运动控制系统试题三

1、运动控制系统试题三一、填空题(每空1分,共20分)1、在自动控制系统中,把输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为（）,亦称（）。2、数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的（）和（）作为控制量的自动控制系统。3、伺服控制系统有多种反馈比较原理与方法,包括（）、（）和（）。4、旋转变压器常用作于数控机床的检测装置,但其测量精度较（）(高/低)。5、步进电机输出轴的角位移与输入脉冲数成（）;转速与脉冲频率成（）。6、无刷直流电动机是由电动机（）、（）和（）三部分组成。7、在伺服系统中,常用于测角(位移)的检测元件有（）、（）、（）、自整角机、旋转变压器等。8、一块通过恒定电流的半导体

2、(或导体)薄块,在与电流垂直方向上加上磁场时,运动的电子产生偏移,在薄块的两个侧面就产生一个电势差,这种现象称为（）。9、变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变同步(同步/异步)转速,从而实现（）的一种方法。10、矢量控制是把交流电动机解析成与直流电动机一样,根据磁场及其正交的电流的乘积就是转矩这一最基本的原理,从理论上将电动机定子侧电流分解成（）和（）的两个正交矢量来处理,然后分别进行控制。二、判断题(每题2分,共10分)1、步进电动机主要用于开环控制系统,不能用于闭环控制系统。2、在数控机床位置进给控制中,为了加工出光滑的零件表面,不允许出现位置超调。3、交流伺服电机由于结构简单、成本

3、低廉、无电刷磨损、维修方便,被认为是一种理想的伺服电机。5、机床的轮廓控制是不仅实现由一个位置点到另一个位置点的精确移动,而且在移动和定位的过程中仍需要不断加工。5、连续控制的要求是:精确定位,并随时控制进给轴伺服电机的转向和转速。三、选择题(每题2分,共10分)1、步进电机控制信号的脉冲频率越高,动态转矩也就。A 越小B 越大C 没有影响D 可能大也可能小2、反馈补偿型的步进电动机伺服系统,这种系统基本上解决了步进电动机丢失脉冲的问题,但是这种系统从控制方式来看真正意义上的闭环控制。A 是B 不是C 不确定D 等同于3.通过以下哪种方式可以进一步减小步进电机的步距角,从而提高其走步精度。A

4、细分B 提高频率C 减小电源电压D 改变控制算法4.使用测速电机作为检测装置,从而构成位置闭环的控制系统属于何种控制方式。A 开环B 闭环C 半闭环D 前馈5.PWM调速方式称为()。A 变电流调速B 变电压调速C 变频调速D 脉宽调速简答题(每题6分,5题共30分) 1、对伺服系统的基本要求是什么?2、怎样利用旋转变压器的鉴相工作方式进行角位移的测量?3、请写出莫尔条纹的主要特点。4、步进控制系统主要由哪几部分组成?各部分功能是什么?5、分析下面驱动电路的功能?五、分析与计算(30分)一台五相步进电动机,采用五相十拍脉冲分配方式,转子有200个齿,脉冲频率为f=1000Hz ,丝杠导程为t=

5、10mm ,减速装置的传动比i=10。求:(1)写出一个循环的通电顺序;(2)求步进电动机步距角;(3)求步进电动机转速;(4)求步进电机的脉冲当量。答案一、填空题1、随动系统,伺服系统。2、位置，速度3、脉冲比较、相位比较和幅值比较。4、低5、正比;正比6、本体、转子位置传感器，电子开关线路7、电位计、差动变压器、微同步器8、霍尔效应9、交流电动机调速10、建立磁场的励磁分量，产生转矩的转矩分量二、判断题()1、()2、()3、()4、()5、三、选择题(A)(B)(A)(C)(D）四、简答题 1、对伺服系统的基本要求是什么?答:(1)稳定性好;(2)快速相应并无超调;(3)准度高;(4)低

6、速时大转矩,调速范围宽。2、怎样利用旋转变压器的鉴相工作方式进行角位移的测量?答:在鉴相型工作方式下,旋转变压器的两相正交定子绕组分别加上幅值相等、频率相同而相位相差90度的正弦励磁电压,即:V1=Vm sin t ;V2=Vm cos t 。这两相励磁电压在转子绕组中产生的感应电动势为:)t cos(nV u 1m 3-=由上式可知,转子绕组感应电动势的相位严格地按转子转角1的正弦(或余弦)规律变化,其频率和励磁电压频率相同(幅值不变)。因此,可利用鉴相器线路检测旋转变压器转子绕组中感应电动势的相位来测量出转子相对于定子的转角1,即被测位移的大小。3、请写出莫尔条纹的主要特点。答案要点:(1

7、)移动规律:条纹的移动量、移动方向与光栅尺的位移量、位移方向具有对应关系。(1分)(2)放大作用:莫尔条纹的间距W 对光栅的栅距有放大作用。(1分) (3)光栅透光的强弱及光敏元件输出的电压按正弦规律变化。(2分) (4)平均效应:莫尔条纹对光栅栅距的局部误差具有误差平均作用。(2分)4、步进控制系统主要由哪几部分组成?各部分功能是什么? 答案要点:步进电机开环控制系统主要由步进控制器、功率放大器及步进电机组成。(2分)步进控制器步进控制器是由缓冲寄存器、环形分配器、控制逻辑及正、反转控制门等组成。主要用于步进电机转速、转角、转向等控制;(2分) 功率放大器主要用于驱动信号的功率放大,提高其驱

8、动能力;(2分)5、分析下面驱动电路的功能?答案要点:图中所示是步进电动机单相的单电压功放电路。L 、RL 是步进电机的绕组电感和绕组电阻;由于电机绕组存在电感L ,当晶体管VT 突然接通后,绕组电流按指数规律上升。 晶体管VT 可以看成一个无触点开关;二极管V 和电阻Rd 组成放电回路,以防止晶体管VT 关断瞬间绕组反电势造成管子击穿。 R 为限流电阻,保证通电后电流稳态值为额定值,同时还可以起到减小过渡时间的作用。电容C 为加速电容,动态时,利用它的旁路作用(电压不发生跃变),使电机绕组电流上升加快,改善电流波形的前沿。五、分析与计算一台五相步进电动机,采用五相十拍脉冲分配方式,转子有20

9、0个齿,脉冲频率为f=1000Hz ,丝杠导程为t=10mm ,减速装置的传动比i=10。求:(1)写出一个循环的通电顺序;(2)求步进电动机步距角;(3)求步进电动机转速;(4)求步进电机的脉冲当量。解:(1)电机正转时,一个循环的通电顺序为:A AB B BC C CD D DE E EA A 电机反转时,一个循环通电顺序为:A AE E ED D DC C CB B BA A (2分) (2)根据步距角的计算公式:z 360齿距拍数齿距Km Km b = 其中,K=2,m=5,z=200,因此有:=18.020052360z Km 360b (3分)(3)根据步进电机的速度计算公式:其中,f =1000Hz ,K=2,m=5,z=200,因此有:(r/min)03200520