【正文】 應(yīng)用實(shí)例。逆變器——把固定直流電變成固定的（或可調(diào)的）交流電。交流調(diào)壓器——把固定交流電壓變成可調(diào)的交流電壓。1什么是PWM？直流PWM調(diào)壓比其它調(diào)壓方式有什么優(yōu)點(diǎn)？斬波器調(diào)壓控制直流伺服電機(jī)速度的方法又稱為脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation）直流調(diào)速。將圖631a中的開(kāi)關(guān)S周期性地開(kāi)關(guān)，在一個(gè)周期T內(nèi)閉合的時(shí)間為τ，則一個(gè)外加的固定直流電壓U被按一定的頻率開(kāi)閉的開(kāi)關(guān)S加到電動(dòng)機(jī)的電樞上，電樞上的電壓波形將是一列方波信號(hào)，其高度為U、寬度為t，如圖631b所示。tUdt=TU=rU（617）式中r=t/T=Ud/U，(0r為導(dǎo)通率（或稱占空比）。當(dāng)t從0~T改變時(shí)，Ud由零連續(xù)增大到U。圖63中的二極管是續(xù)流二極管，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，由于電樞電感的存在，電動(dòng)機(jī)的電樞電流可通過(guò)它形成續(xù)流回路。圖625 開(kāi)環(huán)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速VVVF通用變頻器 IM異步電動(dòng)機(jī)該控制方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。尤其是在低速區(qū)域電壓調(diào)整比較困難，不可能得到較大的調(diào)速范圍和較高的調(diào)速精度。圖626 矢量控制變頻器的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速VVVF矢量變頻器（2）無(wú)速度傳感器的矢量控制無(wú)速度傳感器的矢量控制變頻器異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制框圖如圖626所示。由于使用無(wú)速度傳感器矢量控制的變頻器，可以分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行檢測(cè)、控制，自動(dòng)改變電壓和頻率，使指令值和檢測(cè)實(shí)際值達(dá)到一致，從而實(shí)現(xiàn)了矢量控制。%，轉(zhuǎn)速響應(yīng)也較快。（3）帶速度傳感器矢量控制帶速度傳感器矢量控制變頻器的異步電機(jī)閉環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制框圖如圖627所示。它具可以從零轉(zhuǎn)速起進(jìn)行速度控制，即甚低速亦能運(yùn)行，因此調(diào)速范圍很寬廣，可達(dá)100:1或1000:1；可以對(duì)轉(zhuǎn)矩實(shí)行精確控制；系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度甚快；電動(dòng)機(jī)的加速度特性很好等優(yōu)點(diǎn)1什么是SPWM？SPWM信號(hào)是數(shù)字信號(hào)形式還是模擬信號(hào)形式？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。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。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。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。UUN’、UVN’和Uwn’ 的波形如圖643b所示。Ud兩種電平。圖中線電壓UUV的波形可由UUN’ ― UVN’得出。負(fù)載相電壓UUN可由下式求得uUN=uUN’UUN39。+UWN39。調(diào)制波和載波的交點(diǎn)，決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖音的間隔寬度，每半周期內(nèi)的脈沖系列也是單極性的。雙極性SPWM法(1)調(diào)制波和載波：調(diào)制波仍為正弦波，其周期決定于kf，振幅決定于ku,中曲線①，載波為雙極性的等腰三角波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，與ku=1時(shí)正弦波的振幅值相等。ubc=ubuc。(2)雙極性調(diào)制的工作特點(diǎn)：逆變橋在工作時(shí)，同一橋臂的兩個(gè)逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，毫不停息，而流過(guò)負(fù)載ZL的是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。環(huán)形分配，對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行功率放大。在直流側(cè)接有兩個(gè)相互串聯(lián)的足夠大的電容，使得兩個(gè)電容的聯(lián)結(jié)點(diǎn)為直流電源的中點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，其工作波形如圖636b所示。設(shè)t2 時(shí)刻以前V1 導(dǎo)通。當(dāng)t3時(shí)刻i0 降至零時(shí)VD2 截止，V2 導(dǎo)通，i0 開(kāi)始反向。當(dāng)V1 或 V2 導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流和電壓同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；而當(dāng)VD1 或 VD2導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流和電壓反方向，負(fù)載中電感的能量向直流側(cè)反饋，既負(fù)載將其吸收的無(wú)功能量反饋回直流側(cè)。二極管VDVD2是負(fù)載向直流側(cè)反饋能量的通道，同時(shí)起到使負(fù)載電流連續(xù)的作用，VDVD2被稱為反饋二極管或續(xù)流二極管。() () ：外循環(huán)插管式和() 、外雙循環(huán) ，光柵條紋間的夾角θ=，則莫爾條紋的寬度是() () ()輸入電壓。，如果增大幅值穿越頻率ωc的數(shù)值，則動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中的調(diào)整時(shí)間ts() (t)=a+bt，則它的拉氏變換式為()A.+b ，必須同時(shí)控制每一個(gè)軸的()使得它們同步協(xié)調(diào)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。)178。B +)C.(A+B)178。B+ 178。如圖試求：(1)剛輪固定時(shí)柔輪的轉(zhuǎn)速n1。(1)已測(cè)得輸出電壓Vo=,求RL。(1)求系統(tǒng)對(duì)r(t)階躍響應(yīng)的最大超調(diào)量σ%和調(diào)節(jié)時(shí)間ts。轉(zhuǎn)子80個(gè)齒。要求：(1)一階低通濾波器現(xiàn)存在什么弱點(diǎn)?(2)將其改進(jìn)為二階低通濾波器，畫(huà)出電路圖；(3)畫(huà)出二階低通的幅頻特性示意圖。(1)該電動(dòng)機(jī)為幾極，空載轉(zhuǎn)差率是多少?(2)堵轉(zhuǎn)時(shí)定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為多少?(3)空載時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻率各為多少? 。5%)。(3)求r(t)=1+t及n(t)=。設(shè)兩軸最大加速度限制：αxmax=αymax=177。試設(shè)計(jì)三次多項(xiàng)式樣條函數(shù)點(diǎn)位控制指令。、B工作的系統(tǒng)。要求：畫(huà)出梯形圖，寫(xiě)出助記符指令程序。、振動(dòng)、噪聲的特性。有時(shí)稱為增量增益或標(biāo)度因子。，二者的組合稱為復(fù)合控制器。三、簡(jiǎn)答題(本大題共4小題，每小題4分，共16分)、性能指標(biāo)、使用條件、經(jīng)濟(jì)效益。其中雙極性驅(qū)動(dòng)電路適于永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)速與參考脈沖頻率成正比。位置由參考脈沖數(shù)決定。重復(fù)進(jìn)行。2）二階低通有源濾波器電路圖(3)低通濾波幅頻率特性示意圖。10．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是把輸入的電脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)換成（）的控制電機(jī)。12．步進(jìn)電機(jī)接受一個(gè)電脈沖,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度叫（）。14． PWM功率放大器的基本原理是：利用大功率器件的開(kāi)關(guān)作用，將直流電壓轉(zhuǎn)換成一定一、單項(xiàng)選擇題。（每小題1分，共10分）()。A．機(jī)械本體B．動(dòng)力部分C．控制器D．執(zhí)行機(jī)構(gòu) 3．將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的執(zhí)行元件是()。A．步進(jìn)電機(jī)C．交流同步伺服電機(jī)D．籠型交流異步電機(jī)5．如果三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組為U、V、W，其通電順序?yàn)閁V174。WU174。A．三相三拍B．三相四拍C．三相六拍D．雙三拍6．某三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有40個(gè)磁極，采用三相單三拍供電，步距角為()。 D．100 ()。 10．在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中，控制總線的功能是()。，按“等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小”原則來(lái)確定的各級(jí)傳動(dòng)比，從高速級(jí)到低速級(jí)，其傳動(dòng)比是逐級(jí)增大的，而且級(jí)數(shù)越多，總等效慣量越（）。4．在小功率傳動(dòng)鏈中，為使總的質(zhì)量最小，各級(jí)傳動(dòng)比分配應(yīng)遵守（）原則。6．摩擦對(duì)伺服系統(tǒng)的影響主要有：引起動(dòng)態(tài)滯后、降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度、導(dǎo)致系統(tǒng)誤差和（）。8．電氣伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括（）、交流伺服電機(jī)和直流伺服電機(jī)。15．交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率、磁極對(duì)數(shù)和（）有關(guān)。6．如何提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度？7．伺服電動(dòng)機(jī)的作用是什么？伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)具備的基本要求是什么？8．試述直流電機(jī)伺服系統(tǒng)中脈寬調(diào)制放大器的基本工作原理。四、分析題。（7分）6．試分析比較液壓馬達(dá)和直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出驅(qū)動(dòng)的不同特點(diǎn)。試求：(1)剛輪固定時(shí)柔輪的轉(zhuǎn)速n1；(2)柔輪固定時(shí)剛輪的轉(zhuǎn)速n2。3．如圖所示的開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)，已知負(fù)載為F＝1000N，工作臺(tái)長(zhǎng)L=500mm，往復(fù)精度為177。試確定齒輪減速比i