伺服系統(tǒng)試卷A答案

1、 系 專業(yè) 班 姓名 學(xué)號 裝 訂線 系 專業(yè) 班 姓名 學(xué)號 裝 訂線南陽理工學(xué)院電子與電氣工程系20112012學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷評分標(biāo)準(zhǔn)課程名稱 伺服運(yùn)動(dòng)控制 試卷編號 a 考試方式 開卷 滿分分值 100分 題 號一二三四五總 分得 分得 分評卷人一、填空題（每空1分，共20分）1、伺服系統(tǒng)主要研究內(nèi)容是機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中涉及的力學(xué)、機(jī)械學(xué)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、 伺服參數(shù)檢測 和控制等方面的理論和技術(shù)問題。2、無刷直流電機(jī)的位置傳感器的種類很多，通常有電磁式、 光電式 和磁敏式三種。3、伺服系統(tǒng)的作用是：接受來自控制裝置的指令信號，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)部件跟隨指令運(yùn)動(dòng)，并保證動(dòng)作的 快速和準(zhǔn)確 。4、在鑒

2、相工作方式下，旋轉(zhuǎn)變壓器的兩相正交定子繞組分別需要加上幅值相等、頻率相同而相位 相差90度 的正弦勵(lì)磁電壓。5、在伺服系統(tǒng)中，常用于測角（位移）的檢測元件有電位計(jì)、差動(dòng)變壓器、微同步器、自整角機(jī)、 旋轉(zhuǎn)變壓器 等。6、直流伺服電機(jī)的調(diào)速方式主要有： 改變電樞電壓 、變磁通量和在電樞回路中串聯(lián)調(diào)節(jié)電阻r。7、永磁無刷直流電機(jī)就其基本結(jié)構(gòu)而言，是由電動(dòng)機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器、 電子開關(guān)線路 等三部分組成。8、步進(jìn)電機(jī)的角位移量和 指令脈沖 的個(gè)數(shù)成正比。9、交流伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入電源包括： 主回路 電源 和 控制回路 電源兩部分。10、幅值比較伺服系統(tǒng)的位置檢測元件應(yīng)工作在 幅值 工作方式。11、脈

3、沖比較伺服系統(tǒng)中脈沖的比較通常采用 可逆計(jì)數(shù) 器。12、asda-ab系列伺服驅(qū)動(dòng)器的操作模式主要有三種： 位置 模式、 速度 模式和 扭矩 模式。13、步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成 角位移 的電動(dòng)機(jī)。14、具有串行控制功能的單片機(jī)系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源之間，具有 較少 連線，所以驅(qū)動(dòng)電源必須具有 環(huán)形分配器 的功能。15、測速發(fā)電機(jī)能夠測速的主要原因是：其輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成 正比 。得 分評卷人二、判斷題（每題2分，共10分）（）16、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度與電脈沖頻率成正比，通過改變電脈沖頻率就可調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。（）17、四相步進(jìn)電機(jī)是靠四相繞組按照隨意的相序輪流通電驅(qū)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。（）

4、18、交流伺服電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、無電刷磨損、維修方便，被認(rèn)為是一種理想的伺服電機(jī)，（）19、旋轉(zhuǎn)變壓器只能用于線位移的測量。（）20、連續(xù)控制的要求是：精確定位，并隨時(shí)控制進(jìn)給軸伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。得 分評卷人三、選擇題（每題2分，共10分）（d）21、以下哪一項(xiàng)不是對伺服系統(tǒng)的基本要求。a 穩(wěn)定性好 b 精度高 c 快速響應(yīng)無超調(diào) d 高速，轉(zhuǎn)矩?。╝）22.通過以下哪種方式可以進(jìn)一步減小步進(jìn)電機(jī)的步距角，從而提高其走步精度。a 細(xì)分 b 提高頻率 c 減小電源電壓 d 改變控制算法（b）23.使用感應(yīng)同步器作為位置檢測裝置，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)

5、b 閉環(huán) c 半閉環(huán) d 前饋（d）24.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（a）25.無刷直流電動(dòng)機(jī)的換相狀態(tài)由以下什么因素決定。a 轉(zhuǎn)子的位置 b 位置傳感器的安裝位置 c 電機(jī)的電流 d 電機(jī)的電壓得分評卷人四、簡答題（每題6分，5題共30分）26、直流測速發(fā)電機(jī)與異步測速發(fā)電機(jī)性能上有什么差別？答：異步測速發(fā)電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)容易，慣量小，無滑動(dòng)接觸，輸出特性穩(wěn)定，精度高，摩擦轉(zhuǎn)矩小，不產(chǎn)生無線電干擾，正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出特性對稱。其主要缺點(diǎn)是：存在剩余電壓和相位誤差。（3分） 系 專業(yè) 班 姓名 學(xué)號 裝 訂線直流測速發(fā)電

6、機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：沒有相位波動(dòng)，沒有剩余電壓，輸出特性的斜率比異步測速發(fā)電機(jī)的大。其主要缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)不便，摩擦轉(zhuǎn)矩大，有換向火花，產(chǎn)生無線電干擾信號，正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出特性不對稱。（3分）27、簡述感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)組成及測量原理？答案要點(diǎn)：感應(yīng)同步器由定尺和滑尺兩部分組成。（3分）其基本原理：利用兩個(gè)平面印刷電路繞組的互感隨兩者的位置變化而變化。類似于變壓器的原邊和副邊。（3分）28、請寫出莫爾條紋的主要特點(diǎn)。答案要點(diǎn)：(1)移動(dòng)規(guī)律：條紋的移動(dòng)量、移動(dòng)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

7、的強(qiáng)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）29、分析下面驅(qū)動(dòng)電路的功能？答案要點(diǎn)：圖中所示是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單相的雙電壓功放電路。這種線路的特點(diǎn)是：繞組通電開始時(shí)接通高壓以保證電機(jī)繞組中有較大的沖擊電流流過。（3分）然后再截?cái)喔邏?，由低壓維持繞組中的電流，以保證電機(jī)繞組中的穩(wěn)定電流等于額定值。高壓u1大約為80150v，低壓u2大約為520v左右。（3分）30、步進(jìn)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(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)主要由步進(jìn)控制器、功率放大器及步進(jìn)電機(jī)組成。（2分）步進(jìn)控制器步進(jìn)控制器是由緩沖寄存

8、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(jìn)電機(jī)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(dòng)信號的功率放大，提高其驅(qū)動(dòng)能力；（2分）得分評卷人五、思考與計(jì)算（每題15分，共30分）31、一臺五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，采用五相十拍脈沖分配方式，轉(zhuǎn)子有100個(gè)齒，脈沖頻率為f=1000hz，絲杠導(dǎo)程為t=10mm，減速裝置的傳動(dòng)比i=10。求：（1）寫出一個(gè)循環(huán)的通電順序；（2）求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角；（3）求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；（4）求步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量。解：（1）電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)循環(huán)的通電順序?yàn)椋篴abbbcccdddeeeaa電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)循環(huán)通電順序?yàn)椋篴aeeedddcccbbbaa （2分）（2） 根據(jù)步距角的計(jì)算公式： 其中，k=2，m=5，z=100，因此有： （3分）（3） 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的速度計(jì)算公式： 其中，f=1000hz，k=2，m=5，z=100，因此有： （5分）（4）根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量計(jì)算公式： 其中，t=10mm，k=2，m=5，z=100，i=10，因此有： （5分）32、由下圖分析相位比較伺服系統(tǒng)的基本原理。答案要點(diǎn)：數(shù)控裝置送來的進(jìn)給指令脈沖首先經(jīng)脈沖調(diào)相器變換成相位信號，即變換為重復(fù)頻率為f0的pa()。（3分）感應(yīng)同步器采用相位工作狀態(tài)，（3分）以定尺的相位