运动控制系统课后答案(清华大学出版社)
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第一章
1.1 计算机控制系统是怎么样分类的?按功能和控制规律可各分几类?
答:计算机控制系统可按功能分类,按控制规律分类和按控制方式分类。
按功能计算机控制系统的分类:(1)数据处理系统。(2)直接数字控制(简记为DDC)。(3)监督控制(简记为SCC)。(4)分级控制。(5)集散控制。(6)计算机控制网络。
按照控制规律计算机控制系统的分类:(1)程序和顺序控制。(2)比例积分微分控制(简称PID控制)。(3)有限拍控制。(4)复杂规律控制。(5)智能控制。
1.2 计算机控制系统由哪些部分组成?并画出方框图。
答:计算机控制系统由控制对象、执行器、测量环节、数字调节器及输入输出通道等组成。
方框图:P115 图1.21 输出反馈计算机控制系统
1.9 简述采样定理及其含义。 答:采样定理:如果采样角频率=2/T大于2,即≥2,则采样的离散信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t)。式中是连续信号y(t)的频谱特性中的最高角频率。
含义:要使采样信号(t)能够不失真地恢复原来的连续信号y(t),必须正确选择采样角频率,使≥
1.10 多路巡回检测时,采样时间,采样周期T和通道数N之间的关系。
答:采样时间是足够短的时间,y(kT)y(kT+),0<<。应满足 T≥N。
1.12 设有模拟信号(0~5)V和(2.5~5)V,分别用8位、10位和12位A/D转换器,试计算并列出各自的量化单位和量化误差。
答:量化单位q=,量化误差
根据以上公式可求得(05)V:
转换位数 8 10 12
量化单位q/mV 19.53 4.88 1.22 量化误差 9.76 2.44 0.61 (2.5)V:
转换位数 8 10 12
量化单位q/mV 9.76 2.44 0.61 量化误差 4.88 1.22 0.30
1.14 试述数模转换器的作用?如何选择转换器的位数?
答:数模转换器把数字量u(kT)转换成离散的模拟量(t)。转换的精度取决
电力拖动自动控制系统-运动控制系统( 阮毅 陈伯时)课后答案包括思考题和课后习题
第2章
2-1 直流电动机有哪几种调速方法?各有哪些特点?
答:调压调速,弱磁调速,转子回路串电阻调速,变频调速。特点略。
2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。
答:直流 PWM 变换器基本结构如图,包括 IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送 往直流 PWM 变换器,通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比,来调节直流 PWM 变换 器输出电压大小,二极管起续流作用。
2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么?
答:脉动直流电压。
2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能?
答:直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流 PWM
变换器的时 间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期(1/fc) ,而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大 失控时间的一半(1/(2mf)。因 fc 通常为 kHz
级,而 f 通常为工频(50 或 60Hz) 为一周内 ) ,m 整流电压的脉波数,通常也不会超过 20,故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时 间常数更小,从而响应更快,动态性能更好。
2=5 在直流脉宽调速系统中, 当电动机停止不动时, 电枢两端是否还有电压?电路中是否还有电 流?为什么?
答:电枢两端还有电压,因为在直流脉宽调速系统中,电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流,因为电枢电压和电枢电阻的存在。
2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用?如果二极管断路会产生什么后果?
答:为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电 压。
2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好?为什么?
1.1直流电动机有哪几种调速方式?各有那些特点?答:a改变电枢回路电阻调速法 外加电阻Radd的阻值越大,机械特性的斜率就越大,相同转矩下电动机的转速越低 b减弱磁通调速法 减弱磁通只能在额定转速以上的范围内调节转速 c调节电枢电压调速法 调节电枢电压调速所得的人为机械特性与电动机的固有机械特性平行,转速的稳定性好,能在基速以下实现平滑调速。
1.2为什么直流PWM变换器-电动机系统比相控整流器-电动机系统能够获得更好的动态性能?
答:a PWM变换器简单来讲调节的是脉冲串的宽度,直流成分没有受到破坏,也就是说其最大值=峰值是不变的,变的是平均值;
b 相控整流,是由交流整流得到的直流,虽然也是平均值在变,但是其最大值、峰值也是随着导通角的大小时刻在变,且导通角越小波形的畸变越严重。从而影响了电机的输出特性。
1.7静差率s与调速范围D有什么关系?静差率与机械特性硬度是一回事吗?
答:关系见书上公式
静差率与机械特性硬度是不同的概念,硬度是指机械特性的斜率,一般说硬度大静差率也大;但同样硬度的机械特性,随着起理想空载转速的降低,其静差率会随之增大。
1.11调速范围和静差率的定义是什么?为神马说“脱离了调速范围。要满足给定的静差率也就容易的多了”?
答:(1)生产机械要求电动机在额定负载的情况下所需的最高转速Nmax与最低转速Nmin之比称为调速范围;当系统在某一转速下运行时,负载由理想空载增加到额定值时转速的变化率,称为静差率。(2)s与D是一对矛盾的指标,要求D越大,则所能达到的调速精度越大,s越大。
2.1带有比例放大器的转速反馈闭环调速系统(转速单闭环调速系统)特点 a只有比例放大器的反馈控制系统,其被调量仍是有静差的;b反馈控制系统的作用是抵抗扰动,服从给定;c系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。 改变给定电压会改变电动机转速,因为反馈控制系统完全服从给定作用。
如果给定电压不变,调节测速反馈电压的分压比或测速发电机的励磁发生了变化,它不能得到反馈控制系统的抑制,反而会增大被调量的误差,因为反馈控制功能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
《计算机系统的体系结构》课后答案1-8章
第1章 计算机系统结构的基本概念
1、有一个计算机系统可按功能分成4级,每级的指令互不相同,每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M倍,即第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。现若需第i级的N条指令解释第i+1级的一条指令,而有一段第1级的程序需要运行Ks,问在第2、3和4级上一段等效程序各需要运行多长时间?
答:第2级上等效程序需运行:(N/M)*Ks。第3级上等效程序需运行:(N/M)*(N/M)*Ks。第4级上等效程序需运行:(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks。
2、硬件和软件在什么意义上是等效的?在什么意义上又是不等效的?试举例说明。
答:软件和硬件在逻辑功能上是等效的,原理上,软件的功能可用硬件或固件完成,硬件的功能也可用软件模拟完成。只是反映在速度、价格、实现的难易程度上这两者不同。
3、试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与影响。
答:计算机系统结构、计算机组成、计算机实现互不相同,但又相互影响。
(1)计算机的系统结构相同,但可采用不同的组成。如IBM370系列有115、125、135、158、168等由低档到高档的多种型号机器。从汇编语言、机器语言程序设计者看到的概念性结构相同,均是由中央处理机/主存,通道、设备控制器,外设4级构成。其中,中央处理机都有相同的机器指令和汇编指令系统,只是指令的分析、执行在低档机上采用顺序进行,在高档机上采用重叠、流水或其它并行处理方式。
(2)相同的组成可有多种不同的实现。如主存器件可用双极型的,也可用MOS型的;可用VLSI单片,也可用多片小规模集成电路组搭。
(3)计算机的系统结构不同,会使采用的组成技术不同,反之组成也会影响结构。如为实现A:=B+CD:=E*F,可采用面向寄存器的系统结构,也可采用面向主存的三地址寻址方式的系统结构。要提高运行速度,可让相加与相乘并行,为此这两种结构在组成上都要求设置独立的加法器和乘法器。但对面向寄存器的系统