机电一体化系统设计考试复习资料

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1、机电一体化系统设计复习课(仅供参考)题型一：问答/填空1.机电一体化的定义，基本组成要素（五个子系统）答：定义：在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。五大功能构成要素：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感系统、执行控制系统（元件）2.机电一体化系统可靠性的定义答：指系统（产品）在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。“完成规定功能”就是能够连续地保持产品（或系统）的工作能力，使各项技术指标符合规定值。3.机电一体化系统设计中控制用微机的特点答：1）较完善的适时中断系统：

2、实时控制能力、紧急处理能力。2）足够的存储容量：有效地保证微机系统软件、应用软件、数据处理工作的正常运行。3）完善的输入/输出通道：逻辑、数字、模拟通道，以及输入/输出通道接口数。4）实时时钟控制：作为控制系统实现控制功能的基准。除此之外，还有一些特殊要求——字长、运行速度、指令、成本、编程难易、输入/输出接口扩展能力等。4.光电隔离电路的工作原理及其主要作用答：工作原理：控制输出时，如图所示可知，微机输出的控制信号经74LS04非门反相后，加到光电耦合器G的发光二极管正端。当控制信号为高电平时，经反相后，加到发光二极管正端的电平为低电平，因此，发光二极管不导通，没有

3、光发出。这时光敏晶体管截止，输出信号几乎等于加在光敏晶体管集电极上的电源电压。当控制信号为低电平时，发光二极管导通并发光，光敏晶体管接收发光二级管发出的光而导通，于是输出的电平几乎等于零。作用：1）可将输入/输出两部分的供电电源和电路的地线分离，各自使用一套电源供电。光电耦合输入、输出端之间绝缘电阻很大（1011~1013Ω），寄生的电容很小（0.5~2pF），因而干扰信号很难从输入端反馈到输出端。2）可进行电平转换，实现要求的电平输出，从而具有初级功率放大作用。3）提高对负载的驱动能力。可直接驱动光控晶闸管工作。如果光电隔离电路与滤波电路、屏蔽电路有效的结合起来，将

4、会进一步提高微机控制系统的抗干扰能力。5.机电一体化系统主要的干扰源有哪些？有哪些抗干扰的措施？答：1）系统干扰源的类型传导型——---由线路传入信号影响控制系统工作。如：供电干扰、强电干扰、接地干扰等。辐射型——---由空间感应输入信号影响控制系统工作。如：电磁干扰、电场干扰、静电干扰等。2）提高系统抗干扰能力的措施针对不同类型的干扰信号，采取的抗干扰措施也有所不同。·供电系统的抗干扰措施：稳压、滤波、隔离。·接口电路的抗干扰措施：吸收抑制、阻断隔离。·转换接口抵消隔离措施：差动式运算放大器或桥式电路、高频滤波整形电路。·接地系统干扰措施：单点接地、并联接地、光电隔

5、离接地。6.试比较开环、半闭环、和闭环伺服系统的优缺点答：（1）开环控制就是系统按设定的参数来运转，不作监测，不反馈。开环系统最简单，成本低，但执行精度最差，基本无系统波动。（2）半闭环控制就是在系统的执行端之前（非最终端）设置监测，反馈回的信号可以对执行端之前的机构进行实时调整。半闭环系统成本介于两者之间。（3）闭环控制是在系统的最终执行端设置监测，反馈回的信号直接用于系统整体调整。闭环系统最复杂，控制成本最高，但执行精度相当高，系统波动也最大。7.机电一体化系统的设计方法通常有哪几种？大致有哪几种设计类型？答：常用的设计方法：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组

6、合法常见的设计类型：开发性设计、适应性设计、变异性设计8.机电一体化系统对检测传感器的基本要求是什么?答：①体积小、重量轻、适应性好。②精度和灵敏性高、响应快、稳定性好、信噪比高。③安全可靠、寿命长。④便于与计算机对接。⑤不易受被检测对象和外部环境的影响。⑥环境适应能力强。⑦现场安装处理简单、操作方便，价格便宜。9.提高软件设计可靠性的措施是什么？答：1）利用软件提高控制系统的可靠性①增加系统的管理软件与硬件的匹配，保护处理信息②利用冗余技术，防止信息输入输出和传送中出错③编制软件对系统的故障诊断程序和故障修复程序④编制可对系统(硬件和软件)进行调试和保护的程序。2）

7、提高软件自身的可靠性①采用软件分和层次结构编程。②提高软件自身可测试程序的设计。③对软件进行测试调试——提高可靠性的关键技术。3）软件测试调试技术的制定制定合理的软件测试调试技术方法是提高可靠性的关键技术之一。具体方法如下：①确定软件测试调试前的初试条件——输入条件、输出结果评价规范②单元或模块测试③局部或系统测试。④系统功能或性能调试与测试。⑤现场安装、综合验收与评价。10.举例说明单片机、工控机、PLC在PLC系统中的应用单片机：微机控制的车床、钻床中的控制器；工程机：作为机电一体化系统中控制中心，有指挥协调作用；PLC：开关量的控制，运动控制，