【正文】 點(diǎn)），為此，需在碼盤邊緣光槽內(nèi)圈設(shè)置一個零位標(biāo)志光槽，對應(yīng)地光欄板上也要增加一條縫隙，在接收器上增加一個光敏元件，從而得到零位脈沖Z。編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計數(shù)設(shè)備的記憶位置。由于這種方法在參考點(diǎn)以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的，因此，在工控程序中就有每次操作要先找參考點(diǎn)，開機(jī)時要找零等。這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機(jī)找零。絕對式編碼器輸出是由碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對式編碼器由機(jī)械位置決定每個編碼的唯一性，它無需記憶，無需找參考點(diǎn)，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。由于其高精度，輸出位數(shù)較多，若仍用并行輸出，則每一位輸出信號必須確保連接良好，對于較復(fù)雜工況還要隔離，連接電纜芯數(shù)多，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，其多位數(shù)輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出。55 數(shù)字測速方法有幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）M法測速，在一定的時間Tc內(nèi)測取旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個數(shù)M1，用以計算這段時間內(nèi)的轉(zhuǎn)速。低速時測量精度較差，適合測量較高的轉(zhuǎn)速。（2） T法測速，通過測量旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號的周期來推算電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，所以又稱周期法。高速時測量精度較差，適合測量較低的轉(zhuǎn)速。（3） M/T法測速，將M法和T法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，它無論在高速或低速時都具有較高的分辨能力和檢測精度。56 什么是電子齒輪功能？答：電子齒輪是一個對位置輸入脈沖信號進(jìn)行分頻（或倍頻）的電路，給定信號（脈沖數(shù)）要通過電子齒輪后，才轉(zhuǎn)變?yōu)槲恢弥噶?，目的是通過電子齒輪變比的設(shè)置，使系統(tǒng)滿足用戶對控制分辨率（角度/脈沖）的要求。57 三相隱極同步電動機(jī)的參數(shù)為：額定電壓，額定電流，額定頻率，額定功率因數(shù)（超前），定子繞組Y形聯(lián)結(jié)，電動機(jī)極對數(shù)，同步電抗，忽略定子電阻。（1）求該同步電動機(jī)運(yùn)行在額定狀態(tài)時的電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩角、轉(zhuǎn)子磁動勢在定子繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、最大轉(zhuǎn)矩；（2）若電磁轉(zhuǎn)矩為額定值，功率因數(shù)，求電磁功率、定子電流、轉(zhuǎn)矩角、轉(zhuǎn)子磁動勢在定子繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、最大轉(zhuǎn)矩。解：（1）額定相電壓 由，可得。感應(yīng)電動勢 轉(zhuǎn)矩角電磁功率 電磁轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 （2）此時，電磁轉(zhuǎn)矩為額定值，轉(zhuǎn)速不變，則電磁功率也不變。因?yàn)楹雎远ㄗ与娮?，所以，得? 61 全閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)與半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)相比有什么優(yōu)點(diǎn)？答：全閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)將機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)也包括到了位置控制回路中，就使得機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)的誤差也可以通過閉環(huán)控制得到減小，因此控制精度比半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)更高。62 位置隨動系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？ 答：1）輸出量（被控量）為位移，而不是轉(zhuǎn)速。 2）輸入量是不斷變化的（而不是恒定量），系統(tǒng)主要要求輸出量能按一定精度跟隨輸入量的變化，以跟隨性能為主。而調(diào)速系統(tǒng)主要要求輸出量保持恒定，能抑制負(fù)載擾動對轉(zhuǎn)速的影響，以抗擾性能為主。 3）功率放大器及控制系統(tǒng)都必須是可逆的，使伺服電動機(jī)可以正、反兩個方向轉(zhuǎn)動，并消除正或負(fù)的位置偏差。而調(diào)速系統(tǒng)可以有不可逆系統(tǒng)。 4）位置隨動系統(tǒng)的外環(huán)為位置環(huán)，而速度環(huán)、電流環(huán)為內(nèi)環(huán)。63 位置隨動系統(tǒng)的性能用哪些指標(biāo)衡量？答：1）穩(wěn)態(tài)位置跟隨誤差。2）定位精度與速度控制范圍。3）最大快移速度。4）伺服剛度。64 伺服系統(tǒng)的執(zhí)行電動機(jī)有哪幾種？答：直流伺服電動機(jī)（小慣量和寬調(diào)速）、交流伺服電動機(jī)（異步和永磁同步）、直線電動機(jī)。65 數(shù)控插補(bǔ)算法有哪幾類？答：就目前普遍應(yīng)用的算法而言，插補(bǔ)可以分為兩大類：脈沖增量插補(bǔ)和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)。66 某伺服系統(tǒng)框圖如圖615所示，計算3種輸入下的系統(tǒng)給定誤差：（1） ；（2） ；（3） 。 圖615 習(xí)題66圖 解：該伺服系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，且開環(huán)增益Kh=500，所以 （1）輸入為階躍信號，系統(tǒng)跟隨誤差為零。（2）輸入為斜坡信號，且v=1/2，則系統(tǒng)跟隨誤差 （3）輸入為拋物線信號，系統(tǒng)跟隨誤差為無窮大。71數(shù)字式運(yùn)動控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？畫出控制系統(tǒng)框圖。答：數(shù)字式運(yùn)動控制系統(tǒng)一般采用雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用微機(jī)控制，全數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測，并采用數(shù)字PI算法，由軟件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)框圖如下所示。72運(yùn)動控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器與模擬控制器比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：模擬系統(tǒng)具有物理概念清晰、控制信號流向直觀等優(yōu)點(diǎn)，便于學(xué)習(xí)入門，但其控制規(guī)律體現(xiàn)在硬件電路和所用的器件上，因而電路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件的性能、溫度等因素的影響。以微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)（簡稱數(shù)字控制系統(tǒng)）硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響；其控制軟件能夠進(jìn)行邏輯判斷和復(fù)雜運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律，而且更改起來靈活方便。73增量式PID控制器與位置式PID控制器各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：①位置式PID控制的輸出與整個過去的狀態(tài)有關(guān)，用到了誤差的累加值；而增量式PID的輸出只與當(dāng)前拍和前兩拍的誤差有關(guān)，因此位置式PID控制的累積誤差相對更大；②增量式PID控制輸出的是控制量增量，并無積分作用，因此該方法適用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶積分部件的對象，如步進(jìn)電機(jī)等，而位置式PID適用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)不帶積分部件的對象，如電液伺服閥。③由于增量式PID輸出的是控制量增量，如果計算機(jī)出現(xiàn)故障，誤動作影響較小，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身有記憶功能，可仍保持原位，不會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的工作，而位置式的輸出直接對應(yīng)對象的輸出，因此對系統(tǒng)影響較大。74什么是現(xiàn)場總線？常用的現(xiàn)場總線有哪些？答：現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)，主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。目前流行的主要有FF、Profibus、CAN、LonWorks、WorldFIP等。75 Profibus現(xiàn)場總線的主站與主站、主站與從站是以什么方式進(jìn)行通信的？答：Profibus總線存取協(xié)議規(guī)定主站之間的令牌傳遞方式和主站與從站之間的主從方式。令牌程序保證了每個主站在一個確切規(guī)定的時間框內(nèi)得到總線存取權(quán)即令牌，在Profibus中，令牌只在各主站之間通信時使用。主從方式允許主站在得到總線存取令牌時可與從站通信，每個主站均可向從站發(fā)送或索取信息，通過該方法可實(shí)現(xiàn)以下幾種系統(tǒng)配置方式：（1）純主站一從站系統(tǒng)（主一從機(jī)制）、（2）純主站一主站系統(tǒng)（令牌傳遞機(jī)制）、（3）混合系統(tǒng)76試總結(jié)運(yùn)動控制系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)控制的發(fā)展趨勢。答：當(dāng)前運(yùn)動控制器已經(jīng)從以單片機(jī)或微處理器作為核心的運(yùn)動控制器和以專用芯片(ASIC)作為核心處理器的運(yùn)動控制器, 發(fā)展到了基于嵌入式計算的開放式、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動控制器?；诰W(wǎng)絡(luò)的開放式結(jié)構(gòu)和嵌入式結(jié)構(gòu)的通用運(yùn)動控制器逐步成為自動化控制領(lǐng)域里的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。運(yùn)動控制網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步向速度更快、抖動更小、容錯性更好、傳輸距離更遠(yuǎn)和高可靠性的方向發(fā)展, 以求實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)化控制的情況下仍能進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)劃、高速實(shí)時多軸插補(bǔ)、誤差補(bǔ)償和更復(fù)雜的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)計算, 使得運(yùn)動控制精度更高、速度更快、運(yùn)動更加平穩(wěn)。并使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加開放, 能根據(jù)用戶的應(yīng)用要求進(jìn)行客制化的重組, 設(shè)計出個性化的運(yùn)動控制器。這將是今后運(yùn)動控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的方向。