国开大学2021年01月1118《机电一体化系统设计基础》期末考试参考答案.pdf

1、试卷代号：1118 座位号IJ国家开放大学2020年秋季学期期末统一考试机电一体化系统设计基础试题2021年1月巨四t=f勹得分1评卷人一、单选题（每小题3分，共24分）1.机电一体化产品的主功能主要是由什么装置具体实现（）。A.检测装置B.电气装置C.机械装置D.动力装置2.为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（）。A.增大系统刚度B.增大系统转动惯量C.增大系统的驱动力矩D.减小系统的摩擦阻力3.下列哪个不是传感器的动态特性？（)A.幅频特性B.临界频率C.相频特性D.分辨率4.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为100线/mm,此光栅传感器测

2、量分辨率是()mm。A.1 B.o.1 C.O.01 D.O.001 5.闭环控制的驱动装置中，丝杠螺母机构位于闭环之外，所以它的（）。A.回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度B.传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度C.回程误差和传动误差都不会影响输出精度D.回程误差和传动误差都会影响输出精度293 6.以下可实现交流伺服电动机调速的方法是（）。A.改变供电电压的大小B.改变电动机的供电频率c.改变三相电压的相位差D.改变电动机转子绕组匝数7.以下（）不属于系统功能结构图的基本结构形式。A.串联结构B.平行结构c.星形结构D.环形结构8.数控机床的加工刀具属于系统的（）。A

3、.能源部分B.传感部分c.驱动部分D.执行机构得分1评卷人二、判断题（正确的打,J错误的打X,每题3分，共30分）9.机电一体化系统的主要功能就是对输人的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。()10.为减少机械传动部件对电机动态性能的影响，控制系统的工作频率应远离机械传动系统的固有频率，以免系统产生振荡而失去稳定性。（)11.滚珠丝杠垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。（)12.传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。()13.传感器在使用前、使用中或修理后，必须对其主要技术指标标定或校准，以确保传感器的性能指标达到要求。（)14.驱动装置在控制信息作用下输

4、出动力，伺服驱动包括电动、气动、液压等各种类型的驱动装置。（)15.交流伺服电机具有良好的调速特性，可以方便地实现平滑无极调速，故多应用于高端机电一体化设备中。（)16.一般说来，全物理仿真较之计算机仿真在时间、费用和方便性上都具有明显的优点，是一种经济、快捷与实用的仿真方法。（)17.PID调节器由比例调节器、除法调节器和加法调节器组合构成一个控制器，在工程中广泛应用。（)18.反求设计是建立在概率统计基础之上，主要任务是提高产品的可靠性，延长使用寿命，降低维修费用。（)294 尸三、简答题（每小题8分，共24分）19.完善的机电一体化系统主要包括哪几部分？20.齿轮传动中圆柱直齿轮的齿侧间

5、隙的调整方法有哪些？斜齿轮的齿侧间隙的调整方法又有哪些？21.何谓概念设计？简述概念设计的设计过程。尸尸四、计算题(10分）22.一个四相八拍运行的步进电机，转子齿数为50,则其步距角为多少？如要求步进电机2秒钟转10圈，则每一步需要的时间T为多少？得分1评卷人五、综合题(12分）23.分析图中整体式PLC的各组成部分中CPU、存储器、电源、输入输出单元的功能。编程器计算机打印机295 试卷代号：1118 国家开放大学2020年秋季学期期末统一考试机电一体化系统设计基础试题答案及评分标准（供参考）2021年1月一、单选题（每小题3分，共24分）LC 5.D 2.A 6.B 3.D 7.C 4.

6、C 8.D 二、判断题（正确的打.J错误的打X,每题3分，共30分）9.X 10.,J 11.12.X 13.,J 14.-)15.-)16.X 17.X 18.X 三、简答题（每小题8分，共24分）19.完善的机电一体化系统主要包括哪儿部分？答：机械本体、动力系统、传感检测系统、执行部件、信息处理及控制系统五部分相互协调，共同完成所规定的目的功能。20.齿轮传动中圆柱直齿轮的齿侧间隙的调整方法有哪些？斜齿轮的齿侧间隙的调整方法又有哪些？答：圆柱直齿轮传动齿侧间隙的调整方法有：偏心套调整法、轴向垫片调整法、双片薄齿轮错齿调整法（周向拉簧式、可调拉簧式）；斜齿轮传动齿侧间隙的调整方法有：垫片错齿

7、调整法。21.何谓概念设计？简述概念设计的设计过程。答：概念设计是指在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案。设计过程：设计任务抽象化，确定系统的总功能-将总功能分解为子功能，直到功能元-寻找子功能（功能元）的解-将原理解进行组合，形成多种原理设计方案-对众多方案进行评价决策，选定最佳方案-概念产品。四、计算题10分）360360 22.解：步距角0=-=一一=O.9(5分）mz 8 X 50 每一步需要的时间T=每圈时间每圈的步数，2 0.2 T=-=5 X 10-4s=O.5ms(5分）lOmz 8 X 50 296 五、综合题(12分）23.答：(1)中央处理器CPU是PLC的运算和控制核心，控制其它所有部件的运行，功能相当于人的大脑。(3分）(2)存储器用来存储数据和程序，包括随机存储器CRAM)和只读存储器CROM)分别用千存储用户程序和数据，以及系统程序和数据。(3分）(3)输入输出(I/0)单元是CPU与现场I/0设备或其它外部设备之间的连接部件。(3分）(4)电源包括系统电源和后备电池，其中后备电池可在停电时继续保持几十小时的供电。(3分）297