【文章內(nèi)容簡介】 差 的 高頻 分量 對 輸 出 精 度 幾 乎 沒 有 影響 ， 允 許存 在 一 定 程度 的高 頻 噪 聲 。 絲杠 螺 母 機 構(gòu) 位 于 閉環(huán) 之 后， 其 誤 差 的 低 頻 分 量和 高頻 分 量 都 會 影 響輸 出 精 度， 因 此 要 盡 量 消 除 傳動 間隙 和 傳 動 誤差 。 ★工 業(yè)控 制 PC 計 算 機 與可 編程 控 制 器 的 主 要 區(qū) 別 ： 答： 工 業(yè) 控 制 PC 的 基 本系 統(tǒng)與 普 通 PC 大 體 相 同， 但備 有 各 種 控 制 模 板 ， 一 般不 需 要 再 做 硬 件 開 發(fā)， 在結(jié) 構(gòu) 上 進 行 了 模 塊化 ； 系 統(tǒng)具 備 完 整 的 控 制 功 能， 軟件 豐 富 ， 執(zhí) 行 速 度 塊 ， 適用 于 需 要 做 大 量 數(shù) 據(jù)處 理的 測 控 系 統(tǒng) 。 在 程 序語 言方 面 ， 工 控 PC 以 使 用高 級語 言 為 主 ， 也 可 使 用 匯 編語 言 。 PLC 結(jié) 構(gòu) 小 巧 ， 適 應(yīng) 性 強 ，可 按 照 使 用 要 求 選 個相 應(yīng)產(chǎn) 品 構(gòu) 成 控 制 系 統(tǒng) ， PLC 的 控 制 功 能 以 邏 輯 控制 為主 ，小 型 PLC 適 用 于 實 現(xiàn)各 種 邏 輯 控 制 和 開 關(guān)量 控制 ， 大 中 型 PLC 為 模 塊 化結(jié) 構(gòu) ， 按 用 戶 需 求 的功 能選 配 模 塊 ， 可 組 成 規(guī) 模 較大 ， 精 度 較 高 的 閉 環(huán)控 制系 統(tǒng) 。 PLC 的 控 制 功 能 由軟 件 實 現(xiàn) ， 但 信 號 的輸 入輸 出 采 用 周 期 性 的 掃 描 方 式 ， 這 一 點 是 與 工控 PC 的重 要 區(qū) 別 。 此 外 ， 在 程 序語 言方 面 PLC 主 要 采用 提醒 度 ， 大 型 PLC 可 使 用 高級 語 言。 ★對 比 說 明 步 進 電 機 和 直 流伺 服 電 機 驅(qū) 動 的 特 點。 答 ： 1 在 工 作 方 面 ， 步 進電 機通 過 輸 入 脈 沖 的 數(shù) 量、 頻率 和 相 序 來 控 制 電 機 ； 而直 流 電 機 主 要 靠 改 變電 樞兩 端 的 電 壓 來 調(diào) 速 ， 調(diào) 速特 性 好 ， 調(diào) 速 范 圍 寬 。 2 步進 電 機 可 實 現(xiàn) 開 環(huán) 位 置 控制 ； 直 流 電 機 一 般 用于 閉環(huán) 位 置 控 制 。 3 步 進 電 機具 有 自 鎖 功 能 ； 二 直流 電機 沒 有 斷 電 自 鎖 能 力 。 4 步進 電 機 輸 出 力 矩 較 小， 而直 流 電 機 輸 出 力 矩 可 以 很大 。 此 外 步 進 電 機 的轉(zhuǎn) 速和 轉(zhuǎn) 角 不 受 電 源 電 壓 波 動的 影 響 ， 但 對 電 源 的要 求較 高 。 ★已 知 數(shù) 控 機 床 控 制 系 統(tǒng) ，說 明 圖 中 的 各 部 分 屬于 機電 系 統(tǒng) 的 哪 一 個 基 本 要 素？ 1 控 制 及 信 息 處 理 單 元 ： 鍵盤 、 計 算 機 、 顯示 2 測 試 傳 感 部 分 ： 光 電 編 碼器 、 信 號 處理 3 能 源 ： 電 源 4 驅(qū) 動 部 分 ： 功 放 、 電機 5 執(zhí) 行 機 構(gòu) ： 聯(lián) 軸 器 、 齒 輪 減速 器 、 絲 杠 螺 母 機 構(gòu) 、 工作臺 ★ 齒輪 減 速 器 的 傳 動 誤 差 對 工作 臺 的 影 響？ 齒輪 減速 器 在 電 機 之 后 ， 前向 通 道 的 閉 環(huán) 之 外 ，其 傳動 誤 差 的 高 頻 分 量 和 低 頻分 量 都 不 能 通 過 閉 環(huán)控 制來 消 除 ， 都 會 影 響 輸 出 精度。 （五 ） 計 算 題 ★如 圖 所 示 電 機 驅(qū) 動 系 統(tǒng) ，已 知 工 作 臺 的 質(zhì) 量 為 m=50Kg， 負 載 力為 Fi=1000N,最 大 加 速度 為 10m/s2, 絲杠 直 徑為 d=16mm,導(dǎo)程 t=4mm,齒 輪 減 數(shù) 比為 i=5, 總效 率 為 η =30%， 忽 略 絲 杠慣 量 的 影 響 ， 試 計 算電 機的 驅(qū) 動 力 矩。 解：總 負 載力 包括 以下幾 部 分 先分 析負載 力 有哪 些組 成 （ 1） 外負載力 Fi=1000N （ 摩 擦負 載 F=mgf= （ 2） 慣性 載 力 Fm， m=50kg， a=10m/s178。 Fm=m178。a=50179。10=500N （ 3） 電機 的 驅(qū)動 力 矩為 η ★圖 示 為 電 樞 控 制 式 直 流 電動 機 的 工 作 原 理 圖 ，電 流 i； LR 為 線 圈 的 電 感電 阻 ， 輸 入 電壓 u； … … Jm； T； ω ； Ke； Kt， 求 輸 出轉(zhuǎn) 速與 輸 入 電 壓 之 間 的 傳遞 函數(shù)。 解 ： e=Keω ； T=Kti； KtI（ s） =Jmω（ s） s； ω =Gm（ s） T； Gm=1/（ Jm s）； （ ） （ ） （ ） ★ 計 算 電 機 軸 上的 總 等 效 慣 量 。 解 ： （ 1） 電 機 軸 上 的元件 Je1=J1+Jm； （ 2） 中間 軸 上的元 件 Je2= （ J2+J3） （ 3） 負載 軸 上的 元 件 Je3= （ J4+JL） 總的折 算 慣量為 Je=Je1+Je2+Je3。 ★已 知 電 樞 轉(zhuǎn) 子慣 量 Jm=178。， 負 載 慣量 JL=178。， 確 定 傳 動 比 i 為 何 值 時 可 是 負 載 或最 大加 速 度。 解 ： 當 =Jm 時 ， 負 載 獲最大 加 速度。 所以 i= = =。 ★開 環(huán) 步 進 電 機 位 置 控 制 系統(tǒng) ， 負 載 力 F=1000N， 工作 臺 長 L=500mm， 往復(fù) 精度 為 177。 ， 絲 杠導(dǎo) 程 ts=6mm， 直徑 d=20mm， 步 進電 機 步 距 角 為 α =3176。， 確定 齒 輪 減速 比 i。 解 ： 步進電 機 的 每 轉(zhuǎn)脈沖數(shù) ns=360176。 / α =360/3=120 脈 沖 /轉(zhuǎn) 根據(jù)工 作 臺定 位精 度的要求 ， 選用 脈 沖 當量 δ = 設(shè)傳動比為 i， 每個 脈沖對 應(yīng) 工作 臺 的 位移為 δ =ts/（ i178。ns）則 i=ts/（ δ 178。ns） =6/（ 179。120） =2 ★已 知 工 作 臺 直 流 電 機 絲 杠螺 母 機 構(gòu) 驅(qū) 動 ， 工 作臺 的行程 L=250mm， 絲 杠 導(dǎo)程 t=6mm， 齒 輪 減 速 比 i=4， 要求 工 作 臺 位 移 的 測 量 精 度為 。 試 采 用 高 速 段測 量 方 法 ， 確 定 旋 轉(zhuǎn) 譯 碼器 的 每 轉(zhuǎn) 脈 沖 數(shù) 。 若將 傳感 器 與 絲 杠 的 端 部 直 接 連接 ， ns=500 脈沖 /轉(zhuǎn)的 旋轉(zhuǎn) 譯 碼 器 是 否 合 用 。 解 ： 1 高速 端 測 量 ， 設(shè)傳感 器 每轉(zhuǎn) 脈 沖 數(shù)為 n， 每 個脈 沖對 應(yīng)工作 臺 的位 移 為 Δ L=t/（ in） 由 測 量 進度 ， Δ L=， 則 n=t/（ iΔ L） =6/（ 4179。） =150 脈 沖 /轉(zhuǎn) 選取 n=200 光 電編 碼器 ， 則 理 論測 量 精 度 Δ L’ =6/（ 4179。200） =＜ 可 滿足題 目 要求。 2 低 速 端 測 量 ， 傳 感 器直接 與 絲杠 連 接， 與減速 比 無關(guān) Δ L=t/n n=t/Δ L=6/=600 脈沖 /轉(zhuǎn) ， 可知 ns=500 脈沖 /轉(zhuǎn)的 編 碼器不 合用。 （六 ） 綜 合 題 ★已 知 電 機 驅(qū) 動 的 三 自 由 度位 置 控 制 系 統(tǒng) ， 單 個自 由度 的 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 如 圖 所 示 。試 說 明 單 自 由 度 驅(qū) 動系 統(tǒng)的 兩 種 測 量 方 案； 注： 需 要 回 答 至 少 兩 種 測 量方 案 ， 每 種 方 案 選 出一 種傳 感 器 即 可。 ★ 采用 直 流電機 驅(qū) 動的機