最新機電一體化系統(tǒng)設計基礎作業(yè)、、、參考答案(編輯修改稿)
2025-07-21 01:43 本頁面
【文章內容簡介】 和反饋信號決定控制策略，控制器通常由電子線路或計算機組成。（2）功率放大器：伺服系統(tǒng)中功率放大器的作用是將信號進行放大，并用來驅動執(zhí)行機構完成某種操作，功率放大裝置主要由各種電力電子器件組成。（3）執(zhí)行機構：執(zhí)行機構主要由伺服電動機或液壓伺服機構和機械傳動裝置等組成。（4）檢測裝置：檢測裝置的任務是測量被控制量，實現(xiàn)反饋控制。無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是低于檢測裝置的精度，因此要求檢測裝置精度高、線性度好、可靠性高、響應快。3．簡述直流伺服電動機脈寬調制的工作原理。直流伺服電動機脈寬調制（PWM）的工作原理：假設輸入直流電壓，可以調節(jié)導通時間得到一定寬度的與成比例的脈沖方波，給伺服電動機電樞回路供電，通過改變脈沖寬度來改變電樞回路的平均電壓，從而輸出不同大小的電壓，使直流電動機平滑調速。4．比較直流伺服電動機和交流伺服電動機的適用環(huán)境差別。電機調速原理容量范圍制動力矩轉速耐環(huán)境能力控制器DC調壓大大低差(有摩擦粉塵)簡單AC變頻中中小高良復雜四、計算題1．刻線為1024的增量式角編碼器安裝在機床的絲杠轉軸上，已知絲杠的螺距為2mm，編碼器在10秒內輸出307200個脈沖，試求刀架的位移量和絲杠的轉速分別是多少？解：（1）絲杠旋轉一周有1024個脈沖，307200個脈沖對應于絲杠旋轉307200/1024=300周，故刀架的位移量為300*2mm=600mm， （2）絲杠的轉速為300*2π//10=60π （弧度/ 秒）2．如圖所示的電機驅動工作臺系統(tǒng)，其中驅動x向工作臺的三相雙三拍步進電機，轉子齒數(shù)z為100。滾珠絲杠的基本導程為l0=6mm。已知傳動系統(tǒng)的橫向(x向)。試求：（1）步進電機的步距角α；（2）減速齒輪的傳動比i。功放電機滾珠絲杠工作臺i圖 電機驅動工作臺示意圖解：（1）K=3相，N=3拍，z=100步進電機的步距角α=360186。/(z*m)= 360186。/(z*K*N)= 360186。/(100*3*3)= 186。（2）由于一個脈沖， 186。，工作臺橫向(x向)，由于滾珠絲杠的基本導程為l0=6mm，對應于絲杠轉動一周360 186。 ，設一個脈沖絲杠轉動的角度為x，則 6mm/360186。=，得x=故減速齒輪的傳動比i=五、綜合題1．圖示直射式光電轉速傳感器是一種角位移傳感器，由裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤、光源、光電器件和指示縫隙盤組成，光源發(fā)生的光通過縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。試分析傳感器的測量原理。解：當裝在被測軸(或與被測軸相連接的輸入軸)上的帶縫隙圓盤轉動時，光敏元件接收到脈沖信號，若轉動圓盤上縫隙是均勻刻制，總數(shù)量為N，則光敏元件每輸出N個脈沖，就意味著圓盤轉動一周360186。；若輸出M個脈沖，就意味著轉過360*M/N186。，因此，該傳感器可以用于測量角度。如果在T秒時間內轉過輸出M個脈沖，就意味著轉速為360*M/N/T (186。/s ) 因此，該傳感器也可以用于測量角速度。2．已知一個繩位移控制系統(tǒng)的兩種驅動方案分別如圖a和b所示。（1）試分析兩種方案的特點；（2）畫圖說明方案（a）減速器滾筒驅動測量位移的方法。（a）減速器滾筒驅動 （b）絲杠滑臺驅動解：（1）分析兩種方案的特點：（a） 電機經減速器帶動滾筒轉動，使驅動繩產生位移；（b） 電機帶動絲杠轉動，絲杠上的螺母便產生直線運動，帶動驅動繩產生位移。（2）畫圖說明方案（a）減速器滾筒驅動測量位移的方法作業(yè)3一、判斷題（正確的打√，錯誤的打）1．數(shù)字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應同步器等，它們的共同特點是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結構的位移傳感器，輸出信號都是脈沖信號，每一個脈沖代表輸入的位移當量，通過計數(shù)脈沖就可以統(tǒng)計位移的尺寸。（√ ）2．電液伺服系統(tǒng)的過載能力強，在強力驅動和高精度定位時性能好，適合于重載的高加減速驅動。（√ ） 3．通常，步進電機的最高連續(xù)工作頻率遠大于它的最高啟動頻率。（√ ） 4．脈沖分配器的作用是使電動機繞組的通電順序按一定規(guī)律變化。（√ ）5．對直流伺服電動機來說，其機械特性越硬越好。（√ ） 6．無論采用何種控制方案，系統(tǒng)的控制精度總是高于檢測裝置的精度。（ ）7．一般說來，全物理仿真較之計算機仿真在時間、費用和方便性上都具有明顯的優(yōu)點，是一種經濟、快捷與實用的仿真方法。（ ）8．數(shù)字化物理樣機就是一種結構設計軟件，強調結構上的設計。（ ）9．計算機控制系統(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，掃描周期的長短決定了PLC的工作速度。（√ ） 11．通用型計算機系大多工作在為特定用戶群設計的系統(tǒng)中，通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點。（ ） 12．現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的設計方法是將系統(tǒng)劃分為硬件和軟件兩個獨立的部分，然后按各自的設計流程分別完成。（ ） 二、單選題1．下列哪個是傳感器的動特性（D ）。A．量程 B．線性度C．靈敏度 D．幅頻特性2．在開環(huán)控制系統(tǒng)中,常用（B ）做驅動元件。A．直流伺服電動機 B．步進電動機C．同步交流伺服電動機 D．異步交流伺服電動機，刻線數(shù)為100線/mm，此光柵傳感器測量分辨率是（C ）mm。A．1 B．
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