华中科技大学-机电传动控制

机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科，对于相关专业的学生和从业者来说，掌握这门课程的知识至关重要。

而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。

以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案，希望能对您的学习有所帮助。

第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么？答：机电传动控制的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求，以满足生产的需要，提高生产效率和产品质量。

2、机电传动系统由哪些部分组成？答：机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。

电动机作为动力源，将电能转化为机械能；传动机构用于传递动力和改变运动形式；生产机械是工作对象；控制系统用于控制电动机的运行状态；电源则为整个系统提供电能。

3、机电传动系统的运动方程式是什么？其含义是什么？答：运动方程式为 T M T L ＝J(dω/dt) 。

其中，T M 是电动机产生的电磁转矩，T L 是负载转矩，J 是转动惯量，ω 是角速度，dω/dt 是角加速度。

该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系，当 T M ＞ T L 时，系统加速；当 T M ＜ T L 时，系统减速；当 T M ＝ T L 时，系统以恒定速度运行。

第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响？答：转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。

在机电传动系统中，由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩，转动惯量越大，系统的加速和减速过程就越困难，响应速度越慢。

因此，在设计和分析机电传动系统时，需要考虑转动惯量的影响，以确保系统的性能和稳定性。

2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么？答：多轴传动系统等效为单轴系统的原则是：系统传递的功率不变，等效前后系统的动能相等。

3、如何计算机电传动系统的动态转矩？答：动态转矩 T d ＝ T M T L ，其中 T M 是电动机的电磁转矩，TL 是负载转矩。

习题与思考题第二章机电传动系统的动力学基础2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩,静态转矩和动态转矩。

拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩,以带动生产机械运动的。

静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。

动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。

2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速,减速,稳态的和静态的工作状态。

T M-T L>0 说明系统处于加速,T M-T L<0 说明系统处于减速,T M-T L=0 说明系统处于稳态(即静态)的工作状态。

2.3 试列出以下几种情况下(见题 2.3 图)系统的运动方程式, 并说明系统的运动状态是加速,减速,还是匀速?(图中箭头方向表示转矩的实际作用方向)T M T L T M TLT M=T L T M< T LT M-T L>0 说明系统处于加速。

T M-T L<0 说明系统处于减速T M> T L T M> T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T M T LT M= T L T M= T L系统的运动状态是减速 系统的运动状态是匀速2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?转矩折算为 什么依据折算前后功率不变的原则?转动惯量折算为什么依据 折算前后动能不变的原则?因为许多生产机械要求低转速运行,而电动机一般具有较高的 额定转速。

这样,电动机与生产机械之间就得装设减速机构,如 减速齿轮箱或蜗轮蜗杆,皮带等减速装置。

所以为了列出系统运 动方程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。

转矩折算前后功率不变的原则是P=T ω, p 不变。

转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5J ω22.5 为什么低速轴转矩大,高速轴转矩小?T M T L T M T L因为P= Tω,P 不变ω越小T 越大,ω越大 T 越小。

2.6 为什么机电传动系统中低速轴的GD2逼高速轴的GD2大得多?因为P=Tω,T=G∂D2/375. P=ωG∂D2/375. ,P不变转速越小GD2越大,转速越大GD2越小。

《机电传动控制》笔记第一章：绪论1.1 简介《机电传动控制》将机械工程与电气工程相结合，通过研究电机、驱动器以及控制系统来实现对机械设备的有效操作。

本课程旨在培养学生理解并掌握机电一体化系统的设计原理和方法，为将来从事相关领域的科研或工程实践打下坚实的基础。

1.2 机电传动控制系统的基本概念•定义：机电传动控制系统是指利用电气、电子及计算机技术来控制机械设备运动的系统。

•组成要素：o执行机构（如电动机）：负责产生驱动力。

o传感器：用于监测系统的状态信息。

o控制器：根据设定的目标值与实际反馈进行比较，并据此调整执行机构的动作。

o被控对象：即需要被控制的机械设备。

•工作流程：输入信号 → 控制器处理 → 输出信号 → 执行机构响应 → 反馈至控制器形成闭环回路。

1.3 发展历程与趋势自20世纪初以来，随着电力技术的发展，人们开始尝试用电能替代传统的蒸汽动力来进行工业生产。

到了20世纪中后期，随着微处理器技术和自动控制理论的进步，机电传动控制逐渐从简单的手动调节向自动化方向转变。

近年来，智能化、网络化成为该领域的主要发展方向之一。

未来，预计还将进一步融入物联网(IoT)、大数据分析等先进技术，提高整个系统的效率与可靠性。

第二章：电力拖动基础2.1 电机类型及其工作原理•直流电机o结构：由定子（包括主磁极、换向极）、转子（电枢铁心+绕组）、换向器三部分组成。

o工作原理：当电流通过电枢绕组时，在磁场作用下会产生电磁力矩使转子旋转；改变电压大小可以调节转速。

•交流电机o异步电机（感应电机）▪特点：简单耐用、成本低。

▪分类：单相、三相。

▪工作原理：依靠定子产生的旋转磁场切割转子导条，从而在转子内部形成闭合电路产生感应电流，进而产生转矩。

o同步电机▪特点：适用于高精度场合。

▪工作方式：转子转速严格等于电网频率与极对数之比，可通过改变励磁电流来调整输出功率因数。

2.2 电动机的选择原则选择合适的电动机对于确保整个系统的性能至关重要。

机电传动控制[Electro-mechanical Drive]一、基本信息课程代码：【2050281】课程学分：【4】面向专业：【计算机科学与技术】课程性质：【专业限选课】开课院系：信息技术学院使用教材：【自编教材】参考书目：机电传动控制（第5版），冯清秀，邓星钟等著，华中科技大学出版社课程网站网址：先修课程：【无】二、课程简介本课程是自动化控制专业领域中的一门课程，其原理和应用并重，元件及系统紧密结合，实践性较强的专业基础课，其目的是让学生学习和掌握各类生产机械设备中的机电控制技术，了解机电传动的一般性知识，掌握电机、电器、晶闸管等电力电子元件的工作原理、特性、应用和选用的方法；掌握常用的机电传动断续控制，伺服控制、步进电机控制等控制方式的工作原理、特点、性能、应用场所及设计，了解最新控制技术在机械设备中的应用。

本课程从机电一体化技术出发，为电子机械领域培养具有较高的理论知识且具备一定分析和解决实际问题能力的技术人才。

三、选课建议无特定专业知识要求。

四、课程与专业毕业要求的关联性五、课程学习目标通过本课程的学习让学生了解机电传动控制的基本特点及控制原理。

掌握机电传动控制程序的编写方法，交/直流电机的工作原理及特性，控制电机的方法，继电器的控制及综合设计。

六、课程内容单元1 机电系统的简介本部分了解机电传动的目的与任务，了解机电传动及其控制系统的发展历史与概况单元2 机电传动系统的动力学基础本部分首先简要介绍机电传动控制在机电一体化领域所处的技术定位；掌握机电传动控制系统的运行方程式，并学会用它分析与判断机电传动系统的运行状态；了解转矩和飞轮转矩进行折算，掌握折算的基本原则和方法；了解几种点型生产机械的机械特性；掌握机电传动系统稳定运行的条件，并学会利用它分析与判断系统的稳定平衡点。

单元3 交／直流电机的工作原理及特性本部分介绍与了解直／交流电机的基本结构，有了基础了解后，着重掌握直／交流电机的工作原理，特别应掌握转矩方程式、电势方程式和典雅平衡方程式；掌握直／交流电动机的机械特性；掌握直／交流电动机启动、调速和制动的各种方法、优缺点和应用场所；学会判断直／交流电动机的技术数据，确定电动机启动等运行特性。

《机电传动控制》教学大纲课程名称：机电传动控制学分：3.5 总学时：56 讲课学时：48 实验学时：8考核方式：考试先修课程：电路，模拟电子技术、数字电子技术等适用专业：机械电子开课系或教研室：机械电子教研室（一）课程性质与任务1．课程性质：本课程是机械电子工程专业的专业任选课（专业核心课）。

2．课程任务：本课程是使学生了解机电传动的一般知识；掌握直流电机和交流电机的工作原理、机械特性，启动、调速、制动特性极其应用知识；了解控制电机与特种电机的工作原理、特性及应用；了解典型生产机械常用的低压电器；掌握继电器－接触器控制的基本线路和设计方法；掌握晶闸管元件的工作原理和现代电力电子技术在机电传动中的应用；了解交流和直流调速的原理。

（二）课程教学基本要求理论课时：48学时实验：8学时成绩考核形式：闭卷考试。

平时10%，作业10%，实验10%，考试70%（三）课程教学内容第一章绪论本章简要介绍机电传动控制技术的发展。

第二章机电传动系统的静态与动态特性本章简要介绍机电传动系统静态与动态特性的概念，机电传动系统的运动方程，典型生产机械的负载特性，机电传动系统稳定运行的条件。

应重点掌握的内容：机电传动系统的运动方程，典型生产机械的负载特性。

第三章直流电机的工作原理及特性本章主要介绍直流电机的结构、工作原理和机械特性，直流他励电动机的启动特性、调速特性和制动特性。

应重点掌握的内容：直流电机的机械特性，直流他励电动机的启动、调速和制动特性。

第四章交流电动机的工作原理及特性本章主要介绍三相异步电动机的结构、工作原理，三相异步电动机的定子和转子电路分析，三相异步电动机的转矩及机械特性，三相异步电动机的启动、调速和制动特性，单相异步电动机和同步电动机的特性。

应重点掌握的内容：三相异步电动机的转矩及机械特性，三相异步电动机的启动和调速特性。

第五章控制电机与特种电机本章主要介绍交流、直流伺服电动机，力矩电动机，小功率同步电动机，步进电动机，测速发电机，自整角机，直线电动机的原理、特性和使用方法。

目录一、引言 (2)任务描述 (2)系统组成 (2)工艺流程 (2)控制任务和要求: (3)设计方案 (3)二、控制方案的选择 (4)控制要求： (4)系统工作方式： (4)安全保护措施及紧急情况处理： (4)三、I/O分配表 (4)四、 PLC硬件接线图 (6)五、编写系统控制流程图 (7)六、编程过程说明 (7)七、程序调试说明 (8)7.1 设计调试过程中的错误： (8)7.2 控制面板的操作说明（控制面板见附录二） (9)结束语 (9)参考文献 (10)附录 (10)附录一：编程梯形图和指令 (10)附录二：操作面板 (20)一、引言随着微电子技术的发展，可编程控制器以微处理器为核心适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制领域，成为一种多功能、高可靠性、应用场合做多的工业控制微型计算机。

可编程逻辑控制器，是微机技术和继电器技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器。

塑料注射成型机简称注塑机，主要用于热塑料加工，是一个集机电液一体的典型系统。

由于一次能够成型复杂制品，后加工量小，加工塑料的种类多，自问世以来，发展非常迅速，已成为塑料加工的主要方法。

老式中小型注塑机的电气控制系统大多采用继电气控制，线路复杂，故障率高，维修麻烦。

而可编程控制器是专为工业环境下应用而设计的工业计算机。

由于它具有可靠性高、编程方便、抗干扰能力强、维修方便等特点。

因此广泛应用于各种类型的机械生产过程的控制。

本系统是典型的顺序动作装置，它借助于8个电磁阀YV1~YV8，完成闭模、射台前进、注塑、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退和复位等操作工序，其中注射和保压工序需要一定的时间延迟。

.1系统组成注塑机一般通常由注射系统、合模系统、液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。

1.1.2工艺流程注塑机的工作原理是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。

“机电传动控制”课程标准适应专业：机电一体化课程代码：开设时间：学时数：182一、课程概述“机电传动控制”是对工业自动控制设备操作员、维护员、检修员、试验员所从事的按照工艺文件要求操作自动控制及机电设备，按照设备管理要求进行机电设备的安装、维护、检修和试验，故障排除及维护管理等典型工作任务进行分析后，归纳总结出电动机的维护与检修以及电气控制线路设计与故障检修等能力而设置的学习领域。

“机电传动控制”是3年制高职机电类专业学生必须掌握的一门理论性和实践性都很强的专业课，该课程的主要目标式提高学生选择、使用和维护电动机及电气控制设备的能力；使学生掌握电动机的结构、基本工作原理、机械特性及运行特性；掌握继电器—接触器控制电路的基本控制环节；掌握常用机床的结构、工作原理及电气控制系统的设计方法；熟悉新型电机、电器及电气控制设备的分析、调试、维护方法，培养学生分析、解决生产实际问题的能力，培养学生的团队协作、勇于创新、敬业奉献的工作作风。

此学习领域分为8个学习情境，学习领域完全按照基于工作过程的教学模式展开教学，以六步法（咨询、计划、决策、实施、检查、评估）对每一个项目进行教学实施，有助于提高学生的动手能力、自学能力、创新能力以及岗位能力等各项素质。

二、培养目标1．方法能力目标（1）培养学生谦虚、好学的态度；（2）培养学生勤于思考、做事认真的良好作风；（3）培养学生自学能力与自我发展能力；（4）培养学生创新能力；（5）培养学生良好的职业道德。

2．社会能力目标（1）培养学生的沟通能力及团队协作精神；（2）培养学生分析问题、解决问题的能力；（3）培养学生勇于创新、敬业奉献的工作作风；（4）培养学生自我管理、自我约束的能力；（5）培养学生的环保意识、质量意识、安全意识。

3．专业能力目标（1）掌握常用电机、低压电器的工作原理、基本结构及其正确选择、使用方法；（2）掌握常用电机的的基本工作特性、机械特性，电动机的启动、调速、制动的原理和方法；（3）掌握对电力拖动装置进行选择和简单计算的技能；（4）掌握继电器—接触器控制典型电路的工作原理及线路分析技能（5）具有设计较为简单的电气控制设备控制线路的能力；（6）掌握典型机床的电气线路结构、工作原理，并初步具备安装、调试和维护的技能；（7）培养学生搜集资料、阅读资料和利用资料的能力；（8）培养学生的自学能力。

《机电传动控制》课程教学大纲课程编号：2301112151课程名称：机电传动控制英文名称：Mechanical & Electrical Transmission Control课程性质：专业核心课学时/学分：32/2考核方式：闭卷考试选用教材：先修课程：机电工程概论、电工电子技术、机械设计基础等。

适用专业及层次：机械设计制造及其自动化本科大纲执笔人：大纲审核人：一、课程目标通过本课程的教学，应使学生具备下列能力：1.具有足够的知识储备，能运用力学、工程材料学、电工电子学等相关知识和数学模型方法，推演、分析机械工程领域的复杂工程问题。

2.具有足够的知识储备，能够从系统角度将机械设计原理与方法、机械制造技术、机电液控制、数控技术等专业知识和数学模型方法，用于机械工程领域复杂工程问题解决方案的比较与综合，并从中体现机械工程领域先进技术。

3.能认识到解决机械工程相关问题有多种方案可选择，并能够通过文献研究寻求有效的解决方案。

4.能够针对机械工程领域特别是装备制造及汽车制造中特定需求的机械产品，完成机械单元（部件）及控制单元的设计。

二、课程目标与毕业要求的对应关系三、教学基本内容1.绪论（支撑课程目标2）使学生对机电传动控制有一个全面的、宏观的认识，了解常用的控制方法，熟悉机电传动控制技术现状与发展前景等。

（1）熟悉机电传动系统的构成和负载特性；（2）熟练掌握机电传动系统的运动方程式；（3）能够从动力学分析的角度提出加快机电传动系统过渡过程的方法。

课程思政切入点：引导学生向广大工程技术人员学习，培养学生善于钻研、不畏困难的工匠精神。

在工程案例中，培养学生精益求精的科学探索精神，提高学生的工程意识。

2.驱动用电动机（支撑课程目标1）使学生对常用的驱动用电动机有一个全面的了解，熟悉三相异步电动机的结构组成和机械特性，掌握其选用方法，做到“人尽其才、物尽其用”。

（1）了解直流电动机的基本结构和特点；（2）熟悉三相异步电动机的铭牌数据含义；（3）熟练掌握三相异步电动机的结构组成和机械特性。

《机电传动控制》考试总复习A卷一、教材信息：《机电传动控制》，邓星钟主编，华中科技大学出版社二、考试题型客观题（单项选择、判断题）主观题（填空、分析与简答、计算）三、总的复习题一、选择题1、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。

（ D ）A．静态转矩B．加速转矩C．减速转矩D．动态转矩2、机电传动系统稳定工作时中如果T M>T L，电动机旋转方向与T M相同，转速将产生的变化是。

（ B ）A．减速B．加速C．匀速D．停止3、机电传动系统中如果T M<T L，电动机旋转方向与T M相同，转速将产生的变化是。

（ C ）A．加速B．匀速C．减速D．停止4、机电传动系统稳定工作时，如果T M=T L，电动机旋转方向与T M相同，转速将产生的变化是。

（ C ）A．减速B．加速C．匀速D．停止5、设电动机某一转动方向的转速n为正，则约定电动机转矩T M与n_________的方向为_________。

（ A ）A．一致、正向B．一致、反向C．相反、正向D．以上都不对6、_________的作用方向恒定，与运动方向无关。

（ C ）A．反抗转矩B．离心式转矩C．位能转矩D．恒功率转矩7、起重机吊一个重物升降时，负载的机械特性是_________。

（ B ）A．恒功率型B．位能型恒转矩C．反抗型恒转矩D．直线型机械特性8、下面哪个部分是属于直流电动机的定子部分？（ C ）A．换向器B．电枢绕组C．励磁绕组D．风扇9、复励直流电机的励磁绕组和电枢绕组是。

（ D ）A．串联B．并联C．单独分开连接D．一部分串联其他的并联10、直流电动机最常用的启动方式是_________。

（ B ）A．串电阻启动B．降压启动C．直接启动D．调节励磁启动11、_________的调速方式可以实现对恒转矩型负载的无极调速。

（ A ）A．调压调速B．串电阻调速C．弱磁调速D．A和B12、直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变_________。