精编国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号:1118)

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精编国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号:1118)

国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号:1118)‎ ‎ 国家开放大学电大本科《机电一体化系统设计基础》2024期末试题及答案(试卷号:1118)一、单选题(每小题3分,共24分) 1.以下产品不属于机电一体化产品的是( )。 A.工业机器人 B.打印机 C.空调 D.计算机 2.在同步带的基准节圆柱面上,带轮的节距与带的节距的关系为( )。 A.大于 B.小于 C.等于 D.不确定 3.下列哪项指标是传感器的动特性?( ) A.量程 B.线性度 C.灵敏度 D.幅频特性 4.在开环控制系统中,常用( )做驱动元件。 A.直流伺服电动机 B.步进电动机 C.同步交流伺服电动机 D.异步交流伺服电动机 ‎ ‎ 5.采用脉宽调制(PWM)进行直流电动机调速驱动时,通过改变( )来改变电枢回路的平均电压,从而实现直流电动机的平滑调速。 A.脉冲的宽度 B.脉冲的频率 C.脉冲的正负 D.其他参数 6.PID控制算法中,积分调节器的主要作用是( )。 A.消除静差 B.加快响应 C.减小振荡 D.提高稳定性 7.HRGP-1A工业机器人中的旋转变压器属于系统中的( )。 A.能源部分 B.测试传感部分 C.控制器 D.执行机构 8.由单台CNC机床或加工中心与工业机器人组成,实现单工序加工的可变加工单元称为( )。 A.FMF B.FMS C.FML D.FMC 二、判断题(正确的打√,错误的打×,每题3分,共30分) ‎ ‎9.机电一体化是一个新兴的交叉学科,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,机电一体化产品具有智能化、人性化等特征。( ) 10.机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比,应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。( ) 11.减少齿轮传动机构的摩擦,减少转动惯量,提高传动效率等措施,从而提高机电一体化系统的响应速度。( ) 12.选择滚珠丝杆副的过程中,当系统的加工精度要求较高时,导程就大一点;加工精度较低时,导程就选小一些。( ) 13.选择传感器时,如果测量目的是定性分析的,选用重复度高的传感器即可,不宜选用绝对量值精度高的;如果是为了定量分析,就需选用精度等级能满足要求的传感器。( ) 14.步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械位移的机电执行元件,每当一个脉冲信号施加于电机的控制绕组时,其转轴就转过一个固定的角度。( ) 15.直流伺服电机具有良好的启动、制动和调速特性,可很方便地在宽范围内实现平滑无极调速,故多采用在对伺服电机的调速性能要求较高的生产设备中。( ) 16.自动控制是在人直接参与的情况下,通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。( ) 17.计算机控制系统的采样周期越小,其控制精度就越高。( ) ‎ ‎ 18.虚拟设计是二种以先进产品设备的实物、样件、软件或影像作为研究对象,应用产品设计方法学。系统工程学、计算机辅助设计的理论和方法进行系统分析和研究,探索掌握其关键技术,进而开发出同类的或更先进的技术。( ) 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.选择传感器时需要考虑哪些因素? 21.PLC由哪几个主要部分组成?各部分的作用是什么? 四、计算题(10分) 1-套筒2-内齿轮3-圆柱齿轮4-丝杠 图 双螺母齿差预紧式滚珠丝杠 五、综合题(12分)23.假定你在设计一套典型的机电一体化系统,比如数控机床,请制订出概念设计的流程。 试题答案及评分标准 (仅供参考)一、选择题(每小题3分,共24分) 1.D 2.C 3.D 4.B 5.A 6.A 7.B 8.D 二、判断题(正确的打√,错误的打×,每题3分,共30分) 9.√ 10.√ 11.√ 12.× 13.√ 14.√ 15.√ 16.× 17.× 18.× 三、简答题(每小题8分,共24分) ‎ ‎19.答:机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件和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。通过接口及相应软件有机结合在一起,构成内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。 20.答:选择传感器除主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度等几个方面的问题之外,还要考虑测量目的、测量对象、测量环境、测量条件和测量方式,还应尽可能兼顾结构简单、体积小。重量轻、价格便宜、易于维修、易于更换等条件。 21.答:PLC主要由有以下四部分组成:(1)中央处理单元(CPU)(2)存储器(RAM、ROM) (3)输入输出单元(I/O接口)(4)电源(开关式稳压电源)。 (1)中央处理单元CPU:CPU是PLC的核心部件。它是PLC控制系统的运算及控制中心。 (2)存储器:存储器是用来储存系统程序、用户程序与数据的,故PLC的存储器有系统存储器和用户存储器二大类。 (2)根据系统的总功能要求和构成系统的功能要素进行总功能分解,划分出各功能模块,将总功能分解为子功能,直到分解到不能再分解的功能元,形成功能树,确定它们之间的逻辑关系;(2分) (3)对各功能模块输入/输出关系进行分析,确定功能模块的技术参数和控制策略、系统的外观造型和总体结构;(2分)‎ ‎ (4)寻找子功能(功能元)的解,并将原理解进行组合,形成多种原理解设计方案;(2分)(5)以技术文件的形式交付设计组讨论、审定I(2分) (6)方案整体评价:对不同的方案进行整体评价,选择综合指标最优的设计方案,最终选定最佳方案形成概念产品。(2分) (注:绘制出流程图或文字作答均可)‎
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