最新機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作業(yè)、、、參考答案(編輯修改稿)
2025-07-21 01:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和反饋信號(hào)決定控制策略，控制器通常由電子線路或計(jì)算機(jī)組成。（2）功率放大器：伺服系統(tǒng)中功率放大器的作用是將信號(hào)進(jìn)行放大，并用來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成某種操作，功率放大裝置主要由各種電力電子器件組成。（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由伺服電動(dòng)機(jī)或液壓伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。（4）檢測(cè)裝置：檢測(cè)裝置的任務(wù)是測(cè)量被控制量，實(shí)現(xiàn)反饋控制。無(wú)論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是低于檢測(cè)裝置的精度，因此要求檢測(cè)裝置精度高、線性度好、可靠性高、響應(yīng)快。3．簡(jiǎn)述直流伺服電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)制的工作原理。直流伺服電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)制（PWM）的工作原理：假設(shè)輸入直流電壓，可以調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間得到一定寬度的與成比例的脈沖方波，給伺服電動(dòng)機(jī)電樞回路供電，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變電樞回路的平均電壓，從而輸出不同大小的電壓，使直流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速。4．比較直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)的適用環(huán)境差別。電機(jī)調(diào)速原理容量范圍制動(dòng)力矩轉(zhuǎn)速耐環(huán)境能力控制器DC調(diào)壓大大低差(有摩擦粉塵)簡(jiǎn)單AC變頻中中小高良復(fù)雜四、計(jì)算題1．刻線為1024的增量式角編碼器安裝在機(jī)床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為2mm，編碼器在10秒內(nèi)輸出307200個(gè)脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉(zhuǎn)速分別是多少？解：（1）絲杠旋轉(zhuǎn)一周有1024個(gè)脈沖，307200個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于絲杠旋轉(zhuǎn)307200/1024=300周，故刀架的位移量為300*2mm=600mm， （2）絲杠的轉(zhuǎn)速為300*2π//10=60π （弧度/ 秒）2．如圖所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)x向工作臺(tái)的三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)z為100。滾珠絲杠的基本導(dǎo)程為l0=6mm。已知傳動(dòng)系統(tǒng)的橫向(x向)。試求：（1）步進(jìn)電機(jī)的步距角α；（2）減速齒輪的傳動(dòng)比i。功放電機(jī)滾珠絲杠工作臺(tái)i圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)示意圖解：（1）K=3相，N=3拍，z=100步進(jìn)電機(jī)的步距角α=360186。/(z*m)= 360186。/(z*K*N)= 360186。/(100*3*3)= 186。（2）由于一個(gè)脈沖， 186。，工作臺(tái)橫向(x向)，由于滾珠絲杠的基本導(dǎo)程為l0=6mm，對(duì)應(yīng)于絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)一周360 186。 ，設(shè)一個(gè)脈沖絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為x，則 6mm/360186。=，得x=故減速齒輪的傳動(dòng)比i=五、綜合題1．圖示直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測(cè)軸(或與被測(cè)軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤(pán)、光源、光電器件和指示縫隙盤(pán)組成，光源發(fā)生的光通過(guò)縫隙圓盤(pán)和指示縫隙照射到光電器件上。試分析傳感器的測(cè)量原理。解：當(dāng)裝在被測(cè)軸(或與被測(cè)軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光敏元件接收到脈沖信號(hào)，若轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)上縫隙是均勻刻制，總數(shù)量為N，則光敏元件每輸出N個(gè)脈沖，就意味著圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周360186。；若輸出M個(gè)脈沖，就意味著轉(zhuǎn)過(guò)360*M/N186。，因此，該傳感器可以用于測(cè)量角度。如果在T秒時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)輸出M個(gè)脈沖，就意味著轉(zhuǎn)速為360*M/N/T (186。/s ) 因此，該傳感器也可以用于測(cè)量角速度。2．已知一個(gè)繩位移控制系統(tǒng)的兩種驅(qū)動(dòng)方案分別如圖a和b所示。（1）試分析兩種方案的特點(diǎn)；（2）畫(huà)圖說(shuō)明方案（a）減速器滾筒驅(qū)動(dòng)測(cè)量位移的方法。（a）減速器滾筒驅(qū)動(dòng) （b）絲杠滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)解：（1）分析兩種方案的特點(diǎn)：（a） 電機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)繩產(chǎn)生位移；（b） 電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠上的螺母便產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)繩產(chǎn)生位移。（2）畫(huà)圖說(shuō)明方案（a）減速器滾筒驅(qū)動(dòng)測(cè)量位移的方法作業(yè)3一、判斷題（正確的打√，錯(cuò)誤的打）1．?dāng)?shù)字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應(yīng)同步器等，它們的共同特點(diǎn)是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結(jié)構(gòu)的位移傳感器，輸出信號(hào)都是脈沖信號(hào)，每一個(gè)脈沖代表輸入的位移當(dāng)量，通過(guò)計(jì)數(shù)脈沖就可以統(tǒng)計(jì)位移的尺寸。（√ ）2．電液伺服系統(tǒng)的過(guò)載能力強(qiáng)，在強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)和高精度定位時(shí)性能好，適合于重載的高加減速驅(qū)動(dòng)。（√ ） 3．通常，步進(jìn)電機(jī)的最高連續(xù)工作頻率遠(yuǎn)大于它的最高啟動(dòng)頻率。（√ ） 4．脈沖分配器的作用是使電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序按一定規(guī)律變化。（√ ）5．對(duì)直流伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其機(jī)械特性越硬越好。（√ ） 6．無(wú)論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測(cè)裝置的精度。（ ）7．一般說(shuō)來(lái)，全物理仿真較之計(jì)算機(jī)仿真在時(shí)間、費(fèi)用和方便性上都具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)、快捷與實(shí)用的仿真方法。（ ）8．?dāng)?shù)字化物理樣機(jī)就是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)。（ ）9．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的采樣周期越小，其控制精度就越高。（√ ）10．PLC采用掃描工作方式，掃描周期的長(zhǎng)短決定了PLC的工作速度。（√ ） 11．通用型計(jì)算機(jī)系大多工作在為特定用戶(hù)群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)。（ ） 12．現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是將系統(tǒng)劃分為硬件和軟件兩個(gè)獨(dú)立的部分，然后按各自的設(shè)計(jì)流程分別完成。（ ） 二、單選題1．下列哪個(gè)是傳感器的動(dòng)特性（D ）。A．量程 B．線性度C．靈敏度 D．幅頻特性2．在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中,常用（B ）做驅(qū)動(dòng)元件。A．直流伺服電動(dòng)機(jī) B．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)C．同步交流伺服電動(dòng)機(jī) D．異步交流伺服電動(dòng)機(jī)，刻線數(shù)為100線/mm，此光柵傳感器測(cè)量分辨率是（C ）mm。A．1 B．
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