伺服運(yùn)動控制試卷與答案南陽理工A

伺服運(yùn)動控制試卷與答案南陽理工A伺服運(yùn)動控制試卷與答案南陽理工A南陽理工學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院2022—2022學(xué)年第二學(xué)期期末考試試卷課程名稱伺服運(yùn)動控制試卷編號A考試方式閉卷滿分分值100分一、填空題（每空1分，共20分）1、伺服系統(tǒng)主要研究內(nèi)容是機(jī)械運(yùn)動過程中涉及的力學(xué)、機(jī)械學(xué)、動力驅(qū)動、伺服參數(shù)檢測和控制等方面的理論和技術(shù)問題。2、伺服系統(tǒng)的作用是接受來自控制裝置的指令信號，驅(qū)動挪動部件跟隨指令運(yùn)動，并保證動作的快速和準(zhǔn)確。3、半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)是指：檢測裝置檢測的不是系統(tǒng)最終的輸出量，而是與系統(tǒng)輸出具有對應(yīng)關(guān)系的量來構(gòu)成反饋。4、光柵由光源、透鏡、光柵和光敏元件構(gòu)成，其中光柵包括：標(biāo)尺光柵和指示光柵。5、步進(jìn)電機(jī)的角位移量和指令脈沖的個數(shù)成正比，轉(zhuǎn)向與通電相序有關(guān)。它沒有累積誤差，具有良好的跟隨性。6、無刷直流電動機(jī)是由電動機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。7、在伺服系統(tǒng)中，常用于速度檢測的元件有直流測速機(jī)、交流測速機(jī)和光電編碼器等。8、霍爾效應(yīng)用于位置識別就是將電流恒定，那么輸出霍爾電壓唯一隨B變化。9、變頻調(diào)速常分為基頻以下調(diào)速和基頻以上調(diào)速兩個調(diào)速范圍，其中前者屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，后者屬恒功率調(diào)速。10、Clarke變換是將三相平面坐標(biāo)系向兩相平面直角坐標(biāo)系進(jìn)行的轉(zhuǎn)換。11、交流伺服驅(qū)動器的輸入電源包括：主回路電源和控制回路電源兩部分。12、相位比較伺服系統(tǒng)常用的檢測元件是旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器。13、脈沖比較伺服系統(tǒng)中脈沖的比較通常采用可逆計(jì)數(shù) 器。14、目前步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器有硬件環(huán)形分配器和軟件環(huán)形分配器兩種形式。15、感應(yīng)同步器的信號處理有鑒相型和鑒幅型兩種方式。二、判斷題（每題2分，共10分）C√）16、步進(jìn)電動機(jī)具有快速啟停、精確步進(jìn)以及能直接接收數(shù)字量的特點(diǎn)。C√）17、交流伺服電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、無電刷磨損、維修方便，被認(rèn)為是一種理想的伺服電機(jī)。（X）18、機(jī)床的點(diǎn)位控制是不僅實(shí)現(xiàn)由一個位置點(diǎn)到另一個位置點(diǎn)的精確挪動，而且在挪動和定位的過程中仍需要不斷加工。（X）19、旋轉(zhuǎn)變壓器只能用于線位移的測量。(X)20、步進(jìn)電動機(jī)主要用于開環(huán)控制系統(tǒng)，不能用于閉環(huán)控制系統(tǒng)。三、選擇題(每題2分，共10分)(B)21、一般步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行頻率比啟動頻率 。A低B高C相等D大小關(guān)系不確定(D)22、以下哪一項(xiàng)不是對伺服系統(tǒng)的基本要求。A穩(wěn)定性好B精度高C快速響應(yīng)無超調(diào)D高速，轉(zhuǎn)矩小23.通過以下哪種方式可以進(jìn)一步減小步進(jìn)電機(jī)的步距角，從而進(jìn)步其走步精度。A細(xì)分B進(jìn)步頻率C減小電源電壓D改變控制算法24.使用感應(yīng)同步器作為位置檢測裝置，從而構(gòu)成位置閉環(huán)的控制系統(tǒng)屬于何種控制方式。A開環(huán)B閉環(huán)C半閉環(huán)D前饋(A)25.無刷直流電動機(jī)的換相狀態(tài)由以下什么因素決定。A轉(zhuǎn)子的位置B位置傳感器的安裝位置C電機(jī)的電流D電機(jī)的電壓四、簡答題(每題5分，6題共30分)26、怎樣區(qū)別進(jìn)給伺服系統(tǒng)和主軸伺服系統(tǒng)？答：進(jìn)給伺服系統(tǒng)：完成各坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動，具有定位和輪廓跟蹤功能，是數(shù)控機(jī)床中要求最高的伺服控制系統(tǒng)。主軸伺服系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，提供切削過程中的轉(zhuǎn)矩和功率。主要是一個速度控制系統(tǒng)。伺服運(yùn)動控制試卷與答案南陽理工A27、怎樣利用旋轉(zhuǎn)變壓器的鑒幅工作方式進(jìn)行角位移的測量？相同而幅值不同的勵磁電壓，即：V1=-V1msinωt V2=V2msinωt V1m=VmcosV2m=Vmsin這兩相勵磁電壓在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：可見，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢的幅值嚴(yán)格地按轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θθ=Φ,那么E2=0o實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢的大小(即勵磁幅值)斷修改定子繞組勵磁信號的Φ,使其跟蹤8的變化，以測量角位移8ou3nV1sinnV2cosnVmsin()sint28、進(jìn)步光柵分辨精度的措施有哪些？措施1：進(jìn)步刻線精度；增加刻線密度(有局限性，刻線密度不能超過200條線/mm)。進(jìn)步光柵分辨精度的措施2：采用倍頻的方法獲得高的分辨精度。29、什么是步進(jìn)電機(jī)的串行控制方式？什么是步進(jìn)電機(jī)的并行控制方式？具有串行控制功能的單片機(jī)系統(tǒng)與步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源之間，具有較少的連線，所以在這種系統(tǒng)中，驅(qū)動電源中必須含有環(huán)形分配器。用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多個端口直接去控制步進(jìn)電動機(jī)各相驅(qū)動電路的方法稱為并行控制。30、三相永磁無刷直流電動機(jī)與一般的永磁有刷直流電動機(jī)相比，在結(jié)構(gòu)上有什么不同之處？答案要點(diǎn)：①用裝有永磁體的轉(zhuǎn)子取代有刷直流電動機(jī)的定子磁極；②用具有三相繞組的定子取代轉(zhuǎn)子電樞；③用逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測器組成電子換向器，取代有刷直流電動機(jī)的機(jī)械換向器和電刷。31、根據(jù)下列圖說明脈沖比較電路中脈沖分離的作用是什么?產(chǎn)生誤操作。因此不允許這樣的情況出現(xiàn)，必須在F和Pf進(jìn)入可逆計(jì)數(shù)器之前先進(jìn)行脈沖分離處理。（3分）脈沖分離的方法：假設(shè)加、減脈沖同時(shí)到來時(shí)，那么由硬件邏輯電路保證先作加法計(jì)數(shù)，然后經(jīng)過幾個時(shí)鐘周期的延時(shí)再作減法計(jì)數(shù)。這樣，可保證兩路計(jì)數(shù)脈沖信號均不會丟失。（3分）五、分析與計(jì)算（每題15分，共30分）32、假設(shè)一臺三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)，其步距角為1.2176;/0.6176;,試問：（1）1.2176;/0.6176;表示什么意思？（2）轉(zhuǎn)子齒數(shù)為多少？（3）寫出三相六拍運(yùn)行方式正反轉(zhuǎn)的通電順序。（4）在A相測得的電源頻率為500Hz時(shí)，求三相三拍和三相六拍每分鐘的轉(zhuǎn)速為多少？答案要點(diǎn)：（1）（2分）此步進(jìn)電機(jī)的全部方式的步距角是1.2176;，半步方式的步距角為0.6176;。 （2）（4分）13603602 1.2（三相三拍）kmz1*3*1003603600.6z100，即100個齒。（三相六拍）kmz2*3*zAABBBCCCAA（3）（3分）三相六拍正轉(zhuǎn)：三相六拍反轉(zhuǎn)：AACCCBBBAA伺服運(yùn)動控制試卷與答案南陽理工A（4）（6分）三相三拍：n三相六拍：nf*60500*60100r/minkmz1*3*100f*60500*6050r/minkmz2*3*10033、利用以下百格拉步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動器如何構(gòu)建一個步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)？請畫出系統(tǒng)框圖，說明步進(jìn)驅(qū)動器的各接口該連接何種信號（任選一種工作伺服運(yùn)動控制試卷與答案南陽理工A南陽理工學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院2022—2022學(xué)年第二學(xué)期期末考試試卷課程名稱伺服運(yùn)動控制試卷編號A考試方式閉卷 滿分分值100分一、填空題（每空1分，共20分）1、伺服系統(tǒng)主要研究內(nèi)容是機(jī)械運(yùn)動過程中涉及的力學(xué)、機(jī)械學(xué)、動力驅(qū)動、伺服參數(shù)檢測和控制等方面的理論和技術(shù)問題。2、伺服系統(tǒng)的作用是接受來自控制裝置的指令信號，驅(qū)動挪動部件跟隨指令運(yùn)動，并保證動作的快速和準(zhǔn)確。3、半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)是指：檢測裝置檢測的不是系統(tǒng)最終的輸出量，而是與系統(tǒng)輸出具有對應(yīng)關(guān)系的量來構(gòu)成反饋。4、光柵由光源、透鏡、光柵和光敏元件構(gòu)成，其中光柵包括：標(biāo)尺光柵和指示光柵。5、步進(jìn)電機(jī)的角位移量和指令脈沖的個數(shù)成正比，轉(zhuǎn)向與通電相序有關(guān)。它沒有累積誤差，具有良好的跟隨性。6、無刷直流電動機(jī)是由電動機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。7、在伺服系統(tǒng)中，常用于速度檢測的元件有直流測速機(jī)、交流測速機(jī)和光電編碼器等。8、霍爾效應(yīng)用于位置識別就是將電流恒定，那么輸出霍爾電壓唯一隨B變化。9、變頻調(diào)速常分為基頻以下調(diào)速和基頻以上調(diào)速兩個調(diào)速范圍，其中前者屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，后者屬恒功率調(diào)速。10、Clarke變換是將三相平面坐標(biāo)系向兩相平面直角坐標(biāo)系進(jìn)行的轉(zhuǎn)換。11、交流伺服驅(qū)動器的輸入電源包括：主回路電源和控制回路電源兩部分。12、相位比較伺服系統(tǒng)常用的檢測元件是旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器。13、脈沖比較伺服系統(tǒng)中脈沖的比較通常采用可逆計(jì)數(shù)器。14、目前步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器有硬件環(huán)形分配器和軟件環(huán)形分配器兩種形式。15、感應(yīng)同步器的信號處理有鑒相型和鑒幅型兩種方式。二、判斷題（每題2分，共10分）（√）16、步進(jìn)電動機(jī)具有快速啟停、精確步進(jìn)以及能直接接收數(shù)字量的特點(diǎn)。（√）17、交流伺服電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、無電刷磨損、維修方便，被認(rèn)為是一種理想的伺服電機(jī)。（X）18、機(jī)床的點(diǎn)位控制是不僅實(shí)現(xiàn)由一個位置點(diǎn)到另一個位置點(diǎn)的精確挪動，而且在挪動和定位的過程中仍需要不斷加工。（X）19、旋轉(zhuǎn)變壓器只能用于線位移的測量。（X）20、步進(jìn)電動機(jī)主要用于開環(huán)控制系統(tǒng)，不能用于閉環(huán)控制系統(tǒng)。三、選擇題（每題2分，共10分）(B)21、一般步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行頻率比啟動頻率 。A低B高C相等D大小關(guān)系不確定(D)22、以下哪一項(xiàng)不是對伺服系統(tǒng)的基本要求。A穩(wěn)定性好B精度高C快速響應(yīng)無超調(diào)D高速，轉(zhuǎn)矩小(A)23.通過以下哪種方式可以進(jìn)一步減小步進(jìn)電機(jī)的步距角，從而進(jìn)步其走步精度。A細(xì)分B進(jìn)步頻率C減小電源電壓D改變控制算法(B)24.使用感應(yīng)同步器作為位置檢測裝置，從而構(gòu)成位置閉環(huán)的控制系統(tǒng)屬于何種控制方式。A開環(huán)B閉環(huán)C半閉環(huán)