10機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題-資料下載頁
2024-10-13 17:29本頁面
【正文】 傳感器安裝在伺服電動機(jī)軸上，用以間接測量工作臺的位移時，這種間接測量的系統(tǒng)稱為半閉環(huán)系統(tǒng)。（2）特點(diǎn)：可以避免傳動機(jī)構(gòu)非線性引起系統(tǒng)產(chǎn)生極限環(huán)和爬行振蕩，比全閉環(huán)系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)，可節(jié)省投資。4．在實(shí)際系統(tǒng)中，數(shù)字PID控制器的兩種實(shí)現(xiàn)方式是什么?答 ：（1）在雙傳感器系統(tǒng)中，PI由微處理器位置控制器實(shí)現(xiàn)，D的作用由測速機(jī)負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)；（2）在單個位置傳感器的系統(tǒng)中，PID由微型機(jī)單獨(dú)實(shí)現(xiàn)。5．全閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義及特點(diǎn)是什么?答：伺服系統(tǒng)中，當(dāng)位置傳感器安裝于輸出軸（工作臺）上時，傳感器直接測量工作臺移動，這種直接測量的系統(tǒng)統(tǒng)稱為全閉環(huán)系統(tǒng)。特點(diǎn)：對輸出進(jìn)行直接控制，可以獲得十分良好的控制精度。但受機(jī)械傳動部件的非線性影響嚴(yán)重，只有在要求高精度的場合，才使用全閉環(huán)系統(tǒng)。2002 答：在反饋控制器的基礎(chǔ)上附加一個前饋控制器，二者的組合稱為復(fù)合控制器。它的作用是使系統(tǒng)能以零穩(wěn)定誤差跟蹤已知的輸入信號。答：伺服系統(tǒng)的剛度定義為輸出軸的單位位置誤差做承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。8．閉環(huán)技術(shù)答：將反饋控制技術(shù)與傳感器相結(jié)合，可構(gòu)成閉環(huán)測量系統(tǒng)。19．采樣——數(shù)據(jù)系統(tǒng)答：采樣——數(shù)據(jù)系統(tǒng)是指計算機(jī)參與閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)，其輸入往往是由上位機(jī)生成并經(jīng)過精插補(bǔ)的參考指令，輸出是轉(zhuǎn)軸的角位移或工作臺的線位移。三、計算題解：（2011）。試求開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)。解：由對數(shù)幅頻漸近特性可知：22某直流電機(jī)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如題22圖所示，已知：TM=JRaKvKtKf=，Ra=4Ω，KvKt=178。m／A，Kf=178。s／rad，Kp=10V／rad，求：（1）Td= N178。m時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差θessT；（2）伺服剛度KR。qr（s）+qe(s)Kp+RaT（ds）KvKtq（s）1Kt1sTms+1q（s）22．某伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如題22圖所示，已知：Kp=60V／rad，Kf=178。s／rad，Kn=179。10V／V，Kt=178。m／A 求：(1)系統(tǒng)增益Kv：(2)伺服剛度KR。330．已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題30圖所示。xp(1)若K1=25，Kf=0，求階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量s％(定義：s％=e調(diào)節(jié)時間ts(取△=177。0．05)．‘（2）當(dāng)K1=25，欲使系統(tǒng)為最佳阻尼，確定Kf的值。1x2180。100%)和四、簡單應(yīng)用題答：五、綜合應(yīng)用題（2011）解：P20826．某位置反饋系統(tǒng)如題26圖所示，已知：電動機(jī)時間常數(shù)T=，K1=／()，K2=400(r／min)／V，K3=0．5。／(r．)，求：。(1)a=0時,系統(tǒng)的最大超調(diào)量s%和調(diào)整時間ts(按△=177。2％計算)；(2)欲使系統(tǒng)具有最佳阻尼比，增設(shè)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋校正，確定a的值；(3)校正后，系統(tǒng)的開環(huán)增益K及單位速度輸入時的穩(wěn)態(tài)誤差。26．控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如題26圖所示，已知G(s)=，Gc(s)=Ts+l(1)當(dāng)T=0時，試確定系統(tǒng)的自然頻率ωn，阻尼比ξ和最大超調(diào)量σ%；(2)欲希望系統(tǒng)成為最佳阻尼比狀態(tài)，試確定T值；(3)校正后，系統(tǒng)的開環(huán)增益和單位速度輸人時的穩(wěn)態(tài)誤差essv。200520042003 ，其中Kp、Ti均為正數(shù)，試確定使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，Kp、Ti取值的條件。①選擇K1和K2，使系統(tǒng)性能滿足：σ％≤20%和ts=。②求系統(tǒng)的靜態(tài)誤差系數(shù)Kp、Kv和Ka。，已知T1=,T2=，為使系統(tǒng)獲得最大的相應(yīng)裕量υm，試確定此時的K值及相應(yīng)的υm值。浙江省2003： 設(shè)k1=,k2=,T1=1 1）求系統(tǒng)固有頻率，阻尼比； 2）求系統(tǒng)增益ks； 3）求系統(tǒng)靈敏度k。2002 ，圖中GC(s)=Kp(1+Tds),Gp(s)=K1s(Ts+1)2 =2S(+1)2(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=5s1(2)計算系統(tǒng)在上述取值條件下的相位裕量jm。32.(1)開環(huán)傳函G(s)=Gc(s)Gp(s)=(2)確定Kp和Td2Kp(1+Tds)s(Ts+1)2=2Kp(1+Tds)S(+1)2由essa=1Ka=12Kp163。\Kp179。 取Kp=51+（5Td）251+()22 在wc=51/s時，|Gc(jwc)||Gp(jwc)|=1即 1+25T2d==125(1+)\Td=.s)\Gc(s)=Kp(1+TdS)=(1+11(3)相應(yīng)的jm=tg1Tdwctg1Twc=180。180。5==。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。5%)。(2)求系統(tǒng)增益Ks及伺服剛度KR。(3)求r(t)=1+t及n(t)=。30.(1)G(s)=pK1K2s(T1S+1)1型 Ｋv=limsG(s)=K1K2=1,Ｋs174。0=limG(s)=165。，s174。02n2n F(s)=G(s)1+G(s)=T1sK1K22=sw2+s+K1K2+2zwns+w \wn=K1K2T1=2 z=1/T12wn=22(2)性能指標(biāo)zp1z2 s%=e180。100%z==%ts=3zwn=31=3s(3)系統(tǒng)增益與伺服剛度 Ks=Kv=K1K2=1，KR=K1=（4）essr= essn=(1)求系統(tǒng)對r(t)階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量σ%和調(diào)節(jié)時間ts。(2)求r(t)=1+t,n(t)=。26.(1)求閉環(huán)傳函及誤差表達(dá)式 CR(s)R(s)=F(s)=180。10s(s+2)+180。10=+Kp+1Kv=0+1==1\ess=essr+essn=11=0=swn22+2s+2+2zwns+w2n\wn=2,z=22CN(s)N(s)=FN(s)=10(s+2)s2+2s+2 C(s)=CR(s)+CN(s)=F(s)R(s)+FN(s)N(s)=ss(s+2)2 E(s)=R(s)C(s)=[1F(s)]R(s)FN(s)N(s)(2)求s%及tszp1z2R(s)10(s+2)s2N(s)+2s+2+2s+ s% ts==e180。100%=e180。100%=%3zwn=3s(3)求ess二階系統(tǒng)ai0閉環(huán)穩(wěn)定 R(s)=1s+1s2,N(s)=Ess=lim1110(s+2)(+)lims=11=02ss2ss174。0s2+2s+2s174。0s+2s+2ss(s+2)：1)求該系統(tǒng)的固有頻率ωn，阻尼比ζ；2)求系統(tǒng)對r(t)為單位階躍響應(yīng)時的最大超調(diào)量σ%和調(diào)節(jié)時間ts(s)=+1，試?yán)L出如圖輸入時，系統(tǒng)的輸出示意圖。，受控對象為G(s)=GC(s)=kp(1+1ts8(s+2)(s+4)，今加入PI串聯(lián)控制器)，欲使系統(tǒng)滿足截止頻率ωc=1弧度/s，相位裕量Φm=90176。，試確定kp,τ值。
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