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1、 系 專業(yè) 班 姓名 學(xué)號(hào) 裝 訂線 系 專業(yè) 班 姓名 學(xué)號(hào) 裝 訂線南陽(yáng)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程名稱 伺服運(yùn)動(dòng)控制 試卷編號(hào) a 考試方式 開(kāi)卷 滿分分值 100分 題 號(hào)一二三四五總 分得 分得 分評(píng)卷人一、填空題(每空1分,共20分)1、伺服系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容是機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)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(cè) 和控制等方面的理論和技術(shù)問(wèn)題。2、無(wú)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(lái)自控制裝置的指令信號(hào),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(cè)角(位移)的檢測(cè)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(wú)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(kāi)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(cè)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(hào)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(cè)速發(fā)電機(jī)能夠測(cè)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(píng)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(guò)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(jiǎn)單、成本低廉、無(wú)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(cè)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(píng)卷人三、選擇題(每題2分,共10分)(d)21、以下哪一項(xiàng)不是對(duì)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(wú)超調(diào) d 高速,轉(zhuǎn)矩?。╝)22.通過(guò)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(cè)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(kāi)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(wú)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(píng)卷人四、簡(jiǎn)答題(每題6分,5題共30分)26、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)與異步測(cè)速發(fā)電機(jī)性能上有什么差別?答:異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)容易,慣量小,無(wú)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(wú)線電干擾,正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出特性對(duì)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(hào) 裝 訂線直流測(cè)速發(fā)電
6、機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:沒(méi)有相位波動(dòng),沒(méi)有剩余電壓,輸出特性的斜率比異步測(cè)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(wú)線電干擾信號(hào),正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí),輸出特性不對(duì)稱。(3分)27、簡(jiǎn)述感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)組成及測(cè)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(qǐng)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(duì)應(yīng)關(guān)系。(1分)(2)放大作用:莫爾條紋的間距w對(duì)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(duì)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(kāi)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(guò)。(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(kāi)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(hào)的功率放大,提高其驅(qū)動(dòng)能力;(2分)得分評(píng)卷人五、思考與計(jì)算(每題15分,共30分)31、一臺(tái)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(lái)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(hào),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
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