第五章機(jī)電一體化設(shè)計(jì)習(xí)題

第五章歷年考題8.利用DDA法實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)。采用常速度分布實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)控制指令時(shí).步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的參考脈沖指令是

A.位置寄存器的溢出脈沖B.速度寄存器的溢出脈沖

C.時(shí)鐘信號(hào)D.加速度寄存器的溢出脈沖答案：A14.簡(jiǎn)述用數(shù)字微分分析法(DDA)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的原理。15.簡(jiǎn)要比較反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn).所謂DDA法:(1)采用數(shù)字量(整數(shù))表示速度、加速度及位置坐標(biāo)。(1分)(2)將加速度到速度，速度到位置的積分表達(dá)式，采用求和的方法進(jìn)行近似數(shù)值積分。(2分)（3）產(chǎn)生增量式的運(yùn)動(dòng)控制指令。(1分)（4）驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)要求的運(yùn)動(dòng)?！?分)反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.步距角較小（0.36~7.5），啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較高，但消耗功率較大，斷電時(shí)無(wú)定位轉(zhuǎn)矩。（3分）永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，斷電時(shí)有定位轉(zhuǎn)矩，消耗功率較小，但步距角較大（7.5~18），起動(dòng)和運(yùn)行頻率較低，并需耍止負(fù)脈沖供電。(2分)19.五相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)了72個(gè)齒，最大靜轉(zhuǎn)矩為1Nm,(1)若帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)知0.9Nm，選擇怎樣的通電方式系數(shù)才能使其正常啟動(dòng)?(2)若要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為300r/min，計(jì)算輸入脈沖的頻率。15、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)是什么?（1）永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子極上有二相或多相控制繞組，轉(zhuǎn)子為一對(duì)或多對(duì)極的星形永久磁鋼、(2分〕(2)永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī).由于轉(zhuǎn)子為永久磁鋼，所以斷電有定位轉(zhuǎn)矩，消耗功率小。(1分)(3)永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是，步距角較大，啟動(dòng)和運(yùn)行領(lǐng)率較低，需正、負(fù)脈沖供電（1分）16、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的單、雙極性驅(qū)動(dòng)電路，各自的特點(diǎn)是什么?適用范圍是什么?（1）單極性驅(qū)動(dòng)電路是最基本的驅(qū)動(dòng)電路形式。功率晶體管的導(dǎo)通與關(guān)斷使各相繞組的電流導(dǎo)通和截止。（1分）（2）單極性驅(qū)動(dòng)電路適用于反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。（1分）(3)雙極性驅(qū)動(dòng)電路采用4只品體管作為開(kāi)關(guān)元件來(lái)控制相繞組電流，這不僅可控制電流通斷還可以控制相電流方向。（1分）（4）雙極性驅(qū)動(dòng)電路適用于混合式或永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。(1分)三相變磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī).轉(zhuǎn)子有30個(gè)齒，試計(jì)算:（1）單三拍運(yùn)行方式的步距角（2）雙三拍運(yùn)行方式的步距角（3）單雙拍運(yùn)行方式的步距角（4）若要電機(jī)轉(zhuǎn)速為60r/min，則單拍運(yùn)行方式時(shí)的輸入脈沖頻率f1為多少？而單雙拍時(shí)的輸人脈沖頻率f2為多少？15.怎樣控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出軸的角位移、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向?步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是脈沖電動(dòng)機(jī)，它將數(shù)字的電脈沖輸人轉(zhuǎn)換為模擬的輸出軸運(yùn)動(dòng)。每輸入一個(gè)脈沖，輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)一步(1分)。因此，輸出的角位移正比于輸人脈沖的個(gè)數(shù)（1分），轉(zhuǎn)速正比于輸人脈沖的頻率(1分)，轉(zhuǎn)向取決于各相繞組通電的順序(相序)(1分)。16、什么叫作步距角?它與哪些因素有關(guān)?若系統(tǒng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)選定以后，還想進(jìn)一步減小步距角，可采用何種方法?步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每輸人一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一步，每一步轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱為步距角（1）.21.四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子50個(gè)齒。若單拍制的最大靜轉(zhuǎn)矩為0.1Nm，試計(jì)算雙拍制運(yùn)行時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T和裕量角θ15.什么是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)?其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角取決于什么?步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。它采用變磁阻原理產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，將數(shù)字的電脈沖輸入轉(zhuǎn)換為模擬的輸出軸運(yùn)動(dòng);（2分）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。（1分）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角取決于輸入脈沖個(gè)數(shù)。（1分）16.對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路有什么要求?對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路有如下要求:（1）能夠提供快速上升和快速下降的電流，使電流波形盡量接近矩形(2分）（2）具有供截止期間釋放電流的回路。（1分）（3）功耗量要低，效率要高。（1分）21貧.某五凍相步悅進(jìn)電杏動(dòng)機(jī)擺轉(zhuǎn)了瓣有36個(gè)齒層，采樹(shù)用二紙相三器相運(yùn)拒行方題式。試計(jì)巴算:(感1)步距傲角θ為多下少?(2鼻)若要恩電動(dòng)響機(jī)以20采0車r壁/名mi尾n的速丙度旋且轉(zhuǎn)，核輸入轎脈沖輕頻率f為多容少?(3甩)若要絨電動(dòng)槍機(jī)旋矩轉(zhuǎn)1周半鮮，其華輸入萌脈沖熟數(shù)為呼多少?答案憶：C21趟.題21圖為族步進(jìn)泉電動(dòng)初機(jī)單此極性速驅(qū)動(dòng)斯電路摧。試雅簡(jiǎn)述能圖中VT炒,仰R,莫VD、和Rf的作監(jiān)用答:競(jìng)VT晶體派管開(kāi)鏟關(guān)元憐件，挨控制夾繞組園電流悲通斷荒。R:減小尸繞組墳的電斃氣時(shí)盞間常顧數(shù)。VD閥:續(xù)流扁，泄?jié)L放繞猴組中買儲(chǔ)存刃的磁澡能。Rf條:加快悲磁能垮泄放慢。26某五嫁相步住進(jìn)電奴動(dòng)機(jī)醬轉(zhuǎn)子狹有48個(gè)齒,試計(jì)貿(mào)算:(1彎)采用孩單五蘭拍運(yùn)料行時(shí)壤的步地距角(2房誠(chéng))采用揚(yáng)二相—三相約運(yùn)行甲時(shí)的體步距用角(3傍)當(dāng)控團(tuán)制脈侍沖頻消率f=港16件00嚴(yán)Hz時(shí)，喉求采坊用二甚相—三相糖運(yùn)行稱時(shí)的祝轉(zhuǎn)速n.30各.生成右下列監(jiān)等加姐速度這分布侮指令財(cái)信號(hào):假設(shè)弊步進(jìn)呀電動(dòng)炸機(jī)步榆進(jìn)角笛為1.逆8，由手零初跑始速級(jí)度加榜速0.羊1s達(dá)到10賄0r嚼/m作in，然家后恒踐速度10宗0r按/m挺in維持3s。最果后0.濕1。到傷停止怒位置咳，減妨速度鳴與初唯始速嬌度相掃等，河時(shí)鐘英信號(hào)廚頻率成為10臟00木Hz，寄姻存器炸字長(zhǎng)障為16位帶淺