-阻尼组成的机械动力学系统，其输入量为作用力f(t)，输出量为质量块的位移y(t) 。试写出该系统的状态空间表达式。
六、综合应用题（共1题，计20分）
某数控机床伺服进给系统的传动机构如图所示，已知电动机轴的转动惯量
Jm3.2103kgm2，工作台及刀架质量m600kg，滚珠丝杆d50mm，导程L08mm，丝杠长度L1840mm。齿轮齿数分别为z120,z240,z320,z448，模
数m2.5mm，齿宽b25mm。试求负载折算到电动机轴上的总等效转动惯量Je及电动机轴上总转动惯量J。
（丝杆和齿轮的材料密度7.810kg/m，齿轮的计算直径按分度圆直径计算，丝杆的计算直径取丝杆中径48mm）
3
3
M
1
y(t)
中国地质大学江城学院2013－2014学年第二学期期末试题
机电一体化技术（A卷）
（考试时间：90分钟 总分：100分 答案请写在答题纸上）
一、填空题（每题2分，共10题，计20分）
1、机电一体化系统应包括基本要素：、、执行装置。 2、机械传动系统的主要特性有、和 3、传感器一般由和
4、某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是_______________________。
5、伺服系统的基本组成可包含、和检测装置等四大部分。 6、某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为_____________。 7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数__________________________________________。 8、PLC的编程语言主要有三类。
9、复位操作指令接收到复位信号为1时，被复位位置为0，之后被复位位的状态可以保持，直
到使其 的信号到来，才可改变该位状态。
10、电磁干扰必须具备三个基本条件；。 二、选择题（每题2分，共10题，计20分） 1、机械本体设计中的线性传动部件不包括（ ）。
A 减速装置 B 连杆机构 C 蜗杆副 D 丝杠螺母副 2、机械传动系统的转动惯量小会对系统产生（ ）的影响。 A 使机械负载增加，功率消耗大 B 系统响应速度变慢，灵敏度降低 C 系统的固有频率提高 D 阻尼增大
3、加速度传感器的基本力学模型是（ ）
A. 阻尼—质量系统 B. 弹簧—质量系统 C. 弹簧—阻尼系统 D. 弹簧系统
4、一般说来，如果增大幅值穿越频率c的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（ ） A. 产大 B. 减小 C. 不变 D. 不定 5、下面那个措施不能减小传动误差（ ）。
A 提高零部件本身精度 B 在满足使用要求的条件下，尽量增加传动级数 C 在减速传动中，精度低的传动机构应布置在高速轴上 D 消除间隙机构 6、齿轮传动中进行各级传动比分配的原则不包括（ ）。
A 等效转动惯量最小原则 B 重量最轻原则 C 输出轴转角误差最小原则 D 输入轴转角误差最小原则
7、直流伺服电动机的调速不可以通过（ ）来实现。 A 改变电枢电压 B 改变磁场和磁通 C 改变电枢回路电阻 D 使其机械特性变软 8、PLC的基本性能指标中，用来表征PLC规模大小的是（ ）
A 输入/输出点数（I/O点数） B 内存容量 C 指令条数 D 内部存储器 9. 从半物理仿真到全物理仿真属于（ ）仿真
A 软件级 B 软件-硬件级 C 硬件-软件级 D 硬件级 10．抑制干扰的措施很多，主要包括（ ）
A屏蔽 B 接地和软件处理等方法 C滤波 D以上三项 三、判断题（每题1分，共10题，计10分）
（ ）1. 伺服驱动技术直接影响机电一体化产品的功能执行和操作，它对产品的动态性能、稳
定性、操作精度和控制质量等具有决定性的影响。
（ ）2. 齿轮传动的转角总误差取决于最末一级齿轮的转角误差和传动比，故应当尽量减小最
末一级齿轮副的加工精度。
（ ）3. 直线运动导轨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。 （ ）4. 步进电动机的转速与输入的脉冲频率成反比。 （ ）5. 对直流伺服电动机来说，其机械特性越硬越好。
（ ）6. 接通延时定时器当IN信号由1变为0，则SV被复位，Tn状态为1。
（ ）7. PID控制器是根据反馈系统的偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量实现控制的。
（ ）8. 增大积分时间Ti有利于减小超调，减小振荡；使系统更加稳定，但系统静差的消除
将随之减慢。
（ ）9. 若两根信号线紧靠在一起，且信号线与地距离很近，那么信号间串扰减轻。 （ ）10.机电一体化系统设计过程围绕着“基本原理-总体布局-细部结构”三次循环设计。 四、名词解释题（每题3分，共5题，计15分） 1. 滚珠丝杆基本导程 2. 传感器
3. 歩距角 4. 系统仿真 5. 电磁敏感度
五、论述题（共1题，计15分）
如图所示的质量-弹簧-阻尼组成的机械动力学系统，其输入量为作用力f(t)，输出量为质量块的位移y(t) 。试写出该系统的状态空间表达式。
六、综合应用题（共1题，计20分）
某数控机床伺服进给系统的传动机构如图所示，已知电动机轴的转动惯量
Jm3.2103kgm2，工作台及刀架质量m600kg，滚珠丝杆d50mm，导程L08mm，丝杠长度L1840mm。齿轮齿数分别为z120,z240,z320,z448，模
数m2.5mm，齿宽b25mm。试求负载折算到电动机轴上的总等效转动惯量Je及电动机轴上总转动惯量J。
（丝杆和齿轮的材料密度7.810kg/m，齿轮的计算直径按分度圆直径计算，丝杆的计算直径取丝杆中径48mm）
3
3
M
1
y(t)