苏大机电控制原理及应用期末复习

1、机电控制原理及应用期末复习一 机电传动控制1. 机电传动控制的目的：从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间、甚至整个工厂都实现自动化。2. 机电控制系统五大要素与功能：动力源（运转功能）信息处理与控制装置（控制功能）执行装置（驱动和能量转换功能）传感器与检测装置（检测功能）机械装置（结构功能）3. 对比开环与闭环的优缺点，分别举出两个实例并解释，阐述其工作原理。开环优缺点：系统结构比较简单、成本低、响应速度快、工作稳定。但是，当系统输出量有了误差时系统无法自动调整。举例：数控线切割的进给系统闭环优缺点：具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。但闭环系统中反馈回

2、路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。举例：炉温控制系统、液位控制系统4. 自动控制系统的基本要求：稳定性、快速性、准确性.二 机电传动系统工作状态及稳定性的判断1. 判断a、b两点是否为平衡点方法：对于a点，当转速小于a点对应转速时，若电动机转矩大于负载转矩，则a为平衡点。2. TM、TL的正方向及性质以转速n为参考量（先定下n的正方向）规定：与n方向相同的TM为正，与n方向相反的TL为正； 与n方向相反的TM为负，与n方向相同的TL为负；TM-TL=GD2375dndt=TdTd=0 稳态Td0 动态Td0 加速Td0 减速三传感器技术1. 传感器的构成：敏感元

3、件（核心）、转换元件、基本转换电路；2. 传感器的静态特性：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨力、零漂、精确度；3. 为了提高传感器的检测精度和灵敏度，一般用差动结构的变间隙型电容传感器，非线性误差会降低。4. 电位器输出端接有负载电阻时，其特性成为负载特性。5. 电阻式传感器基本原理：将被测量的变化转化成传感元件电阻值的变化，再经过转换电路变成电信号输出。6. 电位器式电阻传感器（滑动变阻器）阶梯特性及误差：当电刷在多匝导线上移动时，电位器的阻值和输出电压不是连续变化，而是跳跃式变化。7. 电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？应变式力传感器，由弹性元件、应变片、附件等组成。应变

4、式电阻传感器（简述力传感器的工作原理）应变效应：是指导体或半导体材料在受到外界力（拉力或压力）作用时，将产生机械变形，进而导致其电阻值变化。应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？应变片能够把形变这个力学量转化为电压这个电学量（输出应变片上下表面的电压差值）8. 电涡流式传感器特殊的电感传感器振幅测量：电涡流式传感器可测量各种振动幅值，为非接触式测量。9. 光栅数字传感器莫尔条纹：测量装置中由标尺光栅和指示光栅组成，两者的光刻密度相同。把指示光栅平行地放在标尺光栅上面，并且使它们的刻线相互倾斜一个很小的角度，这时在指示光栅上就出现几条较粗的明暗条纹，称为莫尔条纹。光栅莫尔条纹的特点是（1）位移

5、的放大作用（2）平均误差10. 拟在等截面的悬臂梁上粘贴两个完全相同的电阻式应变片，并组成差动全桥电路，试问：（1） 四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上；（2） 画出相应的电桥电路图。（惠斯通电桥）（3） 输出电压U0的计算11 设计堤坝报警系统。（如何用传感器测液位高度）12. 温度传感器应用冰箱、电饭锅； 光传感器应用鼠标； 电容传感器测厚结构。四 继电接触控制系统电气控制线路中常用图形符号和文字符号 接地：E保护接地：PE三相鼠笼式异步电动机：MC单级控制开关：SA三级控制开关：SA常开按钮SB常闭按钮SB复合按钮SB位置开关常开触点SQ位置开关常闭触点SQ中间继电器常开触点KA中间继电器常

6、闭触点KA交流接触器线圈KM接触器常开触点KM接触器常闭触点KM热继电器热元件FR热继电器常闭触点FR熔断器FU延时闭合常开触点KT延时断开常开触点KT电磁铁YA1. 继电器、接触器的线圈有各自的额定值，线圈不能串联。2. 熔断器（FU）：主电路的短路保护热继电器（FR）：过载保护接触器（KM）：欠压保护和失压保护3. 星形三角形起动优点：星形起动电流只是原来三角形接法直接起动时的1/3，起动电流约为电动机额定电流的2倍左右，起动电流特性好、结构简单、价格低。（降压起动，保护电机）缺点：起动转矩也相应下降为原来三角形直接起动时的1/3，转矩特性差。因而适用于电动机空载或轻载起动的场合。4. 选

7、择题： 自动空气开关的热脱扣器用作（ ）A过载保护 B. 断路保护 C. 短路保护 D. 失压保护交流接触器线圈电压过低将导致（ ）A线圈电流显著增大 B. 线圈电流显著减小C. 铁芯涡流显著增大 D. 铁芯涡流显著减小线路题：（1）电机正反转控制线路图：（2）顺序控制电路（M1起动后，M2才能起动；M2可单独停）（4） 自动往复运动控制电路：（带限位开关）（5） 综合例题设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：a 小车起动后，前进到A地，然后做以下往复运动：到A地后停两分钟等待装料，然后自动走到B地到B地后停两分钟等待装料，然后自动走到A地 b. 有过载保护和短路保护； c. 小车可停在

8、任意位置。五机器人技术1. MEMS器件惯性MEMS器件：加速度计、陀螺、压力传感器；光学MEMS器件：微光开关、微光学平台；微执行器：微喷、微马达；生物MEMS器件其他；2. 机器人三种驱动方式及其优缺点电动驱动器：能源简单，速度变化范围大，效率高，速度和位置精度都很高。但它们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。液压驱动器：优点是功率大，结构紧凑，可省去减速装置而直接与被驱动的杆件相连，刚度好、响应快、精度高。但需增设液压源，易液体泄漏，不适合高、低温场合，多用于特大功率机器人系统。气动驱动器：结构简单、清洁、动作灵敏，具有缓冲作用，与液压驱动器相比，功率较小，但刚度差、噪音大、速度不易控制

9、，多用于精度不高的点位控制机器人。3.机器人的两个特点：（1）具有通用性（2）具有柔性（适应性）4.机器人性能要素：自由度数、负荷能力、运动范围、运动速度、精度；六可编程序控制器PLC1. PLC特点：具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单以及功耗低、体积小等优点，但存储量小，价格高。2. 存储器包括：系统程序存储区和用户程序存储区。3. 对输入输出模块的两个要求：一是要有良好的抗干扰能力；二是能满足工业现场各类信号的匹配要求。4. PLC工作方式：循环扫描5. 技术性能指标：输入/输出点数 存储容量 扫描速度 指令系统 可扩展性 通信功能6. 输入电路中采用光电隔离。7. FX系列PLC梯形图中