|
|
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院4 ?$ v% T2 A/ T
机电一体化系统设计 试 卷（作业考核 线下） A 卷（共 5 页）
9 A( v; g2 b) i- o; C, g; Z) K! M总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十1 q; g* P9 V3 _% b4 i+ N
得分 ! v' F* b% I# w
判断题（正确的在括号中画“√”，错误的画“×”）（每小题1分,共15分）
: Z: J5 i$ H! r2 s8 x8 a* m+ q1 j1．与工控机不同的是，商用计算机不支持远距离的信号采集或与现场的通信与控制。5 z( g* Q: w1 X7 x1 E
2．计算机处理后的输出信号是以数字量形式输出，还必须转换成现场需要的控制量，才能实现控制功能。
4 D0 X( M2 }" ]# m$ Z7 u e* D% C3．串行接口总线一般为单向传送总线，信号从处理器（CPU）发出，送往总线上所连各部件。5 h! R" d# r. W S
4．可编程序控制器PLC虽然也是计算机，但不适合运算量很大的数据处理操作。- V4 Q. M$ Y9 @! O# Y1 b: T
5．PLC在程序执行过程中，如遇到某种干扰使扫描失控或进入死循环，须及时复位或重新上电才能使系统转入正常运行。9 ~& h; |% I3 t) Q( n9 Q, }
6．三菱PLC程序的运行是按梯形图语言的行依次从左至右，从上到下顺序执行。
2 w) g( `6 L$ E4 d/ a8 o$ i7．由于单片机8031内部没有程序存储器，即便采用备用电池也不能不经扩展就独立作为控制器使用。2 ?/ @& P( e& l3 Q. X
8．MOV R3,R1
- p- j3 N4 D8 e q* F) G9．MCS-51系列单片机的每个机器周期含12个时钟周期。' G9 i- ?8 D2 @9 w2 u
10．传感器输出信号形式均为模拟信号，必须经过A/D转换才能送入计算机进行处理。
- n( v3 H( `: U11．只有当传感器的输入量为常量时，其输入与输出之间的关系称为静态特性。
. s4 |, j8 O' a. W+ B( J: ^12．要改变步进电动机的旋转方向，可以将电动机的电源反接。
4 U- ^! A' _4 Y13．只要改变交流电机的供电频率，即可改变交流电机的转速。 7 T- z6 A* R) X2 e9 N
14．一般说来，齿轮传动系统的级数越多，转动惯量就越小，运转就越灵活。
# h4 [ y7 [! k* S15．滚珠丝杠螺母副传动效率高、平稳、精度高和便于消除传动间隙，但是它不能自锁，因此不能用于升降传动。
, \- @6 u3 L& n% z二、选择题（每小题2分，共20分）4 [" |" e; P) ] s D' V5 B! o
1．机电一体化通常由五大要素构成，即 、传感器、机械结构、执行元件和计算机系统。
) M3 S- l/ b+ R① 机器人；② 电动机；③ 动力源；④ 接口单元1 R8 i% v) R, q4 c4 E) r
2．工业控制机与通用计算机的重要区别之一是：工控机采用 底板结构。, d# _7 @* I/ i' M$ n# J8 q
① 大母板；② 带固定压条；③ 减振；④ 无源多槽
5 R; n! T0 m1 L% }, d! t3．PLC的扩展模块与扩展单元不同之处是： 由基本单元提供。9 M9 r: c9 Y% A( G+ R
① 通讯线；② 电源；③ 控制指令；④ 公共端
- [+ z9 `" B2 E4 C! O4．PLC的开关量输入通道加入了 ，可以有效的防止了干扰信号的进入。
. Z$ J: A- s2 n7 i① R-C滤波器；② 光电耦合器；③ 电磁屏蔽；④ 冗余系统
3 F8 @8 H% c. M5 `5．三菱电机FX2N系列PLC每个点允许通过的最大电流为 （250VAC/DC24V）。8 l) M \; g5 `7 x# @1 x. G& Q
① 20mA；② 200mA；③ 1A；④ 2A
n. i# D' {: _ @6 x6．MCS-51系列单片机内部有（ ）字节RAM存储器。
) C3 p$ l0 b9 i4 V① 128B ；② 256B；③ 4KB；④ 8KB
6 c- U6 b/ a5 a4 b7．指令SUBB A，#4CH的源操作数的寻址方式是 。' @$ V6 e. f2 L9 L" N# u& n
① 直接寻址；② 立即寻址；③ 寄存器寻址；④ 寄存器间接寻址1 p% C+ u3 s, }
8．传感器的灵敏度是指传感器的输入与输出之间 的比值。
7 B% Q4 ]" B K① 量；② 变化量；③ 静态；④ 动态
: _! J9 ~: z% G& m* S1 R7 _9．随着控制步进电动机的脉冲频率的增加，步进电动机的 增加。8 i$ R6 ^0 _6 o0 i! n, Z
①转向； ②转速；③步距角； ④角位移 W% u) @1 L0 g! L% m
10．直流电动机的基本调速方式有三种，即 。& G7 p+ D) s( I9 X/ h6 b% x4 ~7 ]
① 调压、调频和调电阻； ② 调压、调频和调磁通 ；: _' t9 x- B2 z9 y# ^, Z; n
③ 调频、调电阻和调磁通；④ 调压、调电阻和调磁通
( K! b* I* |( J. S& p3 W1 E* \* d( F+ i* c7 P1 f
三、简答题（每小题5分，共30分）% n2 g( a n* P
1．何谓计算机的总线？
- n" i3 _3 u% H$ [* s
5 b' j9 i: y: y- |, O& T8 V. h6 i& O7 K h8 T0 n7 y! A- W# _
& ?. O+ O, F( ^
. v, `8 r# f- q
7 q2 n6 h/ T8 I7 _2．PLC有哪三种输出方式，在应用中如何选择？
$ N% y( ~9 U& t# e2 V0 E* \ b, \" N4 R- V
- V1 m3 j q) s* i! r( `7 z* V' g" x
1 k- A' k' R0 H- `
}8 M9 \' t0 M, n2 E) x. }& R1 u8 b; G. Y9 g
7 }" I2 x* A, K+ O
, [7 P. ?4 a% _; K7 B' `+ ]6 u; v% M2 K4 @1 w8 y
3．什么是寻址方式？MCS-51系列单片机的指令系统有几种寻址方式？请说明。5 X0 Z' A$ F" |9 F i. J; x7 |' `
- O4 c- j E" R- I
" Z# S. Z. S5 a/ p6 J3 u7 p6 ], t! D- G2 q. Y
2 f' F) e3 g" Z. ^
. N8 o- t& ]+ s6 B) _1 Y
7 f" J; D: N5 c! w5 {3 y
% z$ h( T; a) ~7 W; n. U% |/ U9 F: a+ {% ^
$ r4 T( v. V9 o2 e. a' M+ X8 r* P$ B l/ ]( d
- v+ z+ K2 F# z; j9 v9 o" d
4．试说明步进电动机的工作原理。9 ~4 u) A; D4 O* v; h$ p& ?1 i7 _
; B% U; T I! I; t* x4 c; r5 A5 ? L3 p6 w. R
. B% A7 t9 p% I) z& p, y7 G% ^
& S/ E8 w1 h9 r& c$ `9 K/ O
* N$ s0 \ T" K
- Y/ D9 [ l$ Y3 i' R% Y5 f% w1 Q9 U1 j+ v
% h: m+ ]: G, ^: R+ N5．齿轮传动间隙的调整方法有哪些？
. r$ K' u ] P2 A3 f3 ^# i& G+ ^- u% G
1 R3 R- L: F' j/ Y; @
8 n% \3 e# P) j
& m$ T P `/ a# y* t3 w
! w9 F+ f2 N$ V' l
+ y3 u4 e, Q: x# X+ l, j8 {6．在微机控制系统中，为什么要消除键盘的机械抖动？有哪些方法？
& F! p8 n! M. n9 B8 @) u' U2 N
8 ]" Y$ T) A2 a |
+ \7 R2 ]" o+ M; Q
- Q! v4 l+ Q) v/ |- {/ m' I
; A0 _2 K. B/ J9 s0 j4 r4 y; q( l5 w; d' ?3 t8 G
2 ^3 c9 S; s9 z% U0 z四、程序分析题（每个空2分，共16分）2 c3 j% D3 B2 x( a r
1．执行如下程序，并画出Y000的输出波形。2 H, Q; L. L- p2 _) r/ ] h# w
7 H/ C8 W4 T( l6 X 1 f+ F4 T7 C4 \3 y
; ]; ]7 A8 J; `2．执行如下程序，并画出T1和Y000的输出波形。
j6 n& k0 o/ }
1 a) u2 B3 p. V5 m3．设（20H）=60H，（60H）=20H，P1为输入口，当前输入状态为B7H，执行程序段：
2 Z" U. T. z0 \3 g/ tPROG: MOV R0，#20H
S" C' I: D* H* } MOV A，@R0; z) j# s6 Q3 Z: T% N( e7 `, P0 S
MOV R1，A
4 a M/ g8 F/ J: H$ B; ^+ I: w. kMOV B，@R1
1 Z! v" Q1 [) R8 D, I) n/ F9 uMOV @R0，P1% U* | E1 L( Y5 W
SJMP $
7 v) I* v3 |' P8 W3 v结果为：（20H）= ，B= ，R1 =
9 A$ |; X9 Q* v- v# N- r% P
7 J5 x- w; G, {: K }
! |+ ]7 s8 a2 U" |4．执行程序段：
+ y! M3 d4 H9 }# z$ h( VPROG2: CLR C
Q, a; Q, M0 \' _8 R8 G MOV A，#15H" i2 u) Q2 d0 u' ~6 H+ W, |
ORL A，#78H
! _8 l: v9 c7 D5 C$ H+ X ADD A，#22H7 V( F6 S( K) r' b
MOV B，A
# Z9 \% z2 ]0 B- L# K RLC A8 g5 `4 [* r4 ~, _9 E0 n
SJMP $
5 A' o0 e$ _ [# M结果为：A= ，B=
2 O, N5 _' L& O8 s. v0 c4 y4 k: b! N6 F4 p+ ^6 z' F
五、计算题（5分）6 o8 G( s1 a9 ]
1．某四相步进电动机，转子有60个齿，若采用四项八拍的通电控制方式，试计算其步距角。若要求输出转速达到100rpm，需要输出控制脉冲频率为多少？& ?: N6 n& e* |( s# j6 C J
$ t0 v3 c% ?- ]# `: U" I; v7 b- A/ u6 n
- H0 [, N) c' S8 \- N
- s! ^3 R9 W; ?; t+ g: {; S% a$ B7 Z8 H
1 I. S2 z* u- m# `; L C, r c* x) l% I! F6 Y
0 A" g# Y2 a: A2 }7 i! c六、编程题（7分，7分。共14分）
& c' R0 O& O8 C1 V+ m1．1．用MCS-51汇编语言编写程序段：将外部RAM中从0800H单元开始的16个无符号数相加，其和大于等于FFH时由P1.1输出高电平点燃报警指示灯，和小于FFH时则转SSL处，取平均值后送内部RAM单元30H内保存（小数部分舍去）。
! u9 I. c% y8 M1 @5 w# c! h9 @2 r- _9 z2 ^
5 V7 k" H! N% C: O4 r
3 ^9 e/ W" j0 ]0 _2 S7 ]4 X, g/ J" f5 i* @
% \3 J. I8 M7 y9 b1 u- [# V. q! _ Q4 _, S9 o2 q0 s# J
* z0 c6 Y/ R1 h7 ^2．有三个信号灯L1、L2、L3（DC24V/0.1A），要求启动键K1后，按顺序依次延时2秒钟点亮；在L3点亮后2秒钟，三个信号灯全部熄灭；然后再按L1、L2、L3顺序依次延时2秒钟点亮，再熄灭；不断循环往复。按停止时全部熄灭。用FX2N系列PLC控制，试设计PLC外部硬件电路接线，并编制控制软件。$ E+ _5 c" m" K4 J
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 x/ d3 I4 B2 T& `2 n8 l/ E! a
机电一体化系统设计 试 卷（作业考核 线下） A 卷（共 5 页）
2 j7 k3 T! Z# f( o: v7 P: s总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十7 f& j# l% P! S) G5 s$ ]' R
得分
# q; r G4 Q1 D( R+ l# G判断题（正确的在括号中画“√”，错误的画“×”）（每小题1分,共15分）2 s3 d. t: f7 L
1．与工控机不同的是，商用计算机不支持远距离的信号采集或与现场的通信与控制。/ z4 e$ e3 q K
2．计算机处理后的输出信号是以数字量形式输出，还必须转换成现场需要的控制量，才能实现控制功能。
# p) G, @7 C5 m0 z. b3．串行接口总线一般为单向传送总线，信号从处理器（CPU）发出，送往总线上所连各部件。, q# \' ^" c* p8 ]0 \
4．可编程序控制器PLC虽然也是计算机，但不适合运算量很大的数据处理操作。
- G$ t( _ H: [5 f f5．PLC在程序执行过程中，如遇到某种干扰使扫描失控或进入死循环，须及时复位或重新上电才能使系统转入正常运行。" m$ j4 r8 R( e; U: Q, \: K
6．三菱PLC程序的运行是按梯形图语言的行依次从左至右，从上到下顺序执行。
6 n+ J( l0 P: I' [, i7．由于单片机8031内部没有程序存储器，即便采用备用电池也不能不经扩展就独立作为控制器使用。
2 l7 U* V- \9 G/ |" v6 k8．MOV R3,R1
* _8 g) O* R5 x% G9．MCS-51系列单片机的每个机器周期含12个时钟周期。$ V( F( `4 u$ E) @
10．传感器输出信号形式均为模拟信号，必须经过A/D转换才能送入计算机进行处理。
8 @7 |: k9 K. w" N! Y7 k11．只有当传感器的输入量为常量时，其输入与输出之间的关系称为静态特性。7 c4 ^: Z: W" N8 t6 I
12．要改变步进电动机的旋转方向，可以将电动机的电源反接。
7 D! y! X& r# f, Z) m; ^13．只要改变交流电机的供电频率，即可改变交流电机的转速。
6 a, u }( ^$ t |. ~+ b14．一般说来，齿轮传动系统的级数越多，转动惯量就越小，运转就越灵活。
& g6 ?& S2 E& p! l! G8 E2 k15．滚珠丝杠螺母副传动效率高、平稳、精度高和便于消除传动间隙，但是它不能自锁，因此不能用于升降传动。, J' k* e& b; `9 ?) M+ k9 V
二、选择题（每小题2分，共20分）
- c1 G) c: ^' K1 _1．机电一体化通常由五大要素构成，即 、传感器、机械结构、执行元件和计算机系统。
3 z% ?' a# r/ x4 I i6 Y+ }, U7 w' \① 机器人；② 电动机；③ 动力源；④ 接口单元
1 ~% S2 U0 @- T. I2 I/ |: F& r2．工业控制机与通用计算机的重要区别之一是：工控机采用 底板结构。$ v- k0 g) I5 V
① 大母板；② 带固定压条；③ 减振；④ 无源多槽1 ?9 _# `/ A; ^# W0 Y6 ~6 q
3．PLC的扩展模块与扩展单元不同之处是： 由基本单元提供。, g% a7 q |" J
① 通讯线；② 电源；③ 控制指令；④ 公共端. ]4 |$ G1 W% G9 c4 ^, ~
4．PLC的开关量输入通道加入了 ，可以有效的防止了干扰信号的进入。
1 n! B. S3 l1 D① R-C滤波器；② 光电耦合器；③ 电磁屏蔽；④ 冗余系统
7 a9 U, ~9 \- ^/ d0 v2 h5．三菱电机FX2N系列PLC每个点允许通过的最大电流为 （250VAC/DC24V）。9 h' a1 C2 B7 B' e# [9 C3 p
① 20mA；② 200mA；③ 1A；④ 2A/ _5 M# T1 b- c& X3 `
6．MCS-51系列单片机内部有（ ）字节RAM存储器。2 |5 N: F! ^' Z, _0 }+ K; L
① 128B ；② 256B；③ 4KB；④ 8KB
$ w% v) W0 ^; a5 ~1 e/ E, {- B {7．指令SUBB A，#4CH的源操作数的寻址方式是 。) S& B! g! j" k4 Q3 ?- p
① 直接寻址；② 立即寻址；③ 寄存器寻址；④ 寄存器间接寻址1 Z7 i2 n3 s: L0 s
8．传感器的灵敏度是指传感器的输入与输出之间 的比值。
4 k& y2 @- t- B) Y' o% d# E① 量；② 变化量；③ 静态；④ 动态
4 s. D: m4 s9 i) [9 D9．随着控制步进电动机的脉冲频率的增加，步进电动机的 增加。! ]7 `% F. E6 L$ ^) Z7 b& P
①转向； ②转速；③步距角； ④角位移. W0 {; s- V4 W- F6 |0 u4 J6 [( K; ]
10．直流电动机的基本调速方式有三种，即 。
& O& Q2 t( @# R$ _; K: H① 调压、调频和调电阻； ② 调压、调频和调磁通 ；/ L2 _2 l2 O5 h' B. a- L3 W
③ 调频、调电阻和调磁通；④ 调压、调电阻和调磁通 |' B' E- V9 O# g, Z$ @/ v2 C! F
$ }0 v2 b' z* ]8 U三、简答题（每小题5分，共30分）
K4 [* t+ g- b: U4 P1．何谓计算机的总线？
|% K1 x4 C$ K7 R( Y u( P5 o" g# _, L% E
- U8 D1 v: ~% |! a; C' M, s' ?7 V/ {8 B: {3 s, P; x6 `
9 l' o, h( T: P9 U# Q' V, ^, v1 W3 P( y
2．PLC有哪三种输出方式，在应用中如何选择？+ G3 L* a7 E+ o
5 T r6 `9 m# }/ { s3 \& ?9 h
* L8 V6 X5 k* z* Y' p
$ r" d: O) u/ D: ^( e7 ]+ S4 G! h; s( C; k
, R# t' D- a+ I8 b# c
& e9 C) r' z% |5 Z M, b: q1 a) t9 m' e4 u% f' v
/ C1 I/ O) S. j3．什么是寻址方式？MCS-51系列单片机的指令系统有几种寻址方式？请说明。+ o* t, E' O9 }. \( V
" s# y5 y6 p! h8 C7 G9 b2 q+ T8 b0 _7 ~3 o ~5 B* C
3 x) G' e6 U0 l3 N2 q B" y: v/ }
. Z$ A+ ~" B+ K1 V z3 }4 z" s' H. Z0 h' b7 U7 I
$ J7 \+ X9 b2 j6 T( m0 v4 l9 `
9 ^" Z: B; E4 G* L8 m4 s
6 {9 t; r# ?& a/ y+ N4 r4 y
/ M+ e0 B0 Z' b! i+ q! o
+ h" N8 R( t! M6 a1 h4．试说明步进电动机的工作原理。
4 `( {" V# L% A% j G* G% m0 \# s9 W. D" D# |
: T* L2 g c# T! f
) z/ b& W( {3 h- B
3 m1 g, W$ ~9 J- J* d/ S+ P! b* R& Z t1 n
/ \8 J4 d# B- G6 C
" G" h1 c, P- F8 k2 d
) D7 U) M+ D* K+ a8 G. f5．齿轮传动间隙的调整方法有哪些？
: u) X. ^ H6 I( \' J+ {! w; E8 N. B1 G$ q
0 s0 c7 V1 }$ a g$ a& M$ s& E5 f0 Y J5 o2 S. u; q
) a3 i4 t! D6 j" H1 E# X
7 U# l, P. t; L! K/ ^
, Y0 {# F4 q: a2 ]. E1 W6．在微机控制系统中，为什么要消除键盘的机械抖动？有哪些方法？
) \9 H! y# l4 p( T6 N% z7 T* T
: }# T6 l! H0 l& {4 p
/ i5 H, K* A9 O) n$ J+ Q$ C1 G8 S, V- D- t
- L3 x2 d+ c+ t7 P7 P7 B6 H
2 a6 K9 M. j$ ^# w N) J
- C8 m8 G7 ?. j! Y- Y四、程序分析题（每个空2分，共16分）* r) }' W- V1 U) m
1．执行如下程序，并画出Y000的输出波形。- U, b( w! p, D* @: n# b
, o0 R9 h- E; b& A- e
1 F6 c) _8 f4 ?8 m$ Z$ k, J8 _# h& w* x
2．执行如下程序，并画出T1和Y000的输出波形。
. _( u% \- ^4 R & f m5 ?. T( N( J; e9 n* u8 w: R
3．设（20H）=60H，（60H）=20H，P1为输入口，当前输入状态为B7H，执行程序段：) _) L* x# G, Z$ A z
PROG: MOV R0，#20H4 e: ?$ e3 I3 C
MOV A，@R0& M4 t1 t7 ~- S( m+ F2 y3 D& D, n0 u
MOV R1，A# q' C" M0 ^2 t6 A3 N7 D2 u
MOV B，@R1
) b9 y& m+ s8 Y4 L3 ^MOV @R0，P1/ ~* E- M2 X \( }" @8 V P
SJMP $# @# T( B9 y0 Y+ T4 @
结果为：（20H）= ，B= ，R1 =
3 H6 K0 j6 {7 S5 ?' }( K8 d: K
. r8 n7 y0 J; s) }3 w }; K9 l; R$ Q$ `/ `
4．执行程序段：
2 a |/ m! I6 X$ _2 O6 APROG2: CLR C
, h, L0 @# U7 g- n/ r3 k- j; Z5 L MOV A，#15H7 \ v+ H3 B4 @' |: E3 M( p
ORL A，#78H
% Y2 S, G4 f/ P0 G, w) U ADD A，#22H7 ]: y) Z# a4 w4 k
MOV B，A$ Y* ~( {9 u# o" q3 y9 g9 U" H
RLC A, S, Y6 s) Y1 _2 B: D
SJMP $9 m" b, I# V4 }% C5 p
结果为：A= ，B=
& S) {- O8 r0 k- e# `
8 K$ U- K4 ^& S( w- y- K; Y五、计算题（5分）7 F; J1 T! _3 P( v: P N
1．某四相步进电动机，转子有60个齿，若采用四项八拍的通电控制方式，试计算其步距角。若要求输出转速达到100rpm，需要输出控制脉冲频率为多少？
7 H8 {4 n2 g, O" T! m. G
" o# e) W/ l6 Z3 l7 O+ R) J. o- u0 o9 m' J& W1 X, a
/ U; Y u! t7 H5 O2 ^3 S+ S- g
; \% i& O: P* c% z) o. n$ S/ K2 @
: x* Y" y! }" a) [' g/ E
- x1 ]8 [' i! W. w y: R4 ~9 S. @: u
, y: p/ d8 x. p# |4 G
7 A. q6 D+ u$ ]/ p/ f4 c( l六、编程题（7分，7分。共14分）3 J+ ` b* ]2 n% d) R
1．1．用MCS-51汇编语言编写程序段：将外部RAM中从0800H单元开始的16个无符号数相加，其和大于等于FFH时由P1.1输出高电平点燃报警指示灯，和小于FFH时则转SSL处，取平均值后送内部RAM单元30H内保存（小数部分舍去）。
8 A0 [$ A! m( P& p" I" x. l/ i* |3 y* Z
7 x- [0 x; E8 M0 a) o8 x
# |8 Q% j4 i f# D b9 W
5 z. ]0 G p. q: N, C$ N4 @! y
( e8 }1 `$ c3 e: @) Y
2 z! M% f4 ]5 h1 }7 k$ ^) A& r# K# ?! ^4 o' F3 ~1 p3 _& Y
2．有三个信号灯L1、L2、L3（DC24V/0.1A），要求启动键K1后，按顺序依次延时2秒钟点亮；在L3点亮后2秒钟，三个信号灯全部熄灭；然后再按L1、L2、L3顺序依次延时2秒钟点亮，再熄灭；不断循环往复。按停止时全部熄灭。用FX2N系列PLC控制，试设计PLC外部硬件电路接线，并编制控制软件。
, N; z/ U$ a8 j: [ |
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2019-10-28 18:33:20
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
发表于 2019-10-28 18:41:09
客服一
