機(jī)電控制技術(shù)參考答案

一、填空題PC總線內(nèi)部總線（系統(tǒng)總線）外部總線（通信總線）按功能或信號(hào)類型分類數(shù)據(jù)總線：外部設(shè)備和總線主控制設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)通道，采用雙向三態(tài)邏輯地址總線：外部設(shè)備與主控制設(shè)備之間傳送地址信息的通道，采用單向三態(tài)邏輯控制總線：專供多種控制信號(hào)傳遞的通道，單向或雙向，分別傳送控制、時(shí)序、狀態(tài)信息常用總線原則（P212）STDISAPCIVMEMULTIBUS分布式控制系統(tǒng)（DCS）（P208）通過網(wǎng)絡(luò)將分散的控制器連接起來，通過網(wǎng)絡(luò)下達(dá)命令，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的控制功能分離性透明性伺服控制中的非線性原因（P273）飽和：輸入信號(hào)超過一定范圍后輸出不再增長(zhǎng)使系統(tǒng)增益下降，穩(wěn)態(tài)精度減少，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有利限制了系統(tǒng)反應(yīng)速度，但可保證安全運(yùn)行死區(qū)：相稱于在系統(tǒng)中加入了變?cè)鲆姝h(huán)節(jié)導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)誤差，減少定位精度；振蕩下降，增長(zhǎng)穩(wěn)定性濾除小干擾信號(hào)，增強(qiáng)抗干擾能力導(dǎo)致輸出信號(hào)滯后，影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性間隙：最終一級(jí)傳動(dòng)間隙對(duì)總間隙影響最大減少系統(tǒng)定位精度，增大系統(tǒng)靜差帶來滯后效應(yīng)，平衡性變壞，動(dòng)態(tài)響應(yīng)振蕩加劇消除或減小間隙影響的措施系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面1）減小系統(tǒng)增益2）引入相位超前網(wǎng)絡(luò)3）改善系統(tǒng)增益分布，提高間隙前面環(huán)節(jié)的增益，減少背面環(huán)節(jié)的增益機(jī)械設(shè)計(jì)方面1）中心距可調(diào)消除2）彈簧加載雙片齒輪消除3）雙傳動(dòng)鏈消除摩擦：分為動(dòng)摩擦和靜摩擦摩擦非線性是指執(zhí)行軸的靜摩擦轉(zhuǎn)矩不小于動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致的非線性特性1）增長(zhǎng)靜差，減少精度2）導(dǎo)致低速運(yùn)動(dòng)的不平滑性改善措施盡量減少靜、動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩之間的差值合適增長(zhǎng)系統(tǒng)慣量J合適增長(zhǎng)系統(tǒng)黏滯摩擦系數(shù)f動(dòng)力潤(rùn)滑構(gòu)造彈性變形：伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載運(yùn)動(dòng)時(shí)所有部件都要產(chǎn)生不一樣程度的彈性變形，由此產(chǎn)生的振動(dòng)成為構(gòu)造諧振，其頻率成為固有諧振頻率機(jī)械系統(tǒng)固有頻率應(yīng)遠(yuǎn)離伺服系統(tǒng)帶寬。彈性變形與構(gòu)造、尺寸、材料性能、受力狀況等原因有關(guān)。減小或消除構(gòu)造諧振的重要措施：1）提高傳動(dòng)剛度2）提高阻尼3）采用校正網(wǎng)絡(luò)位置檢測(cè)傳感器（P268）常用位置傳感器有角位移傳感器（旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、碼盤、光電脈沖編碼器）、直線位移傳感器（光柵尺、磁尺、直線感應(yīng)同步器）等。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)重要采用角位移傳感器，全閉環(huán)伺服系統(tǒng)重要采用直線位移傳感器。（工業(yè)PC控制系統(tǒng)I/O電路）開關(guān)型屬出原件的驅(qū)動(dòng)方式（P218）Source方式：當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸出為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流從驅(qū)動(dòng)電路流向負(fù)載，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)。Sink方式：當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸出為低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流從驅(qū)動(dòng)電路流向負(fù)載，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)。Sink方式可以提供比Source方式大的驅(qū)動(dòng)電流和驅(qū)動(dòng)能力。PLC（數(shù)字量輸出接口）輸出方式（P69）晶體管輸出型：合用于直流負(fù)載或TTL電路。雙向晶閘管（可控硅）輸出型：合用于交流負(fù)載。繼電器輸出型：既可用于直流負(fù)載，也可用于交流負(fù)載。常見降壓?jiǎn)?dòng)方式（P36）星-三角形降壓?jiǎn)?dòng)：這種控制方式稱為準(zhǔn)時(shí)間原則控制，僅合用于正常運(yùn)行時(shí)繞組為三角形連接的三相異步電動(dòng)機(jī)。定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)：合用于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)Y接法的電動(dòng)機(jī)。上述（1）（2）為限制起動(dòng)電流和機(jī)械沖擊。自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)：需要專門的三相自耦變壓器。9、固有頻率推薦值（表6-5）參數(shù)系統(tǒng)開環(huán)增益截止頻率速度環(huán)交界頻率最低機(jī)械固有頻率其他機(jī)械固有頻率推薦值171760~100300600傳動(dòng)比計(jì)算：減速器傳動(dòng)比計(jì)算公式：為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角（）；為絲杠導(dǎo)程（）；為工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)脈沖當(dāng)量（）。如計(jì)算出的傳動(dòng)比值較小，可采用同步齒形帶或一級(jí)齒輪傳動(dòng)，否則采用多級(jí)齒輪傳動(dòng)。公式6-9：電動(dòng)機(jī)軸上的總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與電動(dòng)機(jī)自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的比值應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，既不能太大，也不能太小。比值太大則伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性重要取決于負(fù)載特性，系統(tǒng)綜合性能變差，或給控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)致困難。比值太小闡明傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，經(jīng)濟(jì)性較差。二、簡(jiǎn)答題改善低速爬行的措施（P278）盡量減少靜、動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩之間的差值合適增長(zhǎng)系統(tǒng)慣量J合適增長(zhǎng)系統(tǒng)黏滯摩擦系數(shù)f動(dòng)力潤(rùn)滑消除或減小間隙影響的措施（P277）系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面1）減小系統(tǒng)增益2）引入相位超前網(wǎng)絡(luò)3）改善系統(tǒng)增益分布，提高間隙前面環(huán)節(jié)的增益，減少背面環(huán)節(jié)的增益機(jī)械設(shè)計(jì)方面1）中心距可調(diào)消除2）彈簧加載雙片齒輪消除3）雙傳動(dòng)鏈消除消除構(gòu)造諧振的措施（P282）1）提高傳動(dòng)剛度：可以提高構(gòu)造諧振頻率，是構(gòu)造諧振頻率處在系統(tǒng)通頻率之外。2）提高阻尼：不變化機(jī)械構(gòu)造固有頻率，通過增大阻尼系數(shù)來克制諧振峰值。3）采用校正網(wǎng)絡(luò)：校正網(wǎng)絡(luò)頻率特性曲線凹陷處對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)構(gòu)造諧振頻率，可抵消構(gòu)造諧振峰值。4、繼電器與接觸器的區(qū)別與使用范圍簡(jiǎn)述PLC的工作原理與繼電器接觸器控制相比，PLC控制的特點(diǎn)項(xiàng)目繼電器接觸器PLC1）器件構(gòu)成硬件接線，觸電數(shù)量有限，靈活性可擴(kuò)展性受限。機(jī)械磨損，壽命短，可靠性可維護(hù)性較差?？刂七壿嬕猿绦虻男问酱鎯?chǔ)，易變化增長(zhǎng)系統(tǒng)功能?！败浝^電器”，觸電數(shù)量無限，無“磨損”現(xiàn)象。2）工作方式并行工作方式，電源接通時(shí)所有繼電器均處在受制約狀態(tài)。串行工作方式，顧客程序按次序循環(huán)執(zhí)行。3）控制速度工作頻率低，機(jī)械觸電易抖動(dòng)。速度快，指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)，無觸點(diǎn)抖動(dòng)。4）定期計(jì)數(shù)采用時(shí)間繼電器延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，易受環(huán)境影響，精度不高；一般無計(jì)數(shù)功能。采用半導(dǎo)體集成電路作定期器，精度高，定期范圍寬，修改以便，不受環(huán)境影響；具有計(jì)數(shù)功能。固態(tài)繼電器的構(gòu)成，與電磁繼電器相比的優(yōu)缺陷構(gòu)成：輸入電路：直流輸入和交流輸入。隔離電路：光電耦合和變壓器耦合。輸出電路：直流輸出、交流輸出、交直流輸出。長(zhǎng)處：無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不含運(yùn)動(dòng)零件，本質(zhì)上功能相似。無觸點(diǎn)開關(guān)元件，運(yùn)用電磁光特性完畢輸入輸出的可靠隔離，無火花、無觸點(diǎn)接通斷開被控電路。使用壽命長(zhǎng)，可靠性高。敏捷度高，電磁兼容性好，與大多數(shù)集成電路兼容無需驅(qū)動(dòng)器。響應(yīng)速度快。無輸入線圈無觸點(diǎn)電弧，減少了電磁干擾。缺陷：關(guān)斷后有漏電流、導(dǎo)通電阻、通態(tài)壓降等的存在，易發(fā)熱損壞。截止時(shí)存在漏電阻，不能使電路完全隔斷。三、設(shè)計(jì)題1、設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，規(guī)定：保護(hù)功能，可點(diǎn)動(dòng)、持續(xù)運(yùn)動(dòng)，雙重互鎖。兩電機(jī)，