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伺服运动控制--B--答案

南阳理工学院课程考试

参考答案与评分标准

考试课程：伺服运动控制学年学期：2011-2012-2

试卷类型：B 考试时间：2012-05-28

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随动系统，亦称伺服系统。

2.数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度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，包括脉冲比较、相位比较和幅值比较。

4.旋转变压器常用作于数控机床的检测装置，但其测量精度较低（高/低）。

5.步进电机输出轴的角位移与输入脉冲数成正比；转速与脉冲频率成正比。

6.无刷直流电动机是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关线路三部分组成。

7.在伺服系统中，常用于测角（位移）的检测元件有电位计、差动变压器、微同步器、

自整角机、旋转变压器等。

8.一块通过恒定电流的半导体（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，这种现象称为霍尔效应。

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，从而实现交流电动机调速的一种方法。

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建立磁场的励磁分量和产生转矩的转矩分量的两个正交矢量来处理，然后分别进行控制。

11.直流伺服电机的调速方式主要有：改变电枢电压、变磁通量和在电枢回路中串联调

节电阻R。

12.如果选择磁尺、光栅、光电编码器等元件作为机床移动部件移动量的检测装置，检

出的位置反馈信号是数字脉冲信号。由此构成的伺服系统称为脉冲比较伺服系统。

13.幅值比较伺服系统的位置检测元件应工作在幅值工作方式。

14.台达ASDA-AB系列伺服驱动器的操作模式主要有三种：位置模式、速度模式和扭矩

模式。

15.旋转变压器的信号处理有鉴相型和鉴幅型两种方式。

二、判断题：（每题2分，共10分）（说明：认为陈述正确的在括号内打“√”；否则在括号内打“×”）

（╳）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、成本低廉、无电刷磨损、维修方便，被认为是一种理想的伺服电机。

（√）4.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

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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、单选题：（每题2分，共10分）（说明：将认为正确答案的字母填写在每小题的括号内）（A ）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

（B ）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

（A ）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 细分

B 提高频率

C 减小电源电压

D 改变控制算法

（C ）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（D ）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

四、简答题：（每题5分，共30分）

1. 对伺服系统的基本要求是什么？参考答案：(1)稳定性好；（1分）(2)快速相应并无超调；（1分）(3)准度高；（1分）(4)低速时大转矩，调速范围宽。（2分）

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？

参考答案：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，（2分）即：V1=Vmsin ωt ；V2=Vmcos ωt 。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 3θ-ω=，可知，转子绕组感应电动势的相位严格地按转子转角θ1的正弦(或余弦)规律变化，（2分）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θ1，即被测位移的大小。（1分）

3. 请写出莫尔条纹的主要特点。参考答案：

(1)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）（1分）

(2)放大作用：莫尔条纹的间距W 对光栅的栅距ω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。（1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？

参考答案：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，提高其驱动能力。（1分）

5. 分析下面驱动电路的功能？

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参考答案：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；（2分）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。（1分）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。（1分）电容C 为加速电容，动态时，利用它的旁路作用，使电机绕组电流上升加快，改善电流波形的前沿。（1分）

6. 根据下图说明脉冲加减器的基本功能是什么？

J 4Q 7CLK

5K 1

U1:A 74111J 12Q

CLK

K 15

10S

U1:B

74111

J 4

CLK

5K 1

U2:A

74111

J 12Q

CLK

K 15

U2:B

74111

U3:A

7400

U3:B

7400

U3:C

7400

U4:A

7404

U4:A(A)

-X

参考答案：脉冲加减器是脉冲-相位变换器的关键部分，他完成向基准脉冲中加入或抵消脉冲的作用。（3分）当有正指令脉冲来时，使基准脉冲序列中加入一个脉冲；当有负指令脉冲来时，使基准脉冲序列中扣减一个脉冲。（

2分）

五、分析与计算题：（每题15分，共30分）

1.一台五相步进电动机，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=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。

参考答案：

（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）或：AB →ABC →BC →BCD →CD →CDE →DE →DEA →EA →EAB →AB

（2）根据步距角的计算公式：其中，K=2，m=5，z=200，因此有：

?=???=?=

θ18.0200

52360z Km 360b

（3分）

（3）根据步进电机的速度计算公式：

(r/min)z Km f 602kmz f

6060f n b =ππ

??πθ

=22

其中，f =1000Hz ，K=2，m=5，z=200，因此有：

(r/min)032005200

0160z Km f 60n =???==

（5分）

360齿距拍数齿距Km Km b ?

===

（4）根据步进电机的脉冲当量计算公式：

i t

Kmz i

t b 360360360?

θδ

其中，t =10mm ，K=2，m=5，z=200，i =10，因此有：

0005.01036010

20052360i 360t Kmz 360=????=?=

（5分） 2.利用以下台达伺服驱动器如何构建一个交流伺服控制系统？请画出系统框图，说明伺服驱动器的各接口该连接何种信号？并写出调试的基本步骤。参考答案：

（1）

计算机

PLC

交流驱动器

交流伺服电机

RS232

（5分）

（2）各接口连接信号可参照右图。

（5分）

（3）a.连接硬件；b.设置驱动器的控制模式。调整参数，将控制模式设定为所需模式，更改后须重新上电开机。C.上位机编程和PLC 编程；

d.系统调试。（5分）

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液压传动与控制试题及答案

、填空题（每空1分，共20 分） 1. 液压传动是以（）能来传递和转换能量的。 2. 液压传动装置由（）、（）、（）、（）和（）五部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。 3. 液体在管中流动时，存在（）和（）两种流动状态。液体的流动状态可用（）来判定。 4. 液压系统中的压力,即常说的表压力，指的是（）压力。 5. 在液压系统中，由于某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,在一瞬间突然产生很高的压力峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为（）。 6. 单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各（）次，同一转速的情况下，改变它的（）可以改变其排量。 7. 三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T 间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的（）。 8. 压力阀的共同特点是利用（）和（）相平衡的原理来进行工作的。 9. 顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口（），以实现执行元件顺序动作的液压元件。 10. 一般的气源装置主要由空气压缩机、冷却器、储气罐、干燥器和（）等组成。二、选择题（请在所选择正确答案的序号前面划V或将正确答案的序号填入问题的空格内）（每选择一个正确答案 1 分，共10分） 1．流量连续性方程是（）在流体力学中的表达形式，而伯努利方程是（）在流体力学中的表达形式。（）

A能量守恒定律；B动量定理；C质量守恒定律；D 其他； 2. 液压系统的最大工作压力为10MPa,安全阀的调定压力应为（大于 1OMPa） A）等于1OMPa；B）小于1OMPa；C）大于1OMPa 3. （）叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；（）叶片泵运转时, 不平衡径向力相抵消，受力情况较好。 A单作用；B、双作用 4. 一水平放置的双杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷，液压缸浮动，其中位机能应选用（）；要求阀处于中位时, 液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（）。 A. O型 B. M型C、Y型 D. H型 5. （）在常态时，阀口是常开的，进、出油口相通；（）、（）在常态状态时，阀口是常闭的，进、出油口不通。 A）溢流阀；B）减压阀；C）顺序阀三、图形符号识别题（10 分）

电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后参考答案第五六七章(仅供参考)

第五章思考题 5-1 对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0

机电传动控制----5套期末试题及答案

《机电传动控制》试卷 A 适用专业：机制考试日期：考试时间：120分钟考试形式：闭卷试卷总分：100分一、填空（每空1分）： 1. 直流电动机的调速方法有____ __ ，和。 2．一台三相异步电动机的额定转速为980r/min，则其极数为，同步转速为，起动时转差率为，额定转差率为。 3．鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。 4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。即，符号为；和符号为。 5. 电气控制系统中常设的保护环节有、和、。 6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、、和几种。二、简答题。（每小题5分） 1．交流电器的线圈能否串联使用？为什么？ 2．三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果？3．简述直流电动机能耗制动的方法。 4．当三相交流异步电动机在额定负载下运行时，由于某种原因，电源电压降低了30%，问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少？为什么？5. 试说明下图几种情况下，系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际方向）。 a b c d e 三、计算题（每题12分）： 1. 一台U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起动，应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P N=10kW， n N=1460r/min，U N=380 V，△接法，ηN=0.868，cosφ=0.88；试求：1）额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△ 换接启动时的启动转矩。四、设计题： 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要求：按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线图 3）绘出PLC的梯形图4）写出PLC的指令程序

(完整版)运动控制考试复习题

一、填空题 1、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标，而调速系统的动态指标通常以抗扰性能指标为主 2、直流电机调速方法有变压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速。异步电动机调速方式常见有6种分别是：降压调速、差离合调速、转子串电阻调速、串级调速和双馈电动机调速、变级调速、变压变频调速。其中转差率不变型有：变级调速、变压变频调速，只有变压变频应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。同步电动机按频率控制方式不同分为：他控式变频调速和自控式变频调速。（变电阻调速：有级调速。变转差率调速：无级调速。调压调速：调节供电电压进行调速）按按转差功率可以怎么划分电动机:转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型 3、对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持气隙磁通不变，需按比例同时控制定子电压和定子频率，低频时还应当抬高电压以补偿阻抗压降，基频以下调速属于恒转矩调速；而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高定子频率而迫使磁通减弱，相当直流电动机弱磁升速情况，基频以上调速属于恒功率调速。 4、对于SPWM型逆变器，SPWM的含义为正弦波脉宽调制，以正弦波作为逆变器输出的期望波形，SPWM波调制时，调制波为频率和期望波相同的正弦波，载波为频率比期望波高得多的等腰三角波，SPWM型逆变器控制方式有同步调制、异步调制、混合调制。

SPWM 型逆变器的输出的基波频率取决于正弦波。SPWM 控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。 5、调速系统的稳定性能指标包括调速范围和静差率 6、供变压调速使用的可控直流电源有：旋转交流机组（G-M 系统）、静止式可控整流器（V-M 系统）与直流斩波器（PWM-M 系统）或脉宽调制变换器。 7、典型 I 型系统与典型 II 型系统相比, 前者跟随性能好、超调小，但抗扰性能差。典型I 型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？答：稳态误差：对于典型I 型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K 值成反比；在加速度输入下稳态误差为∞ 。对于典型II 型系统，在阶跃和斜坡输入下，稳态时均无差；加速度输入下稳态误差与开环增益K 成反比。动态性能：典型 I 型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差；典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。 8、数字测速中,T 法测速适用于低速,M 法测速适用于高速。 9、PI 调节器的双重作用是指：一是比例部分加快动态进程；二是积分部分最终消除偏差。 10、直流调速系统的理论依据φ e n C R I U d d -= ，交流调速系统的理论依据)1(60n s p f -=。 11、交-直-交电压型变频器的主要电路基本组成为整流器、直流平滑电路、逆变器。 12、在交-直-交逆变器中，直流侧所用滤波元件为大电容，因而直流电压波形比较平直，在理想情况下是一个内阻为零的恒压源，成

复习题及答案

08级电子专业《飞行管理与自动飞行控制系统》复习题第一章飞行力学 1. 三种飞机运动参数各自描述的是哪两个坐标系之间的关系？8个运动参数的准确定义和正负的规定？ 1）姿态角：机体轴系与地轴系的关系。俯仰角：机体纵轴与其在地平面投影线之间的夹角。以抬头为正；偏航角：机体纵轴在地平面上的投影与地面坐标系OX 轴之间的夹角。以机头右偏航为正滚转角：又称倾斜角，指机体竖轴（飞机对称面）与通过机体轴的铅垂面间的夹角。飞机右倾斜时为正。 2）飞机的轨迹角：速度坐标系与地理坐标系之间的关系。航迹倾斜角：飞行地速矢量与地平面间的夹角，以飞机向上飞时为正；航迹偏转（方位）角：飞行地速矢量在地平面上的投影与地理坐标系OX 轴之间的夹角，以速度在地面上投影在地轴之右时为正；航迹滚转角：飞行地速矢量的垂直分量与飞行地速矢量及其在水平面上的投影组成的平面之间的夹角，以垂直分量在平面之右为正。 3）气流角：空速向量与机体轴系的关系迎角：空速向量在飞机对称面上的投影与机体轴的夹角，以速度向量的投影在机体轴之下为正（飞机的上仰角大于轨迹角为正）；侧滑角：速度向量与飞机对称面的夹角。以速度向量处于飞机对称面右边时为正。 2. 飞机升力的定义？方向的规定？升力的产生与什么部件有关？飞机升力的组成部分？与空速的关系？机翼产生升力的原理？升力L:飞机总的空气动力R Za 轴的分量,向上为正.产生升力的主要部件是飞机的机翼. 机翼的升力：机翼升力与机翼面积,动压成正比。机身的升力：。和速度平方成正比。平尾的升力：与速度无关。 3. 舵面偏转及其引起的操纵力矩的方向的规定？驾驶员是如何操纵这些飞机舵面的？操纵舵面的铰链力矩定义：铰链力矩就是作用在舵面上的空气动力的合力对舵面铰链转轴所形成的力矩。正负：定义迫使舵面正向偏转的铰链力矩He 为正。升降舵：其正向的铰链力矩迫使其向下偏转；方向舵：其正向的铰链力矩迫使其向左偏转；副翼：其正向的铰链力矩迫使“左上右下”偏转； 4. 横侧向气动力由哪些因素会引起侧力？如侧滑角。。。。只有在不对称的气流作用下才会有侧力。侧滑角β引起的侧力；偏转方向舵δr 引起的侧力滚转角速度P 所引起的侧力；偏航角速度r 所引起的侧力 5. 侧向力矩由哪些因素会引起滚转力矩？各力矩的名称？产生的原因？作用是什么？侧滑角β引起的滚转力矩LA(β)：滚转力矩主要由机翼和立尾在侧滑角β≠0时产生的。b Lb b S V C L )21(2∞∞=ρ

液压传动与控制试题及答案

一、填空题（每空1分，共20分） 1.液压传动是以（）能来传递和转换能量的。 2.液压传动装置由（）、（）、（）、（）和（）五部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。 3.液体在管中流动时，存在（）和（）两种流动状态。液体的流动状态可用（）来判定。 4.液压系统中的压力,即常说的表压力，指的是（）压力。 5.在液压系统中，由于某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,在一瞬间突然产生很高的压力峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为（）。 6.单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各（）次，同一转速的情况下，改变它的（）可以改变其排量。 7.三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的（）。 8.压力阀的共同特点是利用（）和（）相平衡的原理来进行工作的。 9.顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口（），以实现执行元件顺序动作的液压元件。 10.一般的气源装置主要由空气压缩机、冷却器、储气罐、干燥器和（）等组成。二、选择题（请在所选择正确答案的序号前面划√或将正确答案的序号填入问题的空格内）（每选择一个正确答案1分，共10分） 1．流量连续性方程是（）在流体力学中的表达形式，而伯努利方

程是（）在流体力学中的表达形式。（） A能量守恒定律； B动量定理； C质量守恒定律； D 其他； 2．液压系统的最大工作压力为10MPa，安全阀的调定压力应为（大于10MPa） A)等于10MPa；B)小于10MPa；C)大于10MPa 3．（）叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；（）叶片泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。 A 单作用； B、双作用 4．一水平放置的双杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷，液压缸浮动，其中位机能应选用（）；要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（）。 A. O型 B. M型 C 、 Y型 D. H型 5．（）在常态时，阀口是常开的，进、出油口相通；（）、（）在常态状态时，阀口是常闭的，进、出油口不通。 A) 溢流阀； B)减压阀； C)顺序阀三、图形符号识别题（10分） a ：； b ：； c ：； d ：；

运动控制系统基本要求

11级电气工程与自动化专业《运动控制系统》基本要求（2014-05-23）第一章绪论了解本课程的研究内容。第二章（转速单）闭环控制的直流调速系统 1、了解V （SCR ）--M 、PWM--M 两种主电路方案及其特点（2.1节、P16、P97--98、笔记）； 2、他励（或永磁）直流电动机三种数学模型及转换，解耦模型中I do ~U d 环节的处理（P27--28、笔记）； 3、稳态性能指标中D 、S 间关系及适用范围（2.2.1节、P29--30、笔记）； 4、转速单闭环直流调速系统组成原理、特点及适用范围（P2 5、笔记）； 5、带电流截至负反馈的转速单闭环直流调速系统的组成原理、特点（笔记、2.5.2节）。第三章转速、电流反馈控制的直流调速系统 1、双闭环直流调速系统的组成原理（主要指：V —M 不可逆调速系统、PWM-M 调速系统）、特点，符合实际的系统数学模型，静（稳）态参数的整定及计算（P60、P59--6 2、笔记）； 2、 ASR 、ACR 的作用（P65）； 3、典1、典2系统的特点、适用范围、参数整定依据（3.3.2节、笔记）； 4、基于工程设计法的ASR 、ACR 调节器参数整定方法（P77--78、3.3.3节、例3-1、3-2、笔记）； 5、理解ASR 退饱和时的（阶跃响应）转速超调量等时域指标算式（P86--88、笔记）； 6、系统分别在正常恒流动态、稳态阶段，及机械堵转故障、转速反馈断开故障下的（新稳态）物理量计算； 7、 M 、T 、M/T 三种数字测速方法及特点（2.4.2节、笔记）； 8、了解了解M/T 数字测速的技术实现方法、系统控制器的技术实现方法（P82-85、笔记）。第四章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统 1、 PWM--M 可逆直流调速系统组成原理及特点（4.1节，笔记） 2、 V （SCR ）--M 可逆主电路中的环流概念、类型、特点（P103--104、笔记）； 3、常用的晶闸管－直流电动机可逆调速系统组成原理及特点（4.2.2节，图4-1 4、图4-1 5、4.2.3节）。第五章基于稳态模型的异步电动机调速系统 1、异步电动机定子调压调速的机械特性簇与特点，转速闭环调压调速系统组成原理及适用范围（5.1--5.2节）； 2、软起动器的作用及适用条件（5.2.4节）； 3、异步电动机变压变频调速的基本协调控制关系（一点两段）及其依据（5.3.1节）； 4、异步电动机四种协调控制的特点，各自的机械特性簇、特点及比较（5.3.2节--5.3.3节、笔记）； 5、 SPWM 、CFPWM 、SVPWM 变频调速器组成原理与特点，及其中各环节的作用（5.4节）； 6、了解基于转差频率控制的转速闭环变频变压调速系统的基本原理（5.6节）。第六章基于动态模型的异步电动机调速系统 1、交流电动机坐标变换的作用，矢量控制（VC ）的基本思想、特点（6.6、6.7、笔记）； 2、异步电动机VC 系统的一般组成原理（图6-20）； 3、了解各种具体的VC 系统组成方案，理解转子磁链直接与间接定向控制的区别（6.6. 4、6.6.6节、笔记）； 4、异步电动机直接转矩控制（DTC ）系统的基本原理及特点（6.7.3节），DTC 与VC 的比较（6.8节）。第七章绕线转子异步电动机双馈调速系统 1、绕线转子异步电动机次同步串级调速主电路及其工作原理，()S f β=公式及特点（7.2.1节、笔记）； 2、绕线转子异步电动机双闭环次同步串级调速系统组成原理；起动、停车操作步骤；（7.5、7.6、7.4.3节、笔记）。第八章同步电动机变压变频调速系统 1、正弦波永磁同步电动机（PMSM ）矢量控制系统组成原理，0sd i =时的转矩公式（8.4.3节）； 2、具有位置、速度闭环的正弦波永磁同步电动机（伺服）矢量控制系统组成原理（图8-26、27扩展、笔记）。第九章伺服系统 1、位置伺服系统的典型结构（开环、半闭环、闭环、混合闭环）及特点（笔记、9.1.2）； 2、位置伺服系统的三种运行方式、位置伺服系统的三种方案；（笔记、9.3.2--9.3.4） 3、数字伺服系统中电子齿轮的作用（笔记）； 4、数字式位置、速度伺服系统的指令形式（笔记）。 *** 考试须知---要点提示：（1）无证件者不能考试；（2）未交卷者中途不得离场；（3）严禁带手机到座位，操作手机者按作弊论处。附：答疑地点（2-216）、时间：（1）2014-6-6，13:00--15:00；（2）2014-6-7，8:00--11:00，13:00--15:00。

运动控制系统练习题

判断题 1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√）4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 5静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ） 7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k的大小并非仅取决于速度定 U g*的大小。（√） 8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（Ⅹ） 9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ） 10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√） 11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√） 13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ） 14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 15 闭环系统可以改造控制对象。（√） 16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。 17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（√） 18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（Ⅹ） 19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（√） 20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（√）选择题 1．转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是 A．PID B．PI C．P D．PD 2．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率A．越小B．越大C．不变D．不确定3．下列异步电动机调速方法属于转差功率不变型的调速系统是 A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速4．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是 A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制5．控制系统能够正常运行的首要条件是 A．抗扰性B．稳定性C．快速性D．准确性6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳态精度 A．越高B．越低C．不变D．不确定8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括 A.转速调节阶段 B.电流上升阶段 C.恒流升速阶段 D.电流下降阶段

运动控制系统试卷答案全样本

一、选择填空: ( 每空2分、共20分) 1、一个调速系统的调速范围, 是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案: ( 1 ) １)最低速; ２)最高速; ３)平均速; ４)不能确定; 2、闭环调速系统能够获得比开环调速系统的稳态特性。答案: ( 2 ) １) 硬得不多; ２) 硬得多; ３) 软得多; ４) 软得不多; 3、无静差调速系统的最高转速n max, 最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案: ( 2 ) １) n max/U*nmax２) U*nmax/n max ３) n max×U*nmax４) 不确定 4、反并联无环流配合控制的条件是答案: ( 4 ) １) α＋β＝240o２) α＋β＝300o ３) α＋β＝360o 4) α＋β＝180o 5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时, 。答案: ( 4 ) １) 正、反组同时封锁; ２) 封锁正组开放反组;

３) 正、反组同时开放; ４) 封锁反组开放正组; 6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波, 它是一个内阻为零的恒压源, 输出交流电压波形是。答案: ( 3 ) １) 锯齿波; ２) 正弦波３) 矩形波; ４) 不能确定; 7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波, 它是一个相当于一个恒流源, 输出交流电流波形是。答案: ( 1 ) １) 矩形波; ２) 正弦波３) 锯齿波; ４) 不能确定; 8、 SPWM变频器中, 如果在正弦调制波的半个周期内, 三角载波只在正或负的一种极性范围内变化, 所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内, 叫做方式。答: ( 3 ) １) 多极性控制; ２) 双极性控制; ３) 单极性控制; ４) 没用定义 9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案: ( 2 ) １) 磁场; ２) 转矩; ３) 转速; ４) 转差率; 10、矢量控制系统是控制系统。答案: ( 2 ) １) 静止坐标; ２) 旋转坐标;

2016年《机电传动与控制》试卷A及答案

2016年第1学期《机电传动与控制》课程考核试卷课程名称：机电传动与控制课程代码：开课教学部：任课教师：年级、专业： 2015级机械制造及其自动化考试时间：120分钟考核方式：闭卷开卷□ 实验操作 □ 一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共15分）在每小题列出的四个备选项中只有一个最符合题目要求，请将其代码填写在题前的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会（）。（a ）增加（b ）减小（c ）等于零（d ）不变 2．励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源供电的电动机叫做（）直流电动机。（a ）并励（b ）他励（c ）串励（d ）复励 3．当电动机产生的拖动转矩T ＞负载转矩Tz 时，电动机处于（）工作状态。（a ）静止（b ）等速旋转（c ）减速（d ）加速 4．下列电器中，不能实现短路保护的是（）。（a ）熔断器（b ）过电流继电器（c ）热继电器（d ）断路器 5．下列各项中，（）不是变压器的主要功能。（a ）电压变换（b ）功率变换（c ）电流变换（d ）阻抗变换 6．三相交流异步电动机常用的调速方法中，（）可以实现范围较宽的平滑调速，其应用将越来越广泛。（a ）变频调速（b ）变极调速（c ）变压调速（d ）变阻调速 7．三相交流电动机的电气制动不包括（）。（a ）能耗制动（b ）反接制动（c ）回馈制动（d ）机械制动 8．单结晶体管在可控整流电路中起的作用是（）。（a ）整流（b ）触发（c ）过压保护（d ）过流保护 9．步进进电动机转角与脉冲电源的关系是（）。（a ）与电源脉冲频率成正比（b ）与电源脉冲数成正比（c ）与电源脉冲宽度成正比（d ）与电源脉冲幅值成正比 10．在机电传动控制系统中，作为测量元件使用的是（）。（a ）步进电机（b ）测速发电机（c ）伺服电机（d ）直线电机 11. 电源电压为380V ，三相笼型异步步电动机定子每相绕组的额定电压为220 V 时，能否采用星形一三角形启动？（）（a ）能（b ）不能（c ）无法确定 12. 三相异步电动机带一定负载时，若电源电压降低了，此时电动机转矩（）（a ）增加（b ）减少（c ）不变 13. 电动机所产生的转矩在任何情况下，总是由轴上的负载转矩和（）之和所平衡。（a ）静态转矩（b ）加速转矩（c ）减速转矩（d ）动态转矩 14.下面（）是属于直流电动机的定子部分？（a ）换向器（b ）电枢绕组（c ）励磁绕组（d ）风扇 15. 绕线式三相异步电动机，转子串电阻起动时（）。（a ）起动转矩增大，起动电流增大（b ）起动转矩减小，起动电流增大（c ）起动转矩增大，起动电流不变（d ）起动转矩增大，起动电流减小二、填空题（本大题共12小题，每空1分，共15分）请将答案填写在题内的横线上。 1．通常电动机的铭牌上标有符号△/Y 和数字220/380，前者表示 _，后者表示对应于不同接法的_ 。 2． __是一种依靠电磁力的作用使触点闭合或分离来接通和断开电动机或其它用电设备的自动电器。 3．异步电动机在一定负载稳定运行的条件下，欲得到不同的转速，其调速方法有： __ __、 __和改变电源频率。 4．直流发电机通常按励磁方法来分类，分为__ 、并励直流发电机、串励直流发电机和复励直流发电机。 5．三相交流异步电动机在结构上包括三相 __电动机和三相绕线式电动机。 6．机电传动系统从某一个稳定状态变化到另一个稳定状态的过程，称为 __。 7．变压变频调速适合于_________以下的调速，恒压弱频调速适合于_________以上的调速。 8．在自动控制系统中，伺服电动机是一个执行元件，它把接收到的__________变为电机的一定转速或者角位移。 9．三相交流电动机和直流电动机的制动都可采用__________制动和能耗制动。 10．旋转变压器由铁芯、两个定子线圈和转子线圈组成，是测量__________的传感器。 11．电气线路图可分为__ ________和辅助电路两部分，根据需要，电气线路图包括电气原理图、电气安装图和电气互连图三种形式。 12、通常把异步电动机固有机械特性上最大电磁转矩与额定转矩之比称为电动机的__ ________。学号：姓名：所属教学部：年级：专业：装订密封线考生答题不得出现红色字迹，除画图外，不能使用铅笔答题；答题留空不足时，可写到试卷背面；请注意保持试卷完整。

机电运动控制系统离线作业必

机电运动控制系统离线作业必 Newly compiled on November 23, 2020

浙江大学远程教育学院《机电运动控制系统》课程作业（必做）姓名：严超学号： 3 年级：16秋电气学习中心：武义 ————————————————————————————— 1.直流电机有哪些调速方法根据其速度公式说明之, 并说明如何釆用电力电子手段实现。答：根据直流电机速度公式，有（1）电枢电压Ua控制-调压调速（向下调速）：采用电力电子手段时，有晶闸管可控整流器供电和自关断器件H型桥脉宽调制（PWM）供电等方式，其损耗小，控制性能好。（2）磁场φ控制-弱磁（向上调速），采用电力电子手段时，有晶闸管可控整流器供电励磁控制。（3）由于运行损耗大、效率低，一般不再采用串Ra调速。 2.画出双闭环晶闸管—直流电动机不可逆调速系统电原理图（非方块图），须清楚表达两个闭环的关键元件，写出各部分名称，标注有关信号量；指出两闭环连接上的特点及相互关系。答：双闭环晶闸管-直流电动机不可逆调速系统电路原理图如下：两闭环连接上的关系是速度调节器的输出作为电流调节器的输入，这就使得该系统具有由速度调节器的输出限幅值确定了电流环的给定值，进面确定了系统的最大电流的特点。 3.分析双闭环晶闸管—直流电动机不可逆调速系统：

(1) 如果要改变转速，应调节什么参数为什么 (2) 如要控制系统的起动电流、确保系统运行安全，应调节什么参数为什么答：（1）改变转速时只能改变速度调节器的输入ug，因为它是速度环的指令信号。改变速度调节哭的参数对稳态速度无调节作用，仅会影响动态响应速度快慢。 (2)要控制系统的起动电流、确保系统运行安全，应调节速度调节器的输出限幅值。因为速度调节器的输出限幅值确定了电流环的给定值，进而确定了系统的最大电流。 4. 填空 : 双闭环晶闸管━直流电动机调速系统中，内环为＿电流＿环，外环为＿速度环，其连接关系是：＿速度调节器＿的输出作为＿＿电流调节器的输入，因此外环调节器的输出限幅值应按＿＿调速系统允许最大电流＿来整定；内环调节器的输出限幅值应按＿＿可控整流器晶闸管最大、最小移相触发角＿来整定。两调节器均为＿PI＿型调节器，调速系统能够做到静态无差是由于调节器具有＿积分（记忆）功能；能实现快速动态调节是由于节器具有＿＿饱和限幅＿功能。 5.在转速、电流双闭环系统中，速度调节器有哪些作用其输出限幅值应按什么要求来调整电流调节器有哪些作用其输出限幅值应如何调整答：速度调节器用于对电机转速进行控制，以保障：①调速精度，做至静态无差；②机械特性硬，满足负载要求。速度调节器输出限幅值应按速系统允许最大电流来调整，以确保系统运行安全（过电流保护）电流调节器实现对电流的控制，以保障：①精确满足负载转矩大小要求（通过电流控制）；②调速的快速动态特性（转矩的快速响应）。

电力拖动自动控制系统--运动控制系统第四版复习题考试题目

考试题型及分数分配 1 判断题（20分，10~20小题）范围广， 2 选择题（20分，10~20小题）内容深，细节区分 3 填空题（10分，10小题） 4 设计题（10分，2小题） 5 简述题（10分，2小题） 6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算 7 分析计算题（20分，3小题）直流调速系统一判断题 1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√） 3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√） 4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 5静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ）的大小并非仅取决于7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k *的大小。（√）速度定 U g 8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（Ⅹ）9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ） 10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√） 11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√） 13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√）

运动控制系统课后习题答案样本

运动控制系统课后习题答案 2.2 系统的调速范围是1000~100min r , 要求静差率s=2%, 那么系统允许的静差转速降是多少? 解: 10000.02(100.98) 2.04(1)n n s n rpm D s ?==??=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 2.3 某一调速系统, 在额定负载下, 最高转速特性为0max 1500min n r =, 最低转速特性为 0min 150min n r =, 带额定负载时的速度降落15min N n r ?=, 且在不同转速下额定速降不变, 试问系统能够达到的调速范围有多大? 系统允许的静差率是多少? 解: 1) 调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下) max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V, I N =378A, n N =1430r/min, Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时, 求系统的调速范围。如果s=30%时, 则系

统的调速范围又为多少? ? 解 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。已知直流电动机主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V?min/r,求: ( 1) 当电流连续时, ? ( 2) ? ( 3) 若要满足D=20,s≤5%的要求, 为多少? 解 2.6 有一晶闸管稳压电源, 其稳态结构图如图所示, 已知给定电晶闸管装置放大系数反馈系数γ=0.7。求: ( 1) 若把反馈线断开? 开环时的输出电压是闭环是的多少倍? ( 3) 若把反馈系数减至γ=0.35, 当保持同样的输出电压时, 给定电压应为多少? 解

机电传动与控制试题及答案1

一、填空题 1. 生产机械的机械特性大体可归纳为恒转矩型机械特性、通风机型机械特性、直线型机械特性和恒功率型机械特性等四类。其中恒转矩型负载又包含摩擦性恒转矩负载和位能性恒转矩负载两种不同的机械特性 2.直流他励式电动机的调速方法有电枢回路串接电阻、改变电枢电压和减弱磁通等三种。 3.三相异步电动机的调速方法有调压调速、转子电路串接电阻调速、改变极对数调速和变频调速等四种。。 4.交流测速发电机的主要技术指标有剩余电压、线性误差、相位误差和输出斜率等。 5.通常使用的步进电动机有反应式、永磁式和永磁感应子式等旋转型步进电动机。一、填空题 1.直流发电机按励磁方式可分为他励发电机和自励发电机两类。自励发电机又分为并励发电机、串励发电机和复励发电机等三种 2. 三相异步电动机的调速方法有调压调速、转子电路串接电阻调速、改变极对数调速和变频调速等四种。 3. 通常使用的步进电动机有反应式、永磁式和永磁感应子式等旋转型步进电动机。 4.步进电动机的主要技术指标和运行特性有步距角、静态步距误差、最大静转矩、矩频特性、起动频率和连续运行频率。 5．直线感应电动机在结构上主要有次级和初级两部分组成。一：判断选择题：（从下列各题备选答案中选出正确答案，每小题2分，共30分） 1、如图所示，判断哪组是正确的。A

（a ）L M T T > (b) L M T T = (c) L M T T < A ：图（a ）M T 为正，是拖动转矩，加速状态 B ：图（b ）M T =L T ，匀速状态 C ：图（c ）M T 为正，L T 为负，减速状态 2、关于交流电动机调速方法正确的有：A A ：变频调速； B ：改变磁通调速； C ：改变转差率调速； D ：定子串电阻调速。 3、延时闭合的动合触点是：B A B C D 4、三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会 B 。 A ：减少； B ：增加； C ：等于零。 5、三相鼠笼异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转矩 A 。 A ：相同； B ：大； C ：小。 6、如下图所示，曲线1和曲线2分别为电动机和负载的机械特性。试问：电动机能否在A 点稳定运行？ A A ：能； B ：不能； C ：不能确定 7．直流发电机E 与Ia 的方向：A A 相同； B 相反； C 不一定。 8．恒功率型机械特性为负载转矩与转速成：B A 正比; B 反比。 9、有一台三相异步电动机，正常运行时为?接法，在额定电压下启动，其N st T T 2.1=，若采用?-Y 换接启动，试问当负载转矩N L T T %35=，电动机能否启动？ A A ：能； B ：不能； C ：不能确定 10．三相异步电动机的何种制动又叫发电制动。A A 反接制动； B 反馈制动； C 能耗制动。 11．晶体管直流脉宽调速系统比晶闸管直流调速系统动态响应速度：A

运动控制系统考试资料

问答题部分 1、试述交流调速系统要获得工业应用的条件，为什么条件：（1）使用高转子电阻电动机（2）系统工作点只是沿着极限开环特性变化原因：能够在恒转矩负载下扩大调整范围，并使电动机能够在较低转速下运行而不致过热。 2、简述交流软启动器的作用。定义：软启动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，它的主要构成是串接于电源与被控电极之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。作用：防止电动机启动电流过大损坏电机，或造成电网电压下降过大，使电机无法正常启动。 3、简述恒压频比控制方式。绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压s g U E ≈，则得：1 s U f =常值这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时s U 和g E 都比较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压s U 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。 4、交流电机矢量控制的基本思想是什么基本思路：将异步电动机经过坐标变换等效在直流电动机，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，再经过相应的坐标反变换，控制异步电机。（关键词：坐标变换） 5、试分析矢量控制系统与直接转矩控制系统的优缺点。 VC 系统强调c T 与r ψ的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器，实现连续调节，可以获得较宽的调速范围，但是按定向受电动机转子参数的影响，降低了系统的鲁棒性。DTC 系统则实行e T 与r ψ的砰-砰控制，避开了旋转坐标变换，简化了控制结构，控制定子磁链而不是转子磁链，不受转子参数变化的影响，但不可避免的产生转矩脉动，低速性能较差，调速范围受到限制。 6、试分析什么是转差频率控制转差频率控制的规律是什么（P188、189）定义：控制转差频率就代表控制转矩，这就是转差频率控制的基本概念。控制规律：（1）在s sm w w ≤的范围内，转矩e T 基本上与s w 成正比，条件是气隙磁通不变。（2）在不同的定子电流值时，按下图的1s s U f w I =（）函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通m Φ恒定。

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