2016年12月11日 星期日

機電整合[作業解答]

第1章 4 5 6 7 8
第3章 8 11 12 25 27
第4章 15 27 29 32 35
第5章 12 23 33 35 49

1.4
Identify the following as open- or closed-loop control.
a.Controlling the water height in a toilet tank
b.Actuation of street lights at 6 P.M.
c.Stopping a clothes dryer when the clothes are dry
d.Actuation of an ice maker when the supply of cubes is low
識別以下作為開迴路或閉迴路控制。
a.控制馬桶水箱中的水高度
答;開迴路,通常是用水閥控制,系統不會知道現在的水位多少
b.在6:00 PM時路燈的點亮
答:開迴路,系統不會知道燈是否已經正確點亮,僅執行點亮的動作
c.當衣物乾燥時打開乾衣機
答:開迴路,乾衣機並不知道是否真的乾衣即打開
d.當製冰機的模具中的感測元件處於LOW的時候供水
答:閉迴路,因為有感測元件提供系統是否供水


1.5
A potentiometer has a transfer function of 0.1 V/deg. 
Find the pot’s output if theinput is 45°. 
電位器具有0.1V / deg的轉換函數。 如果輸入為45°,則找出其輸出。
答 : TF = output / input , 0.1 = 45 / input ,input = 450 v

1.6
A potentiometer has a transfer function of 0.05 V/deg. 
Find the pot’s output if theinput is 89°.
電位器具有0.05V / deg的轉換函數。 如果輸入為89°,則找出其輸出。
答 : TF = output / input , 0.05 = 89 / input ,input = 445 v

1.7
A motor was measured to rotate (unloaded) at 500 rpm with a 6-V input and 1000 rpm with a 12-V input. What is the transfer function (steady state) for the unloaded motor? 
測量電動機(卸載)在6V輸入下旋轉500rpm,以12V輸入旋轉1000rpm。 空載下此電動機的轉換函數(穩態)是什麼?
答:TF = output/input,6v * TF = 500rpm,12v * TF =1000rpm,TF = 83 rpm/v

1.8
in a certain system, an electric heating element was found to increase the temper-ature of a piece of metal 10° for each ampere of current. The metal expands 0.001in./deg and pushes on a load sensor which outputs 1 V/0.005 in. of compression.
a.Find the transfer functions of the three components and draw the block diagram.
b.Calculate the overall transfer function of this system.

在某個系統中,某個電加熱元件對每安培電流增加溫度10°。 此金屬片係數0.001in./deg,且傳輸每 1 V / 0.005 in.到負載感測器。
a。查找三個組件的傳遞函數並繪製框圖。
b。計算此系統的總轉換函數。

答:
TF = 0.1A/10°C * 0.001 in./deg * 200 v/in. = 0.02 v/A

第2章 7 8 10 12 14 18
2.7
A certain microprocessor has a simple instruction set shown below.
INSTRUCTION SET
Op-codeExplanation
76           Halt the microprocessor.
C6*        Add next byte to accumulator.
D6*        Subract next byte from accumulator.
3C          Increment the accumulator.
3D          Decrement the accumulator.
3E*        Move the next byte into the accumulator.
*These instructions use two bytes.
What number would be in the accumulator after the program shown below was run?
Address          Op-code
001                 3E
002                 05
003                 D6
004                 02
005                 3C
006                 76
某個微處理器具有如下所示的簡單指令集。
指令集
76           停止微處理器。
C6            *將下一個字節添加到累加器。
D6            *從累加器下拉字節。
3C           增加累加器。
3D           減少累加器。
3E            *將下一個字節移入累加器。
*這些指令使用兩個字節。
在下面顯示的程序運行後,累加器中會有什麼數字?
答:  05 >> 03 >> 04

2.8
Temperature values from –20°F to 120°F are input data for a microprocessor com-puter.
Are 8 bits sufficient? If so, what is the resolution?
從-20°F到120°F的溫度值是微處理器計算機的輸入數據。 8位元是否足夠?
如果是,分辨率是多少?
答 : 8bit = 1~255,所以-20~120是足夠的,也就是0.549°
如果機械需要,設定為1°也是可以的。

2.10
Serial data are sent at 1200 bps using the format of Figure 2.11,
with one stop bit.How long would it take to send 1000 bytes of data?
串行數據以1200 bps使用圖2.11的格式發送,帶有一個停止位元。
發送1000字節的數據需要多長時間?
答: 1200 / [1000/8*9] = 0.88s

2.12
The binary data from the computer in a certain application are expected
to go from00000000 to only 00111111. These data are the input of a DAC.
The analog outputshould go 0-5 V. Find the DAC reference voltage
necessary to make this happen.
在二進位系統中從00000000到00111111.
這些數據是DAC的輸入。 模擬輸出應為0-5 V。
找到使此發生所必需的DAC參考電壓。
答: 0-5 = 63 * Verf / 256
Verf = 0-20V
2.14
The binary output of an ADC should have the range 00000000-11111111
corre-sponding to an input of 0-6 V. Find the necessary reference voltage.
ADC的二進制輸出應該具有範圍00000000-11111111,
對應於0-6 V的輸入。找到必要的參考電壓。
答: 0-6 = 256 * Verf/256
Verf = 0-6V
2.18
A program contains 150 instructions, and the average execution time
per instruc-tion is 2 μs. Find the sample rate of this program.
程序包含150個指令,每條指令的平均執行時間為2μs。
查找此程序的採樣率。
答:1/2μs=0.5Msps

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