《结构力学》习题一

1、一、选择题1. 联结三个或三个以上的刚片的铰是（ C ）A单铰 B.虚铰 C.复铰 D.链杆2. 如图所示体系为（ B ）A.几何不变，无多余约束 B.几何不变，有多余约束C.瞬变 D.常变3下面可以作为建筑结构的是（ D ）A常变体系 B.瞬变体系 C.可变体系 D.不可变体系4. 联结8个刚片的复铰相当于的单铰的个数为（ B ）A6 B.7 C.8 D.95. 去掉一个单铰相当于去掉的联系的个数为（ B ）A1 B.2 C.3 D.4 6. 简单刚架的支座反力的个数为（ C ）A1 B.2 C.3 D.47. 用结点法计算桁架时，只有（ B ）个独立平衡条件A1 B.2 C.3 D.4 8

2、. 铰支座处或自由端，若有外力偶作用，则弯矩等于（ B ）A.内力偶矩 B.外力偶矩 C.力矩 D.剪力9. 对于多跨静定梁而言，当力作用于附属梁上时（ C ）A.附属梁受力，基本梁不受力 B.附属梁不受力，基本梁受力C.附属梁和基本梁均受力 D.附属梁和基本梁都不受力10.静定结构在变温时（ D ）A无变形，无位移，无内力 B.无变形，有位移，无内力C有变形，无位移，无内力 D.有变形，有位移，无内力11.下列满足图乘法的适用条件的是（ C ）A曲杆，等截面，至少有一个图是直线图形B曲杆，等截面，最多有一个图是直线图形C直杆，等截面，至少有一个图是直线图形D直杆，等截面，最多有一个图是直线图

3、形12.计算静定结构时，由于支座位移产生的位移，对于复杂结构，可用的方法为（ B ）A几何方法 B.虚功方程C物理方法 D.实功方程13.三铰拱在竖向荷载作用下产生的支座反力有（ B ）A水平 B.水平和竖向C竖向 D.不产生支座反力14.切断超静定结构中的一根桁架杆，暴露出一个静不定力，相当于去掉的多余联系的个数为（ A ）A1 B.2 C.3 D.4 15.超静定结构在荷载作用下的内力和位移计算中，各杆的刚度为（ D ）A 必须均用绝对值B 内力计算用绝对值，位移计算用相对值C 内力计算可用相对值，位移计算须用绝对值D. 必须均用相对值16.图示结构，求A，B两点相对线位移时，虚拟状态应为

4、( C )A.图（a）B.图（b）C.图（c）D.图（d）17.图示结构剪力为( A )A.-PB.0C.PD.2P18.图示结构( D ) A.仅AC段有内力B.仅CE段有内力C.全梁无内力D.全梁有内力19.图示结构的超静定次数为( C )A.1B.2C.3D.420.力法典型方程表示的是( C )A.平衡条件B.物理条件C.变形条件D.图乘条件21.图示梁，已知A端转角，则为( D )A.B. C. D. 22.图示对称结构用力法计算时，使其典型方程中副系数为零的力法基本体系是( A )A.图（a） B.图（b） C.图（c） D.图（d）23.图示结构，位移法典型方程的荷载项为 ( B

5、 ) A.-30kNmB.-15kNmC.15kNmD.30kNm 24.图示结构，用力矩分配法计算，分配系数为( D )A.B. C. D.25. 位移法的基本未知量是（ A ）A结点角位移和线位移 B.多余力C广义位移 D.广义力1.在原来位置上可以运动，而发生微量位移后即不能继续运动的体系，叫做（ C ）A几何可变体系 B.几何不变体系C瞬变体系 D.常变体系2.联系两个钢片的铰是（ A ）A单铰 B.虚铰 C.复铰 D.重铰3.在平面内点的自由度等于（ B ）A1 B.2 C.3 D.44.欲使下图所示体系成为无多余约束的几何不变体系，则需在A端加入（ D ）A可动铰支座 B.固定铰支

6、座 C.定向支座 D.固定支座5.静定结构的全部内力和反力，可以用以下哪个条件求得（ A ）A.平衡条件 B.变形协调条件C.虚功原理 D.平衡条件及变形协调条件6.力法典型方程的物理意义是（ C ）A结构的平衡条件 B.结点的平衡条件C基本结构和原结构的位移状态相同 D.结构的平衡条件及变形协调条件7.在垂直荷载作用下，对称三铰拱与同等跨度简支梁相比（ A ）A. 轴力较大，弯矩和剪力较小 B. 轴力较小，弯矩和剪力较大C. 轴力、弯矩和剪力均较大 D. 轴力、弯矩和剪力均较小8.在对称荷载作用下，对称结构的对称轴截面上（ A ）A只出现对称的力 B.对称的力等于零C反对称的力不为零 D.反

7、对称的力为零9.在垂直荷载的作用下，关于对称三铰拱说法正确的是（ B ）A. 只产生竖向支座反力，不产生水平支座反力B. 弯矩小于曲梁或水平直梁的弯矩C. 竖向反力与相当梁的竖向反力不同D. 水平推力有时指向内有时指向外10.多跨静定梁中，荷载作用在基本部分上，附属部分的内力（ C ）A.均不为零 B.某些内力为零、某些内力不为零C.均为零 D.是否为零，与材料性质有关11.计算静定结构时，由于支座位移产生的位移，对于复杂结构，可用哪个方法来求（ B ）A几何方法 B.虚功方程C物理方法 D.实功方程12.在一个连续杆上加一个单铰，相当于增加的自由度的个数为（ A ）A1 B.2 C.3 D.

8、4 13.图示伸臂梁，温度升高2，则C点和D点的竖向位移方向为（ D ）A都向下B. 都向上C. C点向上，D点向下D. C点向下，D点向上14.图示结构，各柱EI=常数，用位移法计算时，基本未知量数目是（ A ）A.2B.4C.6D.815. 图示结构，K截面剪力为（ C ）A.-10kN B.-5kN C.5kN D.10kN16. 广义力在相应的有关位移的因素上做功，这些有关位移的因素称为（ B ）A位移 B.广义位移 C.距离 D.虚功17. 图示连续梁用力矩分配法计算，结点B的不平衡力矩为（ B ）第17题A.4 kNmB.6 kNmC.8 kNmD.10 kNm18. 绕杆内截面附

9、近一点顺时针转动为（ A ）A正 B.负 C.正或负 D.正负都不对19. 超静定结构在荷载作用下的内力和位移计算中，各杆的刚度为（ D ）A.均用相对值B.必须均用绝对值C.内力计算用绝对值，位移计算用相对值D.内力计算可用相对值，位移计算须用绝对值20. 图示梁，作用均布荷载q, A端转角，则MAB为（顺时针为正）（ C ）A B. C. D.第20题21. 图示结构，各杆EI=常数，欲使结点B的转角为零，比值P1/P2应为（ B ） 第21题A.0.5B.1C.1.5D.222.超静定结构支座发生位移时，结构弯矩（ D ）A仅与刚度比值有关 B.仅与刚度大小有关C与刚度比值、大小都无关

10、D.与刚度比值、大小均有关23.所谓几何不变体系指（ C ）A静定结构 B.超静定结构C静定结构和超静定结构 D.杆件结构24.三钢片用不在同一直线的三铰两两相连形成（ A ）A. 几何不变体系，无多余约束 B.几何不变体系，有多余约束C. 瞬变体系 D.常变体系25.用图乘法求位移的必要条件之一是（ B ）A单位荷载下的弯矩图为直线 B.结构可分为等截面直杆C所有杆件EI为常数且相同 D.结构必须的静定的二、填空题26.联结三个钢片的铰接点，相当于 4 个约束。27.两个刚片之间用四根既不变于一点也不全平行的链杆相联，组成的体系为 有一个多余约束的几何不变体系 。28.常变体系与瞬变体系统称

11、为可变体系，均不能用做 建筑结构 。29.体系机动分析中所说的自由度是体系运动时可以独立改变的几何参数的数目，亦即确定体系位置所需的 独立坐标 的数目。30.最常见的约束有 链杆 和铰。31.在如图所示体系中，当去掉支座A处的水平链杆，则余下的体系为 有一个多余约束的几何不变体系 体系。32.多跨静定梁是多跨的，同时又是 静定 的。33.求支座反力时要根据 支座的性质 定出支座反力未知量个数。34.图示三铰拱，水平推力H_。35.图示梁，EI=常数，在均布荷载q作用下，跨中竖向位移为，若将EI增大为2EI，则跨中竖向位移为_。26. 在平面内，点的自由度等于 2 。27.两刚片以不互相平行，也

12、不汇交的三个链杆相联，形成 无多余约束的几何不变体系 。28不共线的两杆结点，若荷载沿一杆作用，则另一杆为 零杆 。29联结三个或三个以上的 刚片 的铰称为复铰。30. 静定结构是指 无多余约束 的几何不变体系。31. 如图所示体系中，铰接点A相当于 8 个约束。第31题32. 图示结构的超静定次数为_21_。第32题33. 用单位荷载法求两个截面的相对转角时，所设单位荷载应是 一对反向单位偶 。34. 图示结构，EI=常数，跨中截面C的竖向位移的方向是_向上 _。第34题35. 位移互等定理表达式为_。三、名词解释36.几何不变体系答：在不考虑材料应变的条件下， 几何形状和位置都不能变的体系

13、称为几何不变体系。 37.自由度答：自由度是体系运动时可以独立改变的几何参数的数目， 亦即确定体系位置所需的独立坐标的数目。 38.静定结构答: 无多余约束的几何不变体系是静定结构。39.传递力矩答：由转动端 传向远端 的杆端弯矩 称为传递力矩。40.基本结构答：不论力法或位移法， 它们共同的思路是，把不会算的结构通过会算的结构来计算， 这个会算的结构称为基本结构。 36. 瞬变体系答：在原来位置上可以运动， 而发生微量位移后即不能继续运动的体系，叫做瞬变体系。 37. 分配系数答: 杆的转动刚度 与结点上各杆转动刚度和 之比 称为该杆转动端的分配系数。38超静定结构答: 有多余约束的 几何不

14、变体系是超静定结构。39虚功答：如果位移与做功的力无关， 则力在此位移上做的功叫做虚功。40行列荷载答：间距不变的移动力系统统称为行力荷载。四、简答题41. 刚结点、铰结点的特点是什么？ 答：铰结点上各杆的铰结端可以自由相对转动。 因此，受荷载作用时铰结点上各杆间夹角可以改变，与受荷前的夹角不同。 各杆的铰结端不产生弯矩。 与铰结点不同，刚结点上各杆的刚结端不能相对转动，即认为刚结点是一个刚体，各杆均刚结于此刚体上。 因此，受荷后铰结点上各杆间夹角不变，各杆的刚结端旋转同一角度。 各杆的铰结端一般产生弯矩。 42. 简述绘制弯矩图的步骤。 答: 求支座反力。 求控制截面的弯矩值。 控制截面包括

15、杆的两端、集中力作用处（求剪力时要取两侧各一个截面），力偶作用处两侧，均布荷载的起点、终点。 若二控制截面间无外力作用，则联以直线。 若有外力作用，则联以直线（基线）后叠加上简支梁上的弯矩图。 43什么叫零杆？最明显的零杆情况有哪些？ 答：内力为零的杆称为零杆。 最明显的零杆情况有：一个结点上只有2根不共线的杆，结点上无外力作用。 这两个杆均为零杆。 结点上无外力作用，单杆为零杆。 44超静定结构具有什么主要性质？ 答: 仅由平衡条件不能确定多余联系的反力，欲确定之还须考察变形条件。 内力分布与材料的物理性能和截面的几何性质有关。 超静定结构可以产生内力。 超静定结构较静定结构有较强的防御能力

16、。 超静定结构整体性强，受力较为均匀。 45简述求静定结构内力影响线的作法。 答：取P=1作用点的坐标x作为自变量。 利用平衡方程求作影响线的内力，它是x的函数，称为该内力的影响方程。 以x为横标，以该内力影响函数为纵标，作出的图形即为该内力的影响线。 41. 简述静定结构的静力特性。 答：其静力特性为：在任意荷载作用下， 支座反力和所有内力均可由平衡条件求出， 且其值是唯一的和有限的。 42. 简述钢架剪力图绘制要点。 答: 求出杆两端的剪力，当作简支梁绘制剪力图。 两截面间无垂直外力（垂直于杆轴的外力）作用时剪力图为常数。有均布垂直荷载时剪力图为一斜线。遇见集中垂直外力时，剪力图突变。 剪

17、力绕杆的内部邻近一点顺时针转动时取正号。 对于水平杆，正的剪力图画在上方。对于竖杆，正的剪力画在哪一侧都可以，但要注明正负号。 43简述多跨静定梁的受力特点。 答: 当力作用于基本梁或基本梁与附属梁的联结点铰上时，附属梁不受力，只有基本梁受力。 当力作用于附属梁上时，基本梁、附属梁均受力。 44在位移计算中，在符合什么条件时可用图乘代替积分？ 答：直杆或直杆体系。 等截面杆或分段等截面杆（阶行杆）。 两个图形中至少有一个是直线图形。 此外，当取面积的图形的面积及其形心位置已知时，图乘法才是方便的。 45位移法中计算的次序是什么？ 答：结点位移 杆端弯矩 杆端剪力 杆端轴力 支座反力 五、计算题

18、46. 计算如图所示刚架结点B的转角B。 解： （1）先绘制MP图， 如图所示。（2）接着绘制单位虚拟荷载弯矩图，如图所示。（3）将以上两个弯矩图图乘得：B=，方向为逆时针转动方向。47. 如图所示结构，用力法计算，绘弯矩图。各杆EI=常数。 解： （1）取基本结构如图所示力法典型方程为：11X1+1P=0 （2）绘制单位内力图1、荷载内力图MP图，并计算力法典型方程中的系数和自由项，求解多余力 11= 1P= X1=2.25kNm 46. 计算图示结构B点的水平位移。各杆EI=常数。 解：（1）先绘制MP图， 如图所示。 （2）接着绘制单位虚拟荷载弯矩图， 如图所示。（3）将以上两个弯矩图图

19、乘得：方向为水平向右。47. 如图所示结构，用力法计算，绘弯矩图。各杆EI=常数。 解：（1）根据对称性取半结构如图所示。 （2）取基本结构如图所示。力法典型方程为：11X1+1P=0（3）绘制单位内力图、荷载内力图MP图，并计算力法典型方程中的系数和自由项，求解多余力 图（m）11= ，1P=X1= （4）用叠加法：M=1X1+MP绘制弯矩图永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式2008-11-07来源：internet浏览：504 主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等。为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制，这些位置反馈元件

20、就必须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位，或曰电机电角度信息，为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时，就有必要调整好位置反馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系，这种调整可以称作电角度相位初始化，也可以称作编码器零位调整或对齐。下面列出了采用增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。增量式编码器的相位对齐方式 在此讨论中，增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B，以及零位信号Z；

21、带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外，还具备互差120度的电子换相信号UVW，UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位，或曰电角度相位之间的对齐方法如下： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察编码器U相信号跳变沿，和Z信号，直到Z信号稳定在高电平上（在此默认Z信号的常态为低电平），锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若

22、电机轴每次自由回复到平衡位置时，Z信号都能稳定在高电平上，则对齐有效。 撤掉直流电源后，验证如下： 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机轴，编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合，编码器的Z信号也出现在这个过零点上。 上述验证方法，也可以用作对齐方法。 需要注意的是，此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐，由于电机的U相反电势，与UV线反电势之间相差30度，因而这样对齐后，增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐，而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致，所以此时增量式

23、编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐，为达到此目的，可以： 1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线； 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形； 3.依据操作的方便程度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置； 4.一边调整，一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使上升沿和过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 由于普通增量式编码器不

24、具备UVW相位信息，而Z信号也只能反映一圈内的一个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而不作为本讨论的话题。 绝对式编码器的相位对齐方式 绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言，差别不大，其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平，利用此电平的0和1的翻转，也可以实现编码器和电机的相位对齐，方法如下： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察最高计数位

25、信号的跳变沿，直到跳变沿准确出现在电机轴的定向平衡位置处，锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，跳变沿都能准确复现，则对齐有效。 这类绝对式编码器目前已经被采用EnDAT，BiSS，Hyperface等串行协议，以及日系专用串行协议的新型绝对式编码器广泛取代，因而最高位信号就不符存在了，此时对齐编码器和电机相位的方法也有所变化，其中一种非常实用的方法是利用编码器内部的EEPROM，存储编码器随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方法如下： 1.将编码器随机安装在电机上，即固结编码器转轴与电机轴，以及编码器外壳与电机外壳； 2.用一个直流电

26、源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 3.用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈位置值，并存入编码器内部记录电机电角度初始相位的EEPROM中； 4.对齐过程结束。 由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因此存入的编码器内部EEPROM中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后，驱动器将任意时刻的单圈位置检测数据与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加上-30度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。这种对齐方式需要编码器和伺服驱动器的支持和配合方能实现，日系伺服的编码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向

27、用户提供这种对齐方式的功能界面和操作方法。这种对齐方法的一大好处是，只需向电机绕组提供确定相序和方向的转子定向电流，无需调整编码器和电机轴之间的角度关系，因而编码器可以以任意初始角度直接安装在电机上，且无需精细，甚至简单的调整过程，操作简单，工艺性好。 如果绝对式编码器既没有可供使用的EEPROM，又没有可供检测的最高计数位引脚，则对齐方法会相对复杂。如果驱动器支持单圈绝对位置信息的读出和显示，则可以考虑： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.利用伺服驱动器读取并显示绝对编码器的单圈位置值； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对

28、位置； 4.经过上述调整，使显示的单圈绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的单圈绝对位置点，锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，上述折算位置点都能准确复现，则对齐有效。 如果用户连绝对值信息都无法获得，那么就只能借助原厂的专用工装，一边检测绝对位置检测值，一边检测电机电角度相位，利用工装，调整编码器和电机的相对角位置关系，将编码器相位与电机电角度相位相互对齐，然后再锁定。这样一来，用户就更加无从自行解决编码器的相位对齐问题了。 个人推荐采用在EEPROM中存储初始安装位置的方法，简单，实用，适应性好，

29、便于向用户开放，以便用户自行安装编码器，并完成电机电角度的相位整定。 正余弦编码器的相位对齐方式 普通的正余弦编码器具备一对正交的sin，cos 1Vp-p信号，相当于方波信号的增量式编码器的AB正交信号，每圈会重复许许多多个信号周期，比如2048等；以及一个窄幅的对称三角波Index信号，相当于增量式编码器的Z信号，一圈一般出现一个；这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。另一种正余弦编码器除了具备上述正交的sin、cos信号外，还具备一对一圈只出现一个信号周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信号，如果以C信号为sin，则D信号为cos，通过sin、cos信号的高倍率细分技术，不仅可

30、以使正余弦编码器获得比原始信号周期更为细密的名义检测分辨率，比如2048线的正余弦编码器经2048细分后，就可以达到每转400多万线的名义检测分辨率，当前很多欧美伺服厂家都提供这类高分辨率的伺服系统，而国内厂家尚不多见；此外带C、D信号的正余弦编码器的C、D信号经过细分后，还可以提供较高的每转绝对位置信息，比如每转2048个绝对位置，因此带C、D信号的正余弦编码器可以视作一种模拟式的单圈绝对编码器。 采用这种编码器的伺服电机的初始电角度相位对齐方式如下： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.用示波器观察正余弦编码器的C信号波

31、形； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察C信号波形，直到由低到高的过零点准确出现在电机轴的定向平衡位置处，锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，过零点都能准确复现，则对齐有效。 撤掉直流电源后，验证如下： 1.用示波器观察编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机轴，编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 这种验证方法，也可以用作对齐方法。 此时C信号的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。如果想直接和电机电角度的0度点对齐，可以考虑： 1.用3个阻值相

32、等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线； 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察编码器的C相信号由低到高的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使2个过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 由于普通正余弦编码器不具备一圈之内的相位信息，而Index信号也只能反映一圈内的一个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而在此也不作为讨论的话题。 如果可接入正余弦编码器的伺服驱动器能够为用户提供从C、D中获取的单圈绝对位置信息，则可以考虑：

33、 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.利用伺服驱动器读取并显示从C、D信号中获取的单圈绝对位置信息； 3.调整旋变轴与电机轴的相对位置； 4.经过上述调整，使显示的绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的绝对位置点，锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，上述折算绝对位置点都能准确复现，则对齐有效。 此后可以在撤掉直流电源后，得到与前面基本相同的对齐验证效果： 1.用示波器观察正余弦编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机

34、轴，验证编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 如果利用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器，也可以存储正余弦编码器随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方法如下： 1.将正余弦随机安装在电机上，即固结编码器转轴与电机轴，以及编码器外壳与电机外壳； 2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 3.用伺服驱动器读取由C、D信号解析出来的单圈绝对位置值，并存入驱动器内部记录电机电角度初始安装相位的EEPROM等非易失性存储器中； 4.对齐过程结束。 由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因

35、此存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后，驱动器将任意时刻由编码器解析出来的与电角度相关的单圈绝对位置值与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加上-30度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。 这种对齐方式需要伺服驱动器的在国内和操作上予以支持和配合方能实现，而且由于记录电机电角度初始相位的EEPROM等非易失性存储器位于伺服驱动器中，因此一旦对齐后，电机就和驱动器事实上绑定了，如果需要更换电机、正余弦编码器、或者驱动器，都需要重新进行初始安装相位的对齐操作，并重新绑定电机和驱动器的配套关系。 旋转变压器的相位对齐方式 旋转变

36、压器简称旋变，是由经过特殊电磁设计的高性能硅钢叠片和漆包线构成的，相比于采用光电技术的编码器而言，具有耐热，耐振。耐冲击，耐油污，甚至耐腐蚀等恶劣工作环境的适应能力，因而为武器系统等工况恶劣的应用广泛采用，一对极（单速）的旋变可以视作一种单圈绝对式反馈系统，应用也最为广泛，因而在此仅以单速旋变为讨论对象，多速旋变与伺服电机配套，个人认为其极对数最好采用电机极对数的约数，一便于电机度的对应和极对数分解。 旋变的信号引线一般为6根，分为3组，分别对应一个激励线圈，和2个正交的感应线圈，激励线圈接受输入的正弦型激励信号，感应线圈依据旋变转定子的相互角位置关系，感应出来具有SIN和COS包络的检测信号

37、。旋变SIN和COS输出信号是根据转定子之间的角度对激励正弦信号的调制结果，如果激励信号是sint，转定子之间的角度为，则SIN信号为sintsin，则COS信号为sintcos，根据SIN，COS信号和原始的激励信号，通过必要的检测电路，就可以获得较高分辨率的位置检测结果，目前商用旋变系统的检测分辨率可以达到每圈2的12次方，即4096，而科学研究和航空航天系统甚至可以达到2的20次方以上，不过体积和成本也都非常可观。 商用旋变与伺服电机电角度相位的对齐方法如下： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出； 2.然后用示波器观察旋变的SIN线圈的信号引线输出；

38、3.依据操作的方便程度，调整电机轴上的旋变转子与电机轴的相对位置，或者旋变定子与电机外壳的相对位置； 4.一边调整，一边观察旋变SIN信号的包络，一直调整到信号包络的幅值完全归零，锁定旋变； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，信号包络的幅值过零点都能准确复现，则对齐有效 。 撤掉直流电源，进行对齐验证： 1.用示波器观察旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机轴，验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 这个验证方法，也可以用作对齐方法。 此时SIN信号包络的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。如果想直接和电机

39、电角度的0度点对齐，可以考虑： 1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线； 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形； 3.依据操作的方便程度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置； 4.一边调整，一边观察旋变的SIN信号包络的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使这2个过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 需要指出的是，在上述操作中需有效区分旋变的SIN包络信号中的正半周和负半周。由于SIN信号是以转定子之间的角度为的sin值对激励信号的调制

40、结果，因而与sin的正半周对应的SIN信号包络中，被调制的激励信号与原始激励信号同相，而与sin的负半周对应的SIN信号包络中，被调制的激励信号与原始激励信号反相，据此可以区别和判断旋变输出的SIN包络信号波形中的正半周和负半周。对齐时，需要取sin由负半周向正半周过渡点对应的SIN包络信号的过零点，如果取反了，或者未加准确判断的话，对齐后的电角度有可能错位180度，从而造成速度外环进入正反馈。如果可接入旋变的伺服驱动器能够为用户提供从旋变信号中获取的与电机电角度相关的绝对位置信息，则可以考虑： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.利用伺服驱动器读取并显示从旋变信号中获取的与电机电角度相关的绝对位置信息； 3.依据操作的方便程度，调整旋变轴与