1、机电一体化复习题一、名词解释 1机电一体化 2伺服控制 3闭环控制系统 4逆变器 5 SPWM 6单片机 7 I/O接口 8 I/O通道 9 串行通信 10直接存储器存取（DMA）二、判断题： 1 在计算机接口技术中I/O通道就是I/O接口。（）2 滚珠丝杆不能自锁。（）3 无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。（）4 异步通信是以字符为传输信息单位。（）5 同步通信常用于并行通信。（）6 无条件I/O方式常用于中断控制中。（）7从影响螺旋传动的因素看，判断下述观点的正确或错误（1）影响传动精度的主要是螺距误差、中径误差、牙型半角误差（）（2）螺杆轴向窜动误差是影响传动精
2、度的因素（）（3）螺杆轴线方向与移动件的运动方向不平行而形成的误差是影响传动精度的因素（）（4）温度误差是影响传动精度的因素（）三、单项选择题1. 步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（ B ） 决定转角位移的一种伺服电动机。A 脉冲的宽度 B 脉冲的数量C 脉冲的相位 D 脉冲的占空比2. 对于交流感应电动机，其转差率s的范围为（B）。A.1s2 B.0s 1 C.-1s1 D.-1s03.PWM指的是（C）。A.机器人B.计算机集成系统 C.脉宽调制 D.可编程控制器4. PD称为（B）控制算法。A.比例 B.比例微分 C.比例积分 D.比例积分微分5.在数控系统中，复杂连续轨迹通常采用（A
3、）方法实现。A.插补 B.切割 C.画线 D.自动四、填空题 1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为 ： 串行 通信和 并行 通信。2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括 模拟量输入通道 模拟量输出通道、数字量输入通道 数字量输出通道 四种通道。3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。4. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式 液压式 气压式和其它 等四大类型。5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是等腰三角波 ， 而调制波是正弦波 6. 异步交流电动机变频调速：a) 基频（额定频率）以下的恒磁通变频调
4、速，属于恒转矩 调速方式。b) 基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于恒功率调速方式。7. 开环步进电动机控制系统，主要由. 环形分配器 功率驱动器 步进电机等组成。8. 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13. 实现步进电动机通电14. 环形分配的三种常用方法是：1）计算机软件 2） 硬件分配，3）专用环形分配器9. 根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：1）操作指导控制系统2）直接控制系统3）监督计算机控制系统4）分级计算机控制系统10应用于工业控制的计算机主要有：1）单片机 2）PLC，3）总线工控机等类型。11.干扰传播途径有二种方式，其中传导
5、耦合方式：干扰信号能量以 电压或电流的形式，通过金属导体传递。12. 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、隔离 滤波 接地合理布局和软件抗干扰技术。13. 电场屏蔽-通常用铜、铝等导电性能良好 的金属材料作屏蔽体，并应保持良好接地。14根据频率特性解释下列滤波器的作用：1）低通滤波器：只让低频成分通过，而高于截止频率成分受到抑制、衰减，不让通过。2）带通滤波器：只让某一频带内的成分 通过，而低于上截止频率成分和高于_下截止频率成分的成分抑制,不让通过。五、简答题 1. 试简述光电式转速传感器的测量原理。 2. 试述可编程控制器的工作原理。3. 在模拟输入通道中，采样/保持器有什么作用？是否模拟输入通
6、道中必须采用采样/保持器？为什么？ 4. 柔性制造系统的主要特点有哪些？5 步进电动机是什么电机？它的驱动电路的功能是什么?6. 伺服控制系统一般包括哪几个部分？每部分能实现何种功能？六、解答题 (每小题5分，共40分)1简述一个典型的机电一体化系统的基本组成要素。2直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法？ 3简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成。4. 简述在微机控制系统中I/O控制方式及I/O接口的编址方式。5简述伺服系统的结构组成。6DAC0832有哪三种输入工作方式？有哪二种输出工作方式？7. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组，
7、测得步进电机的转速为100r/min，已知转子有24个齿，求： 1）步进电机的步距角； 2）脉冲电源的频率。8. 测量某加热炉温度范围为1001124，线性温度变送器输出05V，用ADC0809转换器输入到微机控制系统中，试求测量该温度环境的分辨率和精度。七、计算题 1. 某光栅传感器，刻线数为100线/mm，设细分时测得莫尔条纹数为400，试计算光栅位移是多少毫米？若经四倍细分后，记数脉冲仍为400，则光栅此时的位移是多少？测量分辨率是多少？2. 若12位A/D转换器的参考电压是 2 .5V，试求出其采样量化单位q 。若输入信号为1V，问转换后的输出数据值是多少。八、综合应用题 (每小题15
8、分，共30分)1.分析下图调整齿侧间隙的原理1、4锥齿轮 2、3键 5压簧 6螺母 7轴 2、周向弹簧调整法2. 分析下图差动螺旋传动原理设螺杆3左、右两段螺纹的旋向相同，且导程分别为Ph1和Ph2。2为可动螺母机电一体化复习题参考答案一 名词解释1 机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，以系统为出发点的最佳功能价值的系统工程技术。2 伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。3 闭环控制系统是指具有反馈的控制系统。4 逆变器是将直流电变成交流
9、电的电路。5 SPWM是指脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。6 它是把组成微机的CPU、存储器I/O接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成芯片上构成一个完整的计算机。7 I/O接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。 8 I/O通道也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。9 串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位的串行传送和接收。串行通信又分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。10 硬件在外设与内存间直
10、接进行数据交换（DMA）而不通过CPU五、简答题1. 光电式转速传感器是一种角位移传感器，由装在被测轴(或与被测轴相连接的输入轴)上的带缝隙圆盘、光源、光电器件和指示缝隙盘组成。光源发生的光通过缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上。当缝隙圆盘随被测轴转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指示缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的电脉冲，根据测量单位时间内的脉冲数N，则可测出转速为 式中 Z圆盘上的缝隙数； n转速(rmin)；t测量时间(s)。2. 可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）和停止（STOP）状态。不管是在哪种状态，PLC都是反复不断地重复进行，直至PL
11、C停机。在每次循环中，若处于运行（RUN）状态，可编程控制器完成5个阶断，如图所示。若处于停止（STOP）状态，PLC也要循环进行内部处理和通信服务。3. 由于任何一种A/D转换器都需要有一定时间来完成量化及编码操作，因此，在转换过程中，模拟量不能发生变化，否则，将直接影响转换精度。采样/保持器（SamPLE/Hold）就是使在A/D转换时，保证输入A/D转换器的模拟量不发生变化。模拟输入通道中不一定非得采用采样保持器。当输入的模拟量信号变化缓慢时，也可省去采样/保持器。4. （1）柔性高，适应多品种中小批量生产；（2）系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；（3）可混流加工不同的零件；
12、（4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；（5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；（6）可进行三班无人干预生产。5. 步进电动机又称电脉冲马达，是通过脉冲数量决定转角位移的一种伺服电动机，成本较低，易于采用计算机控制，且比直流交流电动机组成的开环控制系统精度高，因而被广泛应用于开环控制的伺服系统中。步进电动机驱动电路实际上是一个功率开关电路，为使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作，提供的足够功率的控制信号。6. 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等个五部分。比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号，通常由专门
13、的电路或计算机来实现；控制器通常是计算机或PID控制电路；其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按要求动作；执行元件按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作，机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等。被控对象是指被控制的机构或装置，是直接完成系统目的的主体，一般包括传动系统、执行装置和负载；检测环节指能够对输出进行测量，并转换成比较环节所需要的量纲的装置，一般包括传感器和转换电路。六、解答题 (每小题5分，共40分)1 1）机械本体2）动力与驱动；3）传感测试部分；4）执行机构5）控制及信息处理单元 21）、偏心轴套
14、调整法 2）、双片薄齿轮错齿调整法3 对机械系统的基本要求：高精度；快速响应；良好的稳定性。机械系统的组成：传动机构；导向机构；执行机构。4. 程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。 独立编址；与储存器统一编址。5 1) 比较环节；2) 控制器；3) 执行环节；4) 被控对象；5) 检测环节。6输入工作方式：（1）直通方式 （2）单缓冲方式（3）双缓冲方式 输出工作方式：（1）单极性输出 （2）双极性输出7. 1) K=2; M=5, Z=24; =360/2*5*24=1.52) f=400Hz8. 4 ; +2。七、计算题 1) 100：1=400： x=4 mm四细分：400：
15、1=400：x=1mm分辨率：1400=2.5(m)2) q=fmaxfmin/2i=5/212=0.00122 n=3.5/0.00122=28692869化为二进制为101100110101八、综合应用题 (每小题15分，共30分)1. 在锥齿轮4的传动轴7上装有压簧5，其轴向力大小由螺母6调节。锥齿轮4在压簧5的作用下可轴向移动，从而消除了其与啮合的锥齿轮1之间的齿侧间隙。1、4锥齿轮 2、3键 5压簧 6螺母 7轴 2. 当螺杆转动角时，可动螺母2的移动距离为 （1） 如果Ph1与Ph2相差很小，则 L很小。因此差动螺旋常用于各种微动装置中。若螺杆3左、右两段螺纹的旋向相反，则当螺杆转
16、动角时，可动螺母2的移动距离为 （2）可见，此时差动螺旋变成快速移动螺旋，即螺母2相对螺母1快速趋近或离开。这种螺旋装置用于要求快速夹紧的夹具或锁紧装置中。机电一体化技术试题一、填空(每空2分，共20分)1.机电一体化产品按用途可以划分为 和 2控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成。3在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守原则。4典型的可编程控制器由编程器、微处理器、贮存器、和等部分构成。5传感器的静态特性能数主要有、二、迟滞和重复精度。二、简答题(每题4分，共20分)1为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度?2机电一体化相关技术有哪些? 3转动惯量对传动系统有
17、哪些影响?4简述机电一体化产品设计中，详细设计的主要内容。 5简述AD、DA接口的功能。三、分析题(20分)1已知数控机床控制系统如图所示，试说明图中的各个部分属于机电一体化系统巾的哪一个基本要素?2试分析图示传动系统中，齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响?四、计算题(24分)1如图所示电机驱动系统，已知工作台的质量为m=50kg负载力为F11000N，最大加速度为10ms2，丝杠直径为d20mm，导程t4mm，齿轮减速比为i=5，总效率为=30，忽略丝杠惯量的影响，试计算电机的驱动力矩。2已知某工作台采用直流电机丝杠螺母机构驱动，已知工作台的行程L=250mm，丝杠导程t4mm，齿轮
18、减速比为i=5，要求工作台位移的测量精度为o005mm(忽略齿轮和丝杠的传动误差)。 (1)试采用高速端测量方法，确定旋转编码器的每转脉冲数(2)若将传感器与丝杠的端部直接相连，n。=500脉冲转的旋转编码器是否合用。五、综合题(16分) 已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示，确定整系统的控制方案、画出控制系统原理图。(至少提出两个方案)答案及评分标准(供参考)一、填空每空2分，共20分)1.办公机电一体化产品 产业机电一体化产品 民用机电一体化产品2控制软件 硬件接口3前小后大4电源 输入输出接口5灵敏度 线性度二、简答题(每题4分，共20分)1答：机电一体化技术
19、使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。2答：机电一体化相关技术有：机械技术，计算机与信息处理技术，系统技术，白动控制技术，传感器测试技术和伺服驱动技术。3答：转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大；使系统相应速度变慢，降低灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。4答：详细设计主要包括：系统总体设计；业务的分组；机械本体及工具设计；控制系统设计：程序设计；后备系统设计；完成详细设计书及制造图样；产品出厂及使用文件的设计。5答：AD接口的功能是将温度、压力等物理量经传
20、感器变成的电压、电流等信号转换为数字量。DA接口是将二进制数字量转换成电压信号。三、分析题(20分)1.(10分)解答：图中各部可分为：(1) 控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示；(2)测试传感部分：光电编码器、信号处理；(3)能源：电源；(4)驱动部分：功放、电机；(5)执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台2(10分)解答：齿轮传动链位于电机之后，前向通道的闭环之外，其传动误差的低频分量和高频分量都不能通过闭环控制来消除，都会影响输出精度。四、计算题(24分)1(12分)解： (1)计算负载力 (4分)负载力由外负载力、惯性负载力两部分构成(1)高速端测量 设传感器的每转脉
21、冲数为，n，每个脉冲对应工作台的位移为 满足题目要求。(2)低速端测量传感器直接与丝杠连接，与减速比无关 可知”。500脉冲转的编码器不合用。五、综合题(16分)解：可以使用工业PC机或者单片机完成系统的控制。具体可以有下三种方案：(1)工业PC机集中控制方案： 用一台工业PC机对三个自由度实现集中控制，包括任务管理和三个自由度的伺服控制，系统原理图如下。(2)工业PC机、单片机分级控制方案：用一台工业PC机与三个单片机通信，对三个单片机实现管理，每个单片机负责一个自由度的伺服控制，控制系统原理图如下。(3)单片机、单片机分级控制方案：用一个单片机作为主单片机与三个从单片机通信，对三个从单片机
22、实现管理，每个从单片机负责一个自由度的伺服控制，控制系统原理图如下。评分标准：正确回答出三种方案之中的任意两个即可得满分。一、填空题1.控制及信息处理单元一般由 控制计算机 、控制软件 和 硬件电路接口 组成。2.机电一体化产品按用途可以划分为 民用机电一体化、半工机电一体化 和 产业机电一体化 产品。3.机电一体化系统设计的质量管理主要体现在 质量目标管理 、实行可行性设计 和 进行设计质量评审三个方面。4.市场预测主要包括 定期预测 和 定量预测 方法。5.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制在 精度、稳定性和 快速响应 等方面的要求。6.在多级传动中，为了减小传动误差，传动比的分配应
23、遵守 先小后大 原则。7.当负载折算到电机轴上的惯量等于 转子惯量 时，系统能达到惯性负载和驱动力矩的最佳匹配。8.机械传动系统中，影响系统传动精度的误差可分为 传动误差 和 回程误差 两种。二、简答题1.机电一体化系统中，传感测试部分的作用是什么？传感测试部分的作用是对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变为可识别的信号，使输到信息处理单元。经分析处理后产生控制信息。2.简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）拟定产品开发目标和技术规范，收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济型分析，总体方案设计，总体方案的评审和评价，详细设计，方案的评审和评价，试制样机，样机实验
24、测试，技术评价与审定，小批量生产，试销，正常生产，销售。3.为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测、控制补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。4.影响机电一体化系统传动机构动力学特性的主要因素有哪些？系统的负载变化、传动系统的惯性、传动系统的固有频率、传动系统中的摩擦与润滑。5.转动惯量对传动系统有哪些影响？在传动系统中，转动惯量增大使机械负载增加，功率消耗大，使系统相应速度变慢，降低灵敏度，使系统固有频率下降，容易产生谐振。6.为减小机械系统的传动误差
25、，可采用哪些结构措施？适当提高零部件本身的精度，合理设计传动链，减小零部件制造、装配误差对传动精度的影响，采用消隙机构以减小或消除回程误差。三、计算题1图示丝杠螺母驱动系统，已知工作台的质量m=200Kg，丝杠螺距t=5mm,丝杠长度L=0.8m,中径为d=30mm,材料密度为，齿轮齿数分别为z120，z245，模数m2mm，齿宽b20mm。试求折算到电机轴上的总等效惯量J。解：(1)计算各传动件的转动惯量(2)工作台折算到丝杠上的转动惯量为(3)折算到电机轴的转动惯量2试设计一数控机床工作台用滚珠丝杠副。已知平均载荷Fm3600N，丝杠工作长度l1.25m，平均转速nm120r/min，每天
26、开机6h，每年250个工作日计，要求工作10年以上。丝杠材料为CrWMn钢，滚道硬度为5862HRC，丝杠传动精度要求为0.03mm。四、分析题一数控系统如图所示，试说明图中的各个部分分别属于机电一体化系统的哪一基本结构要素。控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示测试传感部分：光电编码器、信号处理能源：电源驱动部分：功放、电机执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台一、填空题1.在机电一体化系统的驱动装置中，位于前向通道闭环之内的环节，其误差的 低频分量 对输出精度基本无影响，而误差的 高频分量 影响系统的输出精度。2.为提高闭环系统的稳定性，应增大执行装置的 固有频率 和系统的 阻
27、尼能力。3.对于执行装置，选择较大的传动比可使系统的 相对阻尼系数 增大，有利于系统的稳定性。4.对于线性控制系统，若要求在达到高精度的同时减小定位时间，则必须提高系统的 固有频率 。5.步进电机的驱动电源由 变频信号源、脉冲分配器 和功率放大器 组成。6.由矩频特性曲线可知，步进电机的 最大动态转矩 小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而 降低 。7.当前，广泛采用的直流伺服电机的驱动电路有 线性直流伺服放大器 和 脉冲调制放大器 两种。8.交流异步电动机的转速与 电源频率、磁极对数 和 转差率 有关。9.液压系统的伺服控制元件主要有 电液比例阀 和 电液伺服阀。10.评定定位系统的主要性能
28、指标是 定位精度 和 定位时间。二、简答题1.如何提高伺服系统的响应速度？伺服系统的响应速度主要取决于伺服系统的频率特性和伺服系统的加速度。(1)提高系统的固有频率减小阻尼，增加传动系统的刚度，减小折算的转动惯量，减小摩擦力，均有利于提高系统的响应速度。(2)提高驱动原件的驱动力可以提高系统的加速度，由此也可以提高系统的响应速度。2.步进电机是如何实现速度控制的？步进电机的运动是由输入电脉冲信号控制的。每当电机绕组接收一个脉冲，转子就转过一个相应的角度，其角位移量与输入脉冲的个数严格成正比。在时间上与输入脉冲同步，因而只要控制输入脉冲的数量，频率和电机绕组的相序，即可得到所需要的转动速度和方向
29、。3.试述直流电机伺服系统中脉宽调制放大器的基本工作原理。脉宽调制放大器是直流伺服电机常用的晶体管驱动电路。利用大功率的晶体管的开关作用，将直流电源电压转换成一定频率的方波电压，施加于直流电机的电枢，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，使电机的转速得到调节。4.交流伺服电机有哪些类型？交流伺服驱动的主要特点是什么？类型：永磁式交流同步电机和笼型异步电机。主要特点：调速范围大，适合大中功率伺服系统，运行平稳，转速不受负载变化的影响，输出转矩较大，而转矩脉动量小。三、分析题1.如图所示的系统，试分析传感器的误差对输出精度的影响。图1 电机驱动直线伺服系统传感器位于反馈通道，误差的低频分量
30、影响系统的输出精度和系统的稳定性，因此，传感器应有较高的精度，而误差的高频分量不影响输出精度，可以允许传感器及放大器有一定的高频噪声。2.如图所示的伺服系统，试分析齿轮减速器的传动误差对工作台输出精度的影响。图2 开环步进电机位置控制系统四、计算题1.如图1所示的电机驱动直线伺服系统，已知工作台的质量为50kg，工作台与导轨间的摩擦系数f0.1，负载力为1000N，丝杠直径为16mm，导程为4mm，齿轮减速比为5，工作台的最大线速度为0.05m/s，试求：（1）折算到电机轴上的负载力矩；（2）电机轴的转速；（3）电机所需功率。解：折算到电机轴上的负载力矩摩擦负载力外负载力 电机上的负载力矩为
31、（2）电机轴的转速 （3）电机所需功率 取系数2，则 2.如图2所示的开环步进电机位置控制系统，已知负载力F=2000N，工作台长L=400mm，往复精度为mm，丝杠导程6mm，直径d32mm，步进电机的步距角为，试确定齿轮减速比i。解：步进电机的每转脉冲数脉冲/转脉冲设传动比为，每个脉冲对应工作台的位移为则一、填空题1.计算机的系统总线（信号线）有 数据总线 、地址总线 和 控制总线 等三类。2.第一条标准微机总线是S-100 总线，而multi 总线可支持多CPU并行工作。3.开关量输入/输出模板的典型接口由总线接口逻辑、I/O功能逻辑 和 I/O电气接口 所组成。4.典型开关量I/O模板
32、的I/O电气接口的主要功能有滤波、变频变换 、光电隔离 和 功率驱动。5.一般的多路A/D转换模板由 多路开关、采样保持器、转换器 和 总线接口逻辑 所组成。6.选择A/D模板的主要依据是 采样精度、采样速度 和成本。7.与A/D转换模板不同，在多路D/A转换模板中，需要多个 D/A转换器 ，各通道D/A的有效数据由 通道选择器 产生的信号来决定。8.在工业过程控制系统中，计算机的指令进行D/A转换后，须经过 信号调理 环节才能驱动执行机构。二、简答题1.试述可编程序控制器的功能及组成。可编程序控制器取代继电器控制，完成顺序控制和程序控制，可组成闭环系统，实现精确的位置和速度控制，可构成高速数
33、据采集与分析系统，实现生产过程的完全自动化。 典型的可编程序控制器是由电源、微处理器、存储器、输入输出接口和编程器组成。2.开放式体系结构的主要特点是什么？开放式体系结构是近年来在电子工业和计算机工业中流行的一种设计思想，它使得当代计算机测控系统的设计方法与传统方法有了很大区别。开放式体系结构的主要特点是：想未来的VLSI开放，向不同的用户层次开放，向用户的特殊要求开放，利用模块化结构。3.采用STD总线的工业控制机有哪几种工作模式？由于STD总线高度模块化和采用组合方法的特点，STD工业控制机可以灵活的组成各种系统，其工作模式有三种独立工作模式，即采用微机的基本系统与工业用I/O模板单独构成
34、控制系统；作为前端控制机，STD工业控制机可作为其他微机（工业PCG）的前端控制机，完成实时在线控制，并把采集的数据和执行结果传送给上位机；构成分布式组合，利用STD控制机的组合方法可方便地进行各种分布式系统的组合。4.简述STD总线微机控制系统的主要特点。采用小板结构，高度的模块化，其功能模板结构灵活，可靠性高，硬件冗余小，成本低；模具设计具有严格的标准和广泛的兼容性；面向I/O的设计，具有强大的I/O扩展能力，使控制系统非常适合工业控制的应用。5.STD总线系统的I/O子系统有哪些主要功能？在计算机工业过程控制系统中，I/O子系统是过程接口，其主要功能有开关量的输入输出，用于I/O信号的测
35、量与控制;模拟量的输入输出，用于外部模拟量的采样及输出模拟量的控制;脉冲量的输入输出，用于输入脉冲信号的接收，输出脉冲信号的控制，定时信号的产生及处理，伺服电机使用的运动控制接口。6.A/D、D/A接口的功能是什么？在工业系统中需要测量和控制的参数经常是连续变化的模拟信号，这些物理量经传感器变成连续变化的电压电流等信号，A/D接口的功能是将这些模拟量再变成数字量，以便计算机识别，D/A接口的功能则是将经计算机处理的数字量转换成模拟电压或信号，输送到执行机构，达到控制过程的目的。三、分析题1画图说明工业控制机与普通信息处理计算机的主要区别是什么？工业控制机与普通信息处理机的差别：在于取消了普通信息处理机得大母板，将其改为功能插板与普通信息处理机相比较，工业控制机有以下特点具有丰富的输入输出功能；良好的实时性，能对生产过程工况变化实时的进行控制；可靠性高，故障率低，维修时间短，运行效率高；采用抗干扰电源，密封机箱，具有良好的环境适应性；丰富的应用软件；具有良好的技术综合性。2画图说明8路输入、8路输出STD总线开关量接口模板的组成原理。3试分析比较工业控制PC计算机与可编程序控制器的主要区别。
