机电一体化专业知识题库

154、简述LED显示器的结构和原理

LED显示器（LED数码管）由若干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发亮，控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。

155、简述7段LED显示器的结构和种类

七段LED显示器在系统中比较常用。它由8个发光二极管组成，也称为八段显示器，其中7个发光二极管构成7笔字形“8”，一个发光二极管构成小数点。

七段LED显示器分为共阴极和共阳极两种。 156、机电接口按照信息的传递方向可以分为哪几类？

1）信息采集接口（传感器接口） 2）控制量输出接口

157、简述机电接口设计中信息采集接口的任务和特点

机电一体化产品中，控制微机要对机械装置进行有效地控制，使其按照预定的规律运行，完成预定任务，就必须随时对机械系统的运行状态进行监控，随时监测各种工作和运行参数，如位置、速度、转矩等，因此在设计时，必须选用相应的传感器将这些物理量转换为电量，在经过信息采集接口的整形、放大、匹配、转换，变成微机可以接收的信号传递给微机。针对传感器不同的输出信号，信息采集接口要对其进行不同的处理。同时，也要考虑抗干扰的设计。

158、简述机电接口设计中控制输出接口的任务和特点

控制微机通过信息接口采集接口检测机械系统的状态，经过运算处理，发出有关控制信息，经过控制输出接口的匹配、转换、功率放大、驱动执行元件去调节机械系统的运行状态，使其按设计要求运行。执行元件的需求不同，控制接口的任务也不同，同时抗干扰设计也是应考虑的重要问题。 159、简述D/ A转换器的技术指标

1）分辨率 2）转换时间 3）精度 4）线性度

160、机电一体化控制系统设计的目的

1）对整个操作过程进行自动检测和自动控制，提高控系统的性能，从而准确地实现规定的目的和功能；

2）根据操作条件的变化，根据目前常用的控制系统的性能特点，制定最佳的空置方案。 161、简述控制系统的组成

控制系统一般是由控制装置、执行装置、被测对象、传感与检测装置所构成的一个整体。 162、简述控制系统按输入量的特征分为几类？各类的特点。

1）恒值控制系统：系统输入量为恒定值。控制任务是保证在任何扰动作用下系统的输出量为恒值。

2）程序控制系统：输入量的变化规律预先确知，根据输入的变化规律，发出控制指令，使被控制对象按照指令内容要求而运动。

3）随动系统（伺服系统）：输入量的变化规律不能预先确知，其控制要求是输出量迅速、平稳地跟随输入量变化，并能排除各种干扰因素的影响，准确的复现输入信号的变化规律。

163、简述控制系统按系统中传递的信号性质分为几类？各类的特点。

1）连续控制系统：系统中各部分传递的信号为随时间变化的信号。通常采用微分方程描述； 2）离散（数字）控制系统：系统中某一处或多处的信号为脉冲序列或数字量传递的系统。通常采用差分方程描述。

164、简述控制系统按系统构成分为几类？各类的特点

1）开环系统：当一个系统以所需要的方框图表示而没有反馈回路时，成为开环系统；优点是简单、稳定、可靠。

2）闭环系统：当一个系统以所需要的方框图表示而存在反馈回路时，成为闭环系统；优点是精度高、对外部扰动和系统参数变化不敏感。

3）半闭环系统：反馈信号通过系统内部的中间信号获得的系统。 165、简述控制系统按控制元件的特性分为几类？各类的特点

1）线性控制系统：控制系统的各元件的输入输出特性是线性特性时，控制系统的动态过程可以用线性微分方程（或线性差分方程）来描述。

2）非线性控制系统：当控制系统中有一个或多个以上的非线性元件时，系统的特性就要用非线性方程来描述。

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166、控制系统的设计步骤

1）目的分析 2）系统分析 3）系统最佳化 4）系统仿真

167、简述在机电一体化的控制系统设计是为什么要建立数学模型？

控制系统的数学模型在控制系统的设计中有着相当重要的地位，要对系统进行仿真处理，首先要知道系统的数学模型，然后才可以对系统进行模拟。同样，只有知道了系统的模型，才可以在此基础上设计一个合适的控制器，是的系统响应达到预期的效果，从而符合工程实际需要。 168、建立输入输出模型的基本步骤

1）确定系统或各元件的输入量、输出量。

2）按照信号的传递顺序，从系统的输入端开始，根据各变量所遵循的运动规律（电学规律、力学规律等），写出在运动过程中各个环节的动态微分方程；

3）消除所列各微分方程的中间变量，得到描述熊输入量、输出量之间的关系的微分方程； 4）整理所得微分方程。 169、在机电一体化的设计过程中为什么采用方框图？

为了比较简单、明确地显示出系统中各变量之间的相互关系，常常采用方框图这种有效地方法。方框图可以有效、直观地描述系统中各元件之间的相互关系及其功能，以及信号在系统中的传递、变化过程。

170、典型的机电一体化计算机控制系统有哪几部分组成？

典型的机电一体化计算机控制系统有硬件和软件组成，硬件一般包括微型机、外围设备、输入输出通道和操作台等。

171、计算机控制系统的特点

1）能够实现复杂的控制规律，从而达到较高的控制质量。 2）具有实时控制功能； 3）具有很强的灵活性；

4）可靠性高，对控制环境有很强的适应性，能够在不同的环境条件下满足控制要求； 5）由于计算机有监控、报警、自诊断等功能，使计算机控制系统有很强的可维护性。 172、计算机控制系统的基本功能

1）对信息进行实时转换和控制功能； 2）人机交互功能；

3）接口功能和可扩展性。

173、计算机控制系统的基本组成

1）中央处理单元(CPU) 2）存储器 3）I/O子系统 4）人机接口 5）系统支持功能：监控定时器（看门狗）、计算机控制系统对安全性能要求严格。

174、简述微处理机在控制系统中的作用

1）接收上位机的指令； 2）采集传感器的反馈信号 3）运算控制规律 4）生成并输出控制信号。

175、简述工业控制机的特点

可靠性高、可维修性好、环境适应性强、控制实时性好、完善的输入输出通道、丰富的软件、适当的计算精度和运算速度。

176、计算机控制系统中I/O接口的主要功能

1）完成外设与计算机间的信息交换 ； 2）完成计算机与外设间的传输速度匹配； 3）在计算机与外设间对传输速度进行缓冲。

177、简述I/O接口总线标准分为几类，传输方式如何。

1）并行通信：把一个字符的各数位用几条线同时进行传输； 2）串行通信：把数据按位进行传输。

178、 简述异步串行通信的几种方式？

1）全双工方式：数据信息能同时沿相反两个方向传送；

2）半双工方式：数据信息可沿着数据传输线的两个相反方向传送，但同一时刻只能沿一个方向传送；

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179、简述同步通信的过程

在一组字符的前后加同步字符，标志一组数据块的开始和结束，接收装置接收到同步字符而开始接收数据，知道接收到后一个同步字符，一帧数据接收结束。在并行同步系统中，一个选通或控制脉冲一起并行传送；在串行同步系统中，以时钟速率作为基准。

180、简述异步通信的过程

要传送的字符代码前加一个起始位，以表示该字符代码开始，在字符代码后面加一个停止位，以表示该字符代码结束。并行系统需要两根联络线用以实现“握手”操作；而串行一部系统中则用字符的起始位和停止位实现异步“握手”。

181、伺服系统的基本组成

1）比较元件 2）调节元件 3）驱动元件 4）被控对象 5）测量、反馈元件 182、机电控制系统对执行元件的要求

1）能够实现系统所需的运动； 2）传递必要的运动；

3）保证系统具有良好的动态品质。

183、机电一体化系统的执行元件应满足的性能要求

1）惯量小、动力大； 2）体积小、质量轻；

3）快速性好、加减速扭矩大，频率特性好；

4）位置控制精度高，调速范围宽，低速运行平稳，分辨率高。 5）适应启停频繁的工作要求，振动和噪声小，可靠性高，寿命长。 184、伺服系统对驱动元件的要求

1）位置控制精度高、调速范围宽，低速运行时稳定性好，振动噪声小； 2）具有良好地负载特性，即使在低速时，夜莺有足够的负载能力； 3）快速性好，即加速转矩大，具有快速响应性； 4）能够频繁启动、停转和换向的工作要求；

5）成本低、可靠性好，寿命长，便于安装和维修。

185、直流伺服电机的特点

直流伺服电机通过电刷和换向器产生的整流作用，使磁场磁动势和电枢电流磁动势正交，从而产生转矩，器电枢大多为永磁铁。

与交流伺服电机相比，直流伺服电机启动转矩大，调速广且不受频率及极对数限制，机械特性线性度好，从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，功率损耗小，具有较高的响应速度、精度和频率，优良的控制特性。但电刷和换向器的存在，增大了摩擦转矩，换向火花带来了无线干扰，使用维修较为麻烦。

186、直流伺服电机的驱动方式

为了直流供电和调节电动机转向和转速，需要将其直流电压的大小和方向进行控制。目前常用晶体管脉宽调速驱动和晶闸直流调速驱动两种方式。

187、交流同步伺服电机的特点

采用永久磁铁磁场的同步电机不需要磁化电流控制，比异步型伺服电机容易控制，具有十分优良的低速性能，可实现弱磁高速控制，拓宽了系统的调速范围，适应了高性能伺服驱动的要求。 188、交流异步伺服电机的特点

交流异步电动机即感应式伺服电动机，结构坚固，制造容易，价格低廉，具有很好地发展前景。但由于该系统采用矢量变换控制 ，相对永磁同步电机伺服系统来说控制比较复杂，而且电动机低速运行时还存在效率低、发热严重等技术问题。

189、交流伺服电动机的控制方法

1）幅值控制 2）相位控制 3）幅相控制 4）双相控制 190、计算机网络按网络拓扑划分为几类

总线型、星型、环形、网型、树状和星环型。 191、计算机网络按网络的覆盖范围划分为几类

1）局域网 2）城域网 3）广域网

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192、计算机网络按数据传输所用的结构和技术划分为几类

交换网和广播网 193、计算机网络按通讯介质划分为几类

双绞线网、同轴电缆网、光纤网和卫星网 194、计算机网络按信号频带占用方式划分为几类

基带网和宽带网 195、评价一个计算机网络的性能参数和指标

1）延迟 2）吞吐率 3）丢失率 4）抖动 5）同步

196、计算机网络通信协议如何实现？

计算机网络通信协议既可以在硬件上实现，也可以在软件上实现，有时候需要硬件和软件综合工作才能实现。一般而言，硬件上实现下层协议，而软件上实现上层协议。

197、简述网络协议在多机网络通信中的重要作用

无论采用何种连接方式，都需要相应的网络协议支持，如果没有网络协议，资源共享就无法实现，网络连接就失去意义。 198、常见的工业控制网的结构

星型结构、总线结构和环形结构

199、简述星型网络结构的特点

星型网络结构有中心节点，网络上其他节点都与中心节点相连接。通信有中心节点管理，任何两个节点间的通信都要经过中心节点中继转发。这种结构控制方式简单，但可靠性较低，一旦中心节点发生故障，整个系统就会瘫痪。

200、简述总线型网络结构的特点

所有节点连接到一条公共通信总线上，任何节点都可以在总线上传送数据，并且能被总线上任一节点接收。这种结构简单灵活，容易加新节点。节点间通过总线直接通信，速度快、延迟小，可靠性高。但由于所有节点共用一条总线，总线上传送的信息容易发生冲突和碰撞，出现争用总线控制权、降低传输效率等问题。

201、简述环型网络结构的特点

所有节点按顺序连接，形成一个环形。在换上数据按事先规定好的一个方向从源节点传送到目的节点，路径选择控制方式简单。但由于从源节点到目的节点要经过环路上的各个中间节点，某个节点故障都会堵塞信息通道，可靠性差。

202、常用的通信介质有哪些？特点如何？

1）双绞线：成本低、安装简单，RS-485口常用此电缆； 2）多股屏蔽线：RS-232C,RS-422口要用此电缆；

3）同轴电缆：可用于基带（50Ω电缆）传输，也可用于宽带（75Ω电缆）传输。与双绞线相比，具有速率高、距离远，但成本相对高。

4）光纤电缆：与电缆相比，价格较高，维修复杂，但抗干扰能力强，传输距离远。 203、局域网的介质访问控制有哪三种方式？

1）冲突检测的载波侦听多路访问 2)令牌环 3）令牌总线

*204、简述局域网的介质访问控制方式——冲突检测的载波侦听多路访问

主要用于总线型网络，当一个站点要发送信息时，首先要侦听总线是否空闲，若空闲立即发送，并在发送过程中继续侦听是否有冲突，如发现冲突，则发送人为干扰信号，放弃发送，延时一定时间后，继续发送。

205、简述局域网的介质访问控制方式——令牌环

适用于环形网络。在这种方式中，令牌是控制标志，网中只设一张令牌，令牌依次沿每个节点循环发送，每个节点都有平等获得令牌发送数据的机会。只有得到令牌的节点才有权发送数据。令牌有“空”和“忙”两个状态。令牌环在站点间转发还要做检查，工作较为可靠，而且转发的速度也很快，令牌传递维护的算法也较为简单，故可实现对多站点、大数据吞吐量的管理。 206、简述局域网的介质访问控制方式——令牌总线

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