第五章机电一体化设计习题

第五章历年考题8.利用DDA法实现直线插补。采用常速度分布实现直线运动控制指令时.步进电动机的参考脉冲指令是

A.位置寄存器的溢出脉冲B.速度寄存器的溢出脉冲

C.时钟信号D.加速度寄存器的溢出脉冲答案：A14.简述用数字微分分析法(DDA)控制步进电动机运动的原理。15.简要比较反应式步进电动机与永磁式步进电动机的优缺点.所谓DDA法:(1)采用数字量(整数)表示速度、加速度及位置坐标。(1分)(2)将加速度到速度，速度到位置的积分表达式，采用求和的方法进行近似数值积分。(2分)（3）产生增量式的运动控制指令。(1分)（4）驱动步进电动机实现要求的运动。〔1分)反应式步进电动机，结构简单.步距角较小（0.36~7.5），启动和运行频率较高，但消耗功率较大，断电时无定位转矩。（3分）永磁式步进电动机，断电时有定位转矩，消耗功率较小，但步距角较大（7.5~18），起动和运行频率较低，并需耍止负脉冲供电。(2分)19.五相变磁阻式步进电动机，转了72个齿，最大静转矩为1Nm,(1)若带动负载转知0.9Nm，选择怎样的通电方式系数才能使其正常启动?(2)若要求电动机转速为300r/min，计算输入脉冲的频率。15、永磁式步进电动机的结构及特点是什么?（1）永磁式步进电动机的定子极上有二相或多相控制绕组，转子为一对或多对极的星形永久磁钢、(2分〕(2)永磁式步进电动机.由于转子为永久磁钢，所以断电有定位转矩，消耗功率小。(1分)(3)永磁式步进电动机的缺点是，步距角较大，启动和运行领率较低，需正、负脉冲供电（1分）16、步进电动机的单、双极性驱动电路，各自的特点是什么?适用范围是什么?（1）单极性驱动电路是最基本的驱动电路形式。功率晶体管的导通与关断使各相绕组的电流导通和截止。（1分）（2）单极性驱动电路适用于反应式步进电动机。（1分）(3)双极性驱动电路采用4只品体管作为开关元件来控制相绕组电流，这不仅可控制电流通断还可以控制相电流方向。（1分）（4）双极性驱动电路适用于混合式或永磁式步进电动机。(1分)三相变磁阻式步进电动机.转子有30个齿，试计算:（1）单三拍运行方式的步距角（2）双三拍运行方式的步距角（3）单双拍运行方式的步距角（4）若要电机转速为60r/min，则单拍运行方式时的输入脉冲频率f1为多少？而单双拍时的输人脉冲频率f2为多少？15.怎样控制步进电动机输出轴的角位移、转速及转向?步进电动机是脉冲电动机，它将数字的电脉冲输人转换为模拟的输出轴运动。每输入一个脉冲，输出轴转动一步(1分)。因此，输出的角位移正比于输人脉冲的个数（1分），转速正比于输人脉冲的频率(1分)，转向取决于各相绕组通电的顺序(相序)(1分)。16、什么叫作步距角?它与哪些因素有关?若系统的步进电动机选定以后，还想进一步减小步距角，可采用何种方法?步进电动机每输人一个脉冲，转子转动一步，每一步转过的角度称为步距角（1）.21.四相步进电动机，转子50个齿。若单拍制的最大静转矩为0.1Nm，试计算双拍制运行时的启动转矩T和裕量角θ15.什么是步进电动机?其转速、转角取决于什么?步进电动机又称脉冲电动机。它采用变磁阻原理产生电磁转矩，将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动;（2分）步进电动机的转速取决于输入脉冲频率。（1分）步进电动机的转角取决于输入脉冲个数。（1分）16.对步进电动机驱动电路有什么要求?对步进电动机驱动电路有如下要求:（1）能够提供快速上升和快速下降的电流，使电流波形尽量接近矩形(2分）（2）具有供截止期间释放电流的回路。（1分）（3）功耗量要低，效率要高。（1分）21贫.某五冻相步悦进电杏动机摆转了瓣有36个齿层，采树用二纸相三器相运拒行方题式。试计巴算:(感1)步距傲角θ为多下少?(2鼻)若要恩电动响机以20采0车r壁/名mi尾n的速丙度旋且转，核输入轿脉冲轻频率f为多容少?(3甩)若要绒电动枪机旋矩转1周半鲜，其华输入萌脉冲熟数为呼多少?答案忆：C21趟.题21图为族步进泉电动初机单此极性速驱动斯电路摧。试雅简述能图中VT炒,仰R,莫VD、和Rf的作监用答:竞VT晶体派管开铲关元怜件，挨控制夹绕组园电流悲通断荒。R:减小尸绕组坟的电毙气时盏间常顾数。VD阀:续流扁，泄滚放绕猴组中买储存刃的磁澡能。Rf条:加快悲磁能垮泄放慢。26某五嫁相步住进电奴动机酱转子狭有48个齿,试计贸算:(1弯)采用孩单五兰拍运料行时壤的步地距角(2房诚)采用扬二相—三相约运行甲时的体步距用角(3傍)当控团制脉侍冲频消率f=港16件00严Hz时，喉求采坊用二甚相—三相糖运行称时的祝转速n.30各.生成右下列监等加姐速度这分布侮指令财信号:假设弊步进呀电动炸机步榆进角笛为1.逆8，由手零初跑始速级度加榜速0.羊1s达到10贿0r嚼/m作in，然家后恒践速度10宗0r按/m挺in维持3s。最果后0.湿1。到伤停止怒位置咳，减妨速度鸣与初唯始速娇度相扫等，河时钟英信号厨频率成为10脏00木Hz，寄姻存器炸字长障为16位带浅