缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出和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
n?60NZt
式中 Z——圆盘上的缝隙数； n——转速(r／min)；
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PLC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；（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，因而被广泛使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和系统的反馈信号进行比较，以获得输出和输入间的偏差信号，通常由专门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）动力和驱动；3）传感测试部分；4）执行机构
5）控制及信息处理单元
2．1）、偏心轴套调整法 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；和储存器统一编址。
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; α=360/2*5*24=1.52) f=400Hz 8. 4 ℃ ; +2℃。
七、计算题
1) 100：1=400：х x=4 mm
四细分：400：1=400：х x=1mm
分辨率：1÷400=2.5(μm)
i12
2) q=fmax－fmin/2=5/2=0.00122 n=3.5/0.00122=2869
2869化为二进制为101100110101
八、综合使用题 (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，从而消除了其和啮合的锥齿轮1之间的齿侧间隙。
o
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
l?2??(Ph1?Ph2) （1）
如果Ph1和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，则当螺杆转动?角时，可动螺母2的 移动距离为 l??2?(Ph1?Ph2) （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A／D、D／A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F1＝1000N，最大加速度为10m／s2’，丝杠直径为d＝20mm，导程t＝4mm，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t＝4mm，齿轮减速比为i=5，要求工作台位移的测量精度为o．005mm(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)若将传感器和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)
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