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1、第一份填空题（每格1分，共20分）1、 时间响应由 和稳态响应两部分组成。是指当时间t时系统的输出状态。2、 线性定常系统对正弦输入的稳态响应称为 。3、 建立机械平移系统数学模型的基本原理是 定律一一作用于物体上的外力之和等于物体的质量与它加速度之乘积。4、一般的工业机器人是一个多自由度连杆机构，它的常见结构大致有四种基本型式：直角坐标，圆柱坐标， 以及。5、一般电动机的电压平衡方程：任一回路的外加电压等于回路电阻上的与之和。6直流电动机的结构主要包括三部分：定子磁极、 和。目前广泛应用的直流电动机半导体功率放大器有三类：线性型、和。7、 根据工作原理，步进电动机分为以下三类：反应式步进电动
2、机（VR）、.和。8、步进电机运行时有多种通电方式，相序为 AB-BC-CA-AB的称为；按照A-AB-B-BC-C-CA-A 循环通电称为 通电方式。9、伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度，以误差的形式表现，可概括为动态误差、 和三个方面组成。10、工业机器人按照控制水平分为三种不同的类型：点位控制机器人、和。二、名词解释（每题5分，共15分）1、伺服系统：2、粗插补、精插补：3、路径、轨迹：三、简答题.（每题10分，共30分）1、 简述开环和闭环控制系统并画出相应系统框图。（10分）2、 简述步进电机控制中细分（微步）驱动电路原理。（10分）3、 某机械手初始状态静止，要求
3、机械手的第一个关节3s内从初始角位置15度平滑运动到终止角位置75度并停下来。使用三次多项式规划出满足以上要求的关节轨迹。（10分）四、分析题（共15分）如下图所示为组合机床动力滑台铣平面。设动力滑台的质量为m,液压缸的 刚度为k,粘性阻尼系数为c,外力为f （t）。若不计动力滑台与支承之间的摩擦 力，试画出系统力学模型，并建立系统运动方程和系统传递函数。五、综合题（20分）试举出两个具有不同类型伺服系统的机电一体化产品实例，画出系统框图，分析其伺服系统的基本结构，指出其属于何种类型的伺服系统。第二份一. 填空题（每格1分，共20分）1、 时间响应由 和稳态响应两部分组成。 是指当时间t时系统
4、的输出状态。2、 线性定常系统对正弦输入的稳态响应称为 。3、 建立机械平移系统数学模型的基本原理是 定律一一作用于物体上的外力之和等于物体的质量与它加速度之乘积。4、一般的工业机器人是一个多自由度连杆机构，它的常见结构大致有四种基本型式：直角坐标，圆柱坐标， ，以及。5、一般电动机的电压平衡方程：任一回路的外加电压等于回路电阻上的与之和。6直流电动机的结构主要包括三部分： 、电枢和。目前广泛应用的直流电动机半导体功率放大器有三类：、开关型和。7、 根据工作原理，步进电动机分为以下三类： 、永磁式步进电动机（PM）和。8、 步进电机运行时有多种通电方式，相序为 的称为三相双三拍；按照A-AB-
5、B-BC-C-CA-A 循环通电称为通电方式。9、伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度，以误差的形式表现，可概括为 、和静态误差三个方面组成。10、 工业机器人按照控制水平分为三种不同的类型： 、连续路径控制机器人和。二、名词解释（每题5分，共15分）1伺服系统的稳定性：2、粗插补、精插补：3、路径、轨迹：三、简答题.（每题10分，共30分）1、简述反应式步进电机工作原理。（10分）2、 简述开环和闭环控制系统并画出相应框图。（10分）3、要求机器人的一个关节5s内从30度运动到70度，起始和终止速度为零，起 始和终止加速度分别为5度/s2和-5度/s2。使用三次多项式规划出满足
6、以上要求 的关节轨迹。（10分）四、分析题（共15分）画出数控机床工作台半闭环与全闭环伺服系统的工作原理简图，简述各自特点。五、综合题（20分）考虑打印机中步进电机一同步齿形带驱动装置。采用下图所示的模型。图中K，B分别表示同步齿形带的弹性与阻尼，M为步进电机的力矩，Jm和JL分别表示步进电机轴和负载的转动惯量，K和二0分别为输入轴和输出轴的转角。试列出平衡方程，求出系统传递函数并画出传递函数方框图。第三份一、选择题（每题2分，共20分）1不完全微分PID调节器是在一般PID调节器加上什么环节而构成的（）。A .并入一个一阶惯性环节B .串入一个二阶惯性环节C.并入一个二阶惯性环节D .串入一
7、个一阶惯性环节2右图称（）。A.直流伺服电动机调节特性B .直流伺服电动机机械特性C.直流伺服电动机动态特性D.直流伺服电动机调速特性3在直流电机速度控制中改变电枢供电电压U （保持励磁磁通不变）属于（）调速。A.恒功率B .变功率C .恒转矩D .变转矩4 PWM指的是（）。A 脉冲宽度调制B 计算机集成系统C.机器人D 可编程控制器5齿轮传动的总等效惯量与传动级数（）。A 有关B .无关C.在一定级数内有关D .在一定级数内无关6为防止机械振动和颤动，机械系统具有适当的阻尼是必要的。根据经验，适当的阻尼比应满足不等式 （）。A. 45°C. 120 °8提高系统伺服刚度
8、的方法是（A .增大电枢回路电阻 RaC.减小电机反电动势系数KeB . 90°D . 180 °）°B .增大系统增益 KsD .减小电机的电磁转矩系数KtA . 0.01 < 家 0.02C. 0.1 < 家0.27用光电编码器进行角度测量时，B. 0.02 < 家 0.03D. 0.2 < 家 0.3为了辨别转向，采用两个光电转换器，并使它们的相位位置保证两者所产生的电信号在相位上相差（）。109点位运动是在容许加速度条件下，尽可能以最大速度由源坐标运动到目标的坐标系位置, 对于两点之间的轨迹要求是（）°A .高精度的B.低
9、精度的C.适当精度的D.没有精度的10以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是（）°A .改变电压的大小B .改变电压的相位C.改变电机的供电频率D .改变电动机转子绕组匝数二、简答题.（每题10分，共30分）1、机械电子控制系统设计性能指标大体上应包括哪些方面？叙述控制系统通常 的设计步骤（或过程）。（10分）2、 简述开环和闭环控制系统并画出相应系统框图。（10分）3、 某机械手初始状态静止，要求机械手的第一个关节t（s ）内从初始角位置 也度 平滑运动到终止角位置 &度并停下来。使用三次多项式规划出满足以上要求的 关节轨迹。（10分）三、分析题（共20分）1、 如下图所示
10、为组合机床动力滑台铣平面。设动力滑台的质量为m,液压缸的刚度为k,粘性阻尼系数为c,外力为f （t）°若不计动力滑台与支承之间的 摩擦力，试画出系统力学模型，并建立系统运动方程和系统传递函数。（10分）2、 直流电机H桥型双极性开关放大器电路如题图（a）所示。（1）若其基极信 号波形如题图（b）所示，试在该图中画出稳态时对应的电枢电压 UAB和电枢电流 iAB的波形。（2）若要求UAB， iAB的均值都为零，试在题图（C）中画出Ub1， Ub4和 Ub2， Ub3的波形。（10分）四、计算题（15分）1考虑稳定闭环控制系统如题图所示在单位阶跃输入r(t)=1(t)作用下，使系统稳态误
11、差为零的 Gc(s), Gp(s)的特征。(8分)2某两轴系统的运动路径，由静止从起点Q(1,-1)运动到终点P(7,1),试设计三次样条函数作为点位控制的轨迹生成命令。设限制加速度为Axmax = Aymax = ± 1，限制速度为 V xmax = V ymax = ± 1。( 7分)五、综合题(15分)已知复合控制系统如题图所示，图中 Gc(s) = K1,Gp(s)二心仃少1),(Ts+1)sGf(s)二竺也。试确定闭环系统稳定条件。试选择参数a、b的值，使系统T2s+1误差 q(s)=q(s)-比(s)=o。第四份一.填空题(每格1分，共20分)1、 时间响应由
12、和稳态响应两部分组成。是指当时间t时系统的输出状态。2、 线性定常系统对正弦输入的稳态响应称为 。3、 建立机械平移系统数学模型的基本原理是 定律一一作用于物体上的 外力之和等于物体的质量与它加速度之乘积。4、一般的工业机器人是一个多自由度连杆机构，它的常见结构大致有四种基本型式：直角坐标，圆柱坐标， 以及。5、一般电动机的电压平衡方程：任一回路的外加电压等于回路电阻上的与之和。6直流电动机的结构主要包括三部分：定子磁极、 和。目前广泛应用的直流电动机半导体功率放大器有三类：线性型、和。7、在建立机械系统数学模型时，往往需要采用一定的折算方法，将复杂传动系 统负载质量等价转换到主动轴上的转动惯
13、量，其原理是：;8、 无刷直流电机伺服驱动主要由： 、及等三个部分。9、伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度，以误差的形式表现，可概括为动态误差、 和三个方面组成。10、工业机器人按照控制水平分为三种不同的类型：点位控制机器人、和。二、名词解释（每题3分，共12分）1伺服系统：2、粗插补、精插补：3、路径、轨迹：4、采样定理：三、简答题.（共50分）1、 简述开环和闭环控制系统并画出相应系统框图。（10分）2、 简述计算机控制的优点，绘制出典型计算机控制结构图。（12分）3、 某机械手初始状态静止，要求机械手的第一个关节3s内从初始角位置15度 平滑运动到终止角位置75度并停下来
14、。使用三次多项式规划出满足以上要求的 关节轨迹。（10分）4、从时间及幅值上，用文字描述信号特征；用图形描述如下图所示的数字控制 系统方框图各个阶段的信号特征。（10分）5、绘制复合控制系统控制框图。（8分）四、分析计算题（共18分）1、 如下图所示为组合机床动力滑台铣平面。设动力滑台的质量为m,液压缸的刚度为k,粘性阻尼系数为c,外力为f （t）。若不计动力滑台与支承之间的摩擦 力，试画出系统力学模型，并建立系统运动方程和系统传递函数。（10分）2、直流伺服电动机的动态特性方程为：（1）画出直流伺服电机传递函数方框图；（2）写出以电枢端电压作为输入量， 电动机转速作为输出变量的传递函数。（8
15、分）第五份一.填空题（每格1分，共20分）1、时间响应由 和稳态响应两部分组成。 是指当时间t时系统的输出状态2、 线性定常系统对正弦输入的稳态响应称为 。3、 建立机械平移系统数学模型的基本原理是 定律一一作用于物体上的外力之和等于物体的质量与它加速度之乘积。4、一般电动机的电压平衡方程：任一回路的外加电压等于回路电阻上的与之和。5、直流电动机的结构主要包括三部分：定子磁极、 和。目前广泛应用的直流电动机半导体功率放大器有三类：线性型、和。6、伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度，以误差的形式表现，可概括为动态误差、 和三个方面组成。7、工业机器人按照控制水平分为三种不同的类型
16、：点位控制机器人、和。8用光电编码器进行角度测量时，为了辨别转向，采用两个光电转换器，并使它们的相位位置保证两者所产生的电信号在相位上相差 。9、 对交流伺服电动机进行调速的方法是 。10、 轨迹与路径的概念区别是：路径仅表示与轨迹有关 信息，不包含概念；轨迹是表示在运动过程中的位移、 和等。二、简答题.（每题10分，共30分）1、机械电子控制系统设计性能指标大体上应包括哪些方面？叙述控制系统 通常的设计步骤（或过程）。（10分）2、 简述开环和闭环控制系统并画出相应系统框图。（10分）3、试画出对称的点到点运动的“ T”型（也叫“梯形”）加减速曲线，并写出位移、速度与加速度表达式。（10分）
17、三、分析题（共20分）1、 如下图所示为组合机床动力滑台铣平面。设动力滑台的质量为m,液压缸的刚度为k,粘性阻尼系数为c,外力为f （t）。若不计动力滑台与支承之间的 摩擦力，试画出系统力学模型，并建立系统运动方程和系统传递函数。（10分）2、 直流电机H桥型双极性开关放大器电路如题图（a）所示。（1）若其基极信 号波形如题图（b）所示，试在该图中画出稳态时对应的电枢电压 UAB和电枢电流 iAB的波形。（2）若要求UAB， iAB的均值都为零，试在题图（C）中画出Ub1， Ub4和Ub2, Ub3的波形。(10分)四、计算题(15分)1考虑稳定闭环控制系统如题图所示。在单位阶跃输入r(t)=1(t)作用下，使系统稳态误差为零的 Gc(s), Gp(s)的特征。(8分)2某两轴系统的运动路径，由静止从起点 Q(1,-1)运动到终点P(7,1)，试设计三次样条函数作为点位控制的轨迹生成命令。设限制加速度为Axmax = Aymax = ± 1，限制速度为Vxmax = Vymax = ± 1。( 7分)五、综合题(15分)已知复合控制系统如题图所示，图中 Gc(s) = K1,Gp(s)二心仃少1),(Ts+1)sGf(s)=as2 +bsT2s+1试确定闭环系统稳定条件。试选择参数a、b的值，使系统误差 Q(s)= Q(s)- Q(s)=O