【正文】 有兩個(gè)導(dǎo)電臂，每個(gè)導(dǎo)電臂由一個(gè)可控元件和一個(gè)反并聯(lián)二極管組成。1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是什么電機(jī)？它的驅(qū)動(dòng)電路的功能是什么？伺服電機(jī)。uca=ucua)時(shí)，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。調(diào)制波與載波的交點(diǎn)決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，但是，由相電壓合成為線電壓(uab=uaub。（2)單極性調(diào)制的工作特點(diǎn)：每半個(gè)周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個(gè)逆變器件中，只有一個(gè)器件按脈沖系列的規(guī)律時(shí)通時(shí)通時(shí)斷地工作，另一個(gè)完全截止；而在另半個(gè)周期內(nèi)，兩個(gè)器件的工況正好相反，流經(jīng)負(fù)載ZL的便是正、負(fù)交替的交變電流。31用SPWM進(jìn)行交流變頻調(diào)速所對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？實(shí)施SPWM的基本要求單極性SPWM法]（1)調(diào)制波和載波：曲線①是正弦調(diào)制波，其周期決定于需要的調(diào)頻比kf，振幅值決定于ku,曲線②是采用等腰三角波的載波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，等于ku=1時(shí)正弦調(diào)制波的振幅值，每半周期內(nèi)所有三角波的極性均相同(即單極性)。+UVN39。可以看出，當(dāng)臂1和6導(dǎo)通時(shí)，UUV = Ud，當(dāng)臂3和4導(dǎo)通時(shí)，UUV =―Ud，當(dāng)臂1和3或4和6導(dǎo)通時(shí)，Uuv=0，因此逆變器輸出線電壓由+Ud、Ud、0三種電平構(gòu)成。像這種逆變電路相電壓（uUN’、uVN’和uWN’）只能輸出兩種電平的三相橋式電路無(wú)法實(shí)現(xiàn)單極性控制?？梢钥闯?，這些波形都只有177。V相和W相的控制方式和U相相同。V1和V4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)始終是互補(bǔ)的。當(dāng)Uru uc時(shí)，給上橋臂晶體管V1以導(dǎo)通信號(hào)，給下橋臂晶體管V4以關(guān)斷信號(hào)，則U相相對(duì)于直流電源假想中點(diǎn)N’的輸出電壓UUN’= Ud/2。U、V和W三相的PWM控制通常公用一個(gè)三角波載波uc，三相調(diào)制信號(hào)U ru, U rv 和, U rw的相位依次相差1200。圖627 異步電機(jī)閉環(huán)控制變頻調(diào)速PG速度脈沖發(fā)生器矢量控制異步電機(jī)閉環(huán)變頻調(diào)速是一種理想的控制方式。如果生產(chǎn)要求不是十分高的情形下，采用矢量變頻器無(wú)傳感器開(kāi)環(huán)異步電機(jī)變頻調(diào)速是非常合適的，可以達(dá)到控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高的實(shí)效。雖說(shuō)它是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，但是大大提升了靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)品質(zhì)。對(duì)比圖625圖，兩者的差別僅在使用的變頻器不同。異步電動(dòng)機(jī)存在轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷力矩變化而變動(dòng)，即使目前有些變頻器具有轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能及轉(zhuǎn)矩提升功能，%的精度，所以采用這種V/F控制的通用變頻器異步機(jī)開(kāi)環(huán)變頻調(diào)速適用于一般要求不高的場(chǎng)合，例如風(fēng)機(jī)、水泵等機(jī)械。但是，由于是開(kāi)環(huán)控制方式，其調(diào)速精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性并不是十分理想。1交流變頻調(diào)速有哪幾種類型，各有什么特點(diǎn)？（１）開(kāi)環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制的通用變頻器三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制框圖如圖625所示。實(shí)際電路中，一般使用自關(guān)斷電力電子器件來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的開(kāi)關(guān)作用，如GTR、MOSFET、IGBT等器件。當(dāng)T不變時(shí)，只要改變導(dǎo)通時(shí)間t，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。電樞兩端的平均電壓為：Ud=T1T0242。如圖所示為脈寬調(diào)速原理示意圖。周波變流器——把固定的交流電壓和頻率變成可調(diào)的交流電壓和頻率。斬波器——把固定的直流電壓變成可調(diào)的直流電壓。變流技術(shù)按其功能應(yīng)用可分成下列幾種變流器類型：整流器——把交流電變?yōu)楣潭ǖ模ɑ蚩烧{(diào)的）直流電。1分析影響直流伺服電機(jī)的影響因素。延遲時(shí)間的長(zhǎng)短主要由功率開(kāi)關(guān)器件的關(guān)斷時(shí)間決定。(a)(b)圖643三相SPWM逆變電路及波形在雙極性SPWM控制方式中，同一相上下兩個(gè)臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)都是互補(bǔ)的。2/3）Ud，（177。+UWN39。負(fù)載相電壓UUN可由下式求得uUN=uUN’UUN39。圖中線電壓UUV的波形可由UUN’ ― UVN’得出。Ud兩種電平。UUN’、UVN’和Uwn’ 的波形如圖643b所示。當(dāng)給V1（V4）加導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，可能是V1（V4）導(dǎo)通，也可能二極管VD1（VD4）續(xù)流導(dǎo)通，這要由感性負(fù)載中原來(lái)電流的方向和大小來(lái)決定，和單相橋式逆變電路雙極性SPWM控制時(shí)的情況相同。當(dāng)Uru uc時(shí)，給V4以導(dǎo)通信號(hào)，給V1以關(guān)斷信號(hào)，則UUN’=Ud／2。U、V和W各相功率開(kāi)關(guān)器件的控制規(guī)律相同，現(xiàn)以U相為例來(lái)說(shuō)明。在PWM型逆變電路中，使用最多的是圖643a的三相橋式逆變電路，其控制方式一般都采用雙極性方式。三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?1簡(jiǎn)述交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制方案。了解伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性有什么意義，習(xí)、慣性稱呼機(jī)械特性硬的含義是什么？如果直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性較平緩，則當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化較小，這時(shí)稱直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性較硬。盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中還是具有較廣泛的應(yīng)用。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。盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中還是具有較廣泛的應(yīng)用。而采用勵(lì)磁磁場(chǎng)控制方式時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行條件下磁場(chǎng)已接近飽和，因而只能通過(guò)減弱磁場(chǎng)的方法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方式主要有兩種：一種是電樞電壓控制，即在定子磁場(chǎng)不變的情況下，通過(guò)控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵(lì)磁磁場(chǎng)控制，即通過(guò)改變勵(lì)磁電流的大小來(lái)改變定子磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。通過(guò)控制電樞繞組中電流的方向和大小，就可以控制直流伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和速度。電樞是直流伺服電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，故又稱轉(zhuǎn)子，它由硅鋼片疊成，表面嵌有線圈，通過(guò)電刷和換向片與外加電樞電源相連。在永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)中，磁極采用永磁材料制成，充磁后即可產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。其中磁極在工作中固定不動(dòng)，故又稱定子。試分析直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理。（3）、按控制原理分類按自動(dòng)控制原理，伺服系統(tǒng)又可分為開(kāi)環(huán)控制伺服系統(tǒng)、閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)。其它系統(tǒng)還有溫度、濕度、磁場(chǎng)、光等各種參數(shù)的伺服系統(tǒng)（2）、按驅(qū)動(dòng)元件的類型分類按驅(qū)動(dòng)元件的不同可分為電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、氣動(dòng)伺服系統(tǒng)。（二）（15分）略共頁(yè)第 2 頁(yè)第三篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題_6答案習(xí)題六答案什么是伺服控制？為什么機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制往往是伺服控制？伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、類型繁多，但從自動(dòng)控制理論的角度來(lái)分析，伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測(cè)環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等五部分。保持器一般有數(shù)字保持方案和模擬保持方案兩種。它們的任務(wù)是把微機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。D/A轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的裝置。量化過(guò)程（簡(jiǎn)稱量化）就是用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來(lái)逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由于計(jì)算機(jī)的數(shù)值信號(hào)是有限的，因此用數(shù)碼來(lái)逼近模擬信號(hào)是近似的處理方法。400=(μm)四、綜合分析題（30分）（一）（15分）采樣過(guò)程是用采樣開(kāi)關(guān)（或采樣單元）將模擬信號(hào)按一定時(shí)間間隔抽樣成離散模擬信號(hào)的過(guò)程。M=3, Z=100。敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本電路。，才能正確復(fù)現(xiàn)原信號(hào)。當(dāng)T不變時(shí)，只要改變導(dǎo)通時(shí)間t，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。電樞兩端的平均電壓為：Ud=T1T0242。、雙相通電狀態(tài)，這種通電方式稱為單雙相輪流通電方式。（2）泄漏電流低，對(duì)于測(cè)量放大器的輸入端無(wú)須提供偏流返回通路。什么叫傳