運動控制系統(tǒng)試題三

1、運動控制系統(tǒng)試題三一、填空題(每空1分,共20分)1、在自動控制系統(tǒng)中,把輸出量能夠以一定準(zhǔn)確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為（）,亦稱（）。2、數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是指以機床移動部件的（）和（）作為控制量的自動控制系統(tǒng)。3、伺服控制系統(tǒng)有多種反饋比較原理與方法,包括（）、（）和（）。4、旋轉(zhuǎn)變壓器常用作于數(shù)控機床的檢測裝置,但其測量精度較（）(高/低)。5、步進電機輸出軸的角位移與輸入脈沖數(shù)成（）;轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成（）。6、無刷直流電動機是由電動機（）、（）和（）三部分組成。7、在伺服系統(tǒng)中,常用于測角(位移)的檢測元件有（）、（）、（）、自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器等。8、一塊通過恒定電流的半導(dǎo)體

2、(或?qū)w)薄塊,在與電流垂直方向上加上磁場時,運動的電子產(chǎn)生偏移,在薄塊的兩個側(cè)面就產(chǎn)生一個電勢差,這種現(xiàn)象稱為（）。9、變頻調(diào)速是通過改變電動機定子供電頻率來改變同步(同步/異步)轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)（）的一種方法。10、矢量控制是把交流電動機解析成與直流電動機一樣,根據(jù)磁場及其正交的電流的乘積就是轉(zhuǎn)矩這一最基本的原理,從理論上將電動機定子側(cè)電流分解成（）和（）的兩個正交矢量來處理,然后分別進行控制。二、判斷題(每題2分,共10分)1、步進電動機主要用于開環(huán)控制系統(tǒng),不能用于閉環(huán)控制系統(tǒng)。2、在數(shù)控機床位置進給控制中,為了加工出光滑的零件表面,不允許出現(xiàn)位置超調(diào)。3、交流伺服電機由于結(jié)構(gòu)簡單、成本

3、低廉、無電刷磨損、維修方便,被認(rèn)為是一種理想的伺服電機。5、機床的輪廓控制是不僅實現(xiàn)由一個位置點到另一個位置點的精確移動,而且在移動和定位的過程中仍需要不斷加工。5、連續(xù)控制的要求是:精確定位,并隨時控制進給軸伺服電機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。三、選擇題(每題2分,共10分)1、步進電機控制信號的脈沖頻率越高,動態(tài)轉(zhuǎn)矩也就。A 越小B 越大C 沒有影響D 可能大也可能小2、反饋補償型的步進電動機伺服系統(tǒng),這種系統(tǒng)基本上解決了步進電動機丟失脈沖的問題,但是這種系統(tǒng)從控制方式來看真正意義上的閉環(huán)控制。A 是B 不是C 不確定D 等同于3.通過以下哪種方式可以進一步減小步進電機的步距角,從而提高其走步精度。A

4、細分B 提高頻率C 減小電源電壓D 改變控制算法4.使用測速電機作為檢測裝置,從而構(gòu)成位置閉環(huán)的控制系統(tǒng)屬于何種控制方式。A 開環(huán)B 閉環(huán)C 半閉環(huán)D 前饋5.PWM調(diào)速方式稱為()。A 變電流調(diào)速B 變電壓調(diào)速C 變頻調(diào)速D 脈寬調(diào)速簡答題(每題6分,5題共30分) 1、對伺服系統(tǒng)的基本要求是什么?2、怎樣利用旋轉(zhuǎn)變壓器的鑒相工作方式進行角位移的測量?3、請寫出莫爾條紋的主要特點。4、步進控制系統(tǒng)主要由哪幾部分組成?各部分功能是什么?5、分析下面驅(qū)動電路的功能?五、分析與計算(30分)一臺五相步進電動機,采用五相十拍脈沖分配方式,轉(zhuǎn)子有200個齒,脈沖頻率為f=1000Hz ,絲杠導(dǎo)程為t=

5、10mm ,減速裝置的傳動比i=10。求:(1)寫出一個循環(huán)的通電順序;(2)求步進電動機步距角;(3)求步進電動機轉(zhuǎn)速;(4)求步進電機的脈沖當(dāng)量。答案一、填空題1、隨動系統(tǒng),伺服系統(tǒng)。2、位置，速度3、脈沖比較、相位比較和幅值比較。4、低5、正比;正比6、本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器，電子開關(guān)線路7、電位計、差動變壓器、微同步器8、霍爾效應(yīng)9、交流電動機調(diào)速10、建立磁場的勵磁分量，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩分量二、判斷題()1、()2、()3、()4、()5、三、選擇題(A)(B)(A)(C)(D）四、簡答題 1、對伺服系統(tǒng)的基本要求是什么?答:(1)穩(wěn)定性好;(2)快速相應(yīng)并無超調(diào);(3)準(zhǔn)度高;(4)低

6、速時大轉(zhuǎn)矩,調(diào)速范圍寬。2、怎樣利用旋轉(zhuǎn)變壓器的鑒相工作方式進行角位移的測量?答:在鑒相型工作方式下,旋轉(zhuǎn)變壓器的兩相正交定子繞組分別加上幅值相等、頻率相同而相位相差90度的正弦勵磁電壓,即:V1=Vm sin t ;V2=Vm cos t 。這兩相勵磁電壓在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:)t cos(nV u 1m 3-=由上式可知,轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢的相位嚴(yán)格地按轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角1的正弦(或余弦)規(guī)律變化,其頻率和勵磁電壓頻率相同(幅值不變)。因此,可利用鑒相器線路檢測旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢的相位來測量出轉(zhuǎn)子相對于定子的轉(zhuǎn)角1,即被測位移的大小。3、請寫出莫爾條紋的主要特點。答案要點:(1

7、)移動規(guī)律:條紋的移動量、移動方向與光柵尺的位移量、位移方向具有對應(yīng)關(guān)系。(1分)(2)放大作用:莫爾條紋的間距W 對光柵的柵距有放大作用。(1分) (3)光柵透光的強弱及光敏元件輸出的電壓按正弦規(guī)律變化。(2分) (4)平均效應(yīng):莫爾條紋對光柵柵距的局部誤差具有誤差平均作用。(2分)4、步進控制系統(tǒng)主要由哪幾部分組成?各部分功能是什么? 答案要點:步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)主要由步進控制器、功率放大器及步進電機組成。(2分)步進控制器步進控制器是由緩沖寄存器、環(huán)形分配器、控制邏輯及正、反轉(zhuǎn)控制門等組成。主要用于步進電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向等控制;(2分) 功率放大器主要用于驅(qū)動信號的功率放大,提高其驅(qū)

8、動能力;(2分)5、分析下面驅(qū)動電路的功能?答案要點:圖中所示是步進電動機單相的單電壓功放電路。L 、RL 是步進電機的繞組電感和繞組電阻;由于電機繞組存在電感L ,當(dāng)晶體管VT 突然接通后,繞組電流按指數(shù)規(guī)律上升。 晶體管VT 可以看成一個無觸點開關(guān);二極管V 和電阻Rd 組成放電回路,以防止晶體管VT 關(guān)斷瞬間繞組反電勢造成管子擊穿。 R 為限流電阻,保證通電后電流穩(wěn)態(tài)值為額定值,同時還可以起到減小過渡時間的作用。電容C 為加速電容,動態(tài)時,利用它的旁路作用(電壓不發(fā)生躍變),使電機繞組電流上升加快,改善電流波形的前沿。五、分析與計算一臺五相步進電動機,采用五相十拍脈沖分配方式,轉(zhuǎn)子有20

9、0個齒,脈沖頻率為f=1000Hz ,絲杠導(dǎo)程為t=10mm ,減速裝置的傳動比i=10。求:(1)寫出一個循環(huán)的通電順序;(2)求步進電動機步距角;(3)求步進電動機轉(zhuǎn)速;(4)求步進電機的脈沖當(dāng)量。解:(1)電機正轉(zhuǎn)時,一個循環(huán)的通電順序為:A AB B BC C CD D DE E EA A 電機反轉(zhuǎn)時,一個循環(huán)通電順序為:A AE E ED D DC C CB B BA A (2分) (2)根據(jù)步距角的計算公式:z 360齒距拍數(shù)齒距Km Km b = 其中,K=2,m=5,z=200,因此有:=18.020052360z Km 360b (3分)(3)根據(jù)步進電機的速度計算公式:其中,f =1000Hz ,K=2,m=5,z=200,因此有:(r/min)03200520