【正文】 3．如圖所示的開環(huán)步進電機位置控制系統(tǒng)，已知負載為F＝1000N，工作臺長L=500mm，往復精度為177。6．如何提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度？7．伺服電動機的作用是什么？伺服電動機應(yīng)具備的基本要求是什么？8．試述直流電機伺服系統(tǒng)中脈寬調(diào)制放大器的基本工作原理。4．在小功率傳動鏈中，為使總的質(zhì)量最小，各級傳動比分配應(yīng)遵守（）原則。A．三相三拍B．三相四拍C．三相六拍D．雙三拍6．某三相反應(yīng)式步進電動機轉(zhuǎn)子有40個磁極，采用三相單三拍供電，步距角為()。（每小題1分，共10分）()。1列舉各行業(yè)機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用實例，并分析各產(chǎn)品中相關(guān)技術(shù)應(yīng)用情況。1試分析機電一體化技術(shù)在打印機中的應(yīng)用。它應(yīng)用自控原理和方法，對機電一體化裝置進行系統(tǒng)分析和性能測算。機電一體化技術(shù)是其他高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，機電一體化的發(fā)展依賴于其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，可以預(yù)料，隨著信息技術(shù)、材料技術(shù)、生物技術(shù)等新興學科的高速發(fā)展，在數(shù)控機床、機器人、微型機械、家用智能設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、現(xiàn)代制造系統(tǒng)等產(chǎn)品及領(lǐng)域，機電一體化技術(shù)將得到更加蓬勃的發(fā)展。試簡述機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計方法。機械本體和電氣驅(qū)動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機控制。當V1 或 V2 導通時，負載電流和電壓同方向，直流側(cè)向負載提供能量；而當VD1 或 VD2導通時，負載電流和電壓反方向，負載中電感的能量向直流側(cè)反饋，既負載將其吸收的無功能量反饋回直流側(cè)。在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容，使得兩個電容的聯(lián)結(jié)點為直流電源的中點。雙極性SPWM法(1)調(diào)制波和載波：調(diào)制波仍為正弦波，其周期決定于kf，振幅決定于ku,中曲線①，載波為雙極性的等腰三角波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，與ku=1時正弦波的振幅值相等。圖中線電壓UUV的波形可由UUN’ ― UVN’得出。當Uru uc時，給V4以導通信號，給V1以關(guān)斷信號，則UUN’=Ud／2。%，轉(zhuǎn)速響應(yīng)也較快。圖625 開環(huán)異步電動機變頻調(diào)速VVVF通用變頻器 IM異步電動機該控制方案結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。將圖631a中的開關(guān)S周期性地開關(guān)，在一個周期T內(nèi)閉合的時間為τ，則一個外加的固定直流電壓U被按一定的頻率開閉的開關(guān)S加到電動機的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號，其高度為U、寬度為t，如圖631b所示。（1）驅(qū)動電路對機械特性的影響（2）直流伺服電動機內(nèi)部的摩擦對調(diào)節(jié)特性的影響（3）負載變化對調(diào)節(jié)特性的影響1變流技術(shù)有哪幾種應(yīng)用形式？舉出各種變流器的應(yīng)用實例。3（618）從圖中可以看出，它由（177?？梢钥闯?，這些波形都只有177。U、V和W三相的PWM控制通常公用一個三角波載波uc，三相調(diào)制信號U ru, U rv 和, U rw的相位依次相差1200。直流伺服電機具有良好的調(diào)速特性，較大的啟動轉(zhuǎn)矩和相對功率，易于控制及響應(yīng)快等優(yōu)點。當電樞繞組中電流為零時，伺服電動機則靜止不動。直流伺服電動機主要由磁極、電樞、電刷及換向片結(jié)構(gòu)組成（如圖63所示）。這就決定了模擬量輸出通道的兩種基本結(jié)構(gòu)形式。因采樣后得到的離散模擬信號本質(zhì)上還是模擬信號，未數(shù)量化，不能直接送入計算機，故還需經(jīng)數(shù)量化，變成數(shù)字信號才能被計算機接受和處理。當t從0~T改變時，Ud由零連續(xù)增大到U。（二）、伺服控制系統(tǒng)一般包括哪幾個部分？每部分能實現(xiàn)何種功能？共頁第 1 頁一、填空題（每空1分，共20分）內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)性能指標系統(tǒng)功能使用條件經(jīng)濟效益穩(wěn)定性1）采用計算機軟件分配器2）小規(guī)模集成電路搭接的硬件分配器3）專用模塊分配器隔離濾波 接地機械本體 動力與驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)傳感器檢測部分控制及處理部分開發(fā)性設(shè)計變參數(shù)設(shè)計二、簡答（每題5分，共30分）1.（1）能保護系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對低壓信號系統(tǒng)的損壞。2．機電一體化系統(tǒng)，設(shè)計指標和評價標準應(yīng)包括、3．在伺服系統(tǒng)中，在滿足系統(tǒng)工作要求的情況下，首先應(yīng)保證系統(tǒng)的，并盡量高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度。轉(zhuǎn)速與參考脈沖頻率成正比。有時稱為增量增益或標度因子。試設(shè)計三次多項式樣條函數(shù)點位控制指令。(1)該電動機為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少?(2)堵轉(zhuǎn)時定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少?(3)空載時，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢頻率各為多少? 。(1)已測得輸出電壓Vo=,求RL。B +)C.(A+B)178。第一篇：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題及答案機電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題課程代碼：02245一、單項選擇題(本大題共14小題，每小題1分，共14分)在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。（178。(2)試計算此時的測量誤差。設(shè)K1=, K2=10,T1=(1)求系統(tǒng)對r(t)的階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量σ%及調(diào)節(jié)時間ts(取△=177。六、綜合應(yīng)用題(本大題2小題，每小題8分，共16分)，圖中GC(s)=Kp(1+Tds),Gp(s)= =(1)確定Kp和Td的值，以使系統(tǒng)性能同時滿足：在單位拋物線(恒加速度)函數(shù)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差essa≤，幅值穿越(截止)頻率ωc=5(2)計算系統(tǒng)在上述取值條件下的相位裕量 m。又稱無刷電動機。(2)輸出軸轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)向電平?jīng)Q定。4．.實現(xiàn)步進電動機通電環(huán)形分配的三種常用方法是、。（2）泄漏電流低，對于測量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路。，才能正確復現(xiàn)原信號。量化過程（簡稱量化）就是用一組數(shù)碼（如二進制碼）來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由于計算機的數(shù)值信號是有限的，因此用數(shù)碼來逼近模擬信號是近似的處理方法。（二）（15分）略共頁第 2 頁第三篇：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題_6答案習題六答案什么是伺服控制？為什么機電一體化系統(tǒng)的運動控制往往是伺服控制？伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、類型繁多，但從自動控制理論的角度來分析，伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等五部分。其中磁極在工作中固定不動，故又稱定子。直流伺服電動機的控制方式主要有兩種：一種是電樞電壓控制，即在定子磁場不變的情況下，通過控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號來控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵磁磁場控制，即通過改變勵磁電流的大小來改變定子磁場強度，從而控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。盡管其結(jié)構(gòu)復雜，成本較高，在機電一體化控制系統(tǒng)中還是具有較廣泛的應(yīng)用。U、V和W各相功率開關(guān)器件的控制規(guī)律相同，現(xiàn)以U相為例來說明。Ud兩種電平。2/3）Ud，（177。變流技術(shù)按其功能應(yīng)用可分成下列幾種變流器類型：整流器——把交流電變?yōu)楣潭ǖ模ɑ蚩烧{(diào)的）直流電。電樞兩端的平均電壓為：Ud=T1T0242。但是，由于是開環(huán)控制方式，其調(diào)速精度和動態(tài)響應(yīng)特性并不是十分理想。如果生產(chǎn)要求不是十分高的情形下，采用矢量變頻器無傳感器開環(huán)異步電機變頻調(diào)速是非常合適的，可以達到控制結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高的實效。V1和V4的驅(qū)動信號始終是互補的?？梢钥闯?，當臂1和6導通時，UUV = Ud，當臂3和4導通時，UUV =―Ud，當臂1和3或4和6導通時，Uuv=0，因此逆變器輸出線電壓由+Ud、Ud、0三種電平構(gòu)成。調(diào)制波與載波的交點決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的