伺服系统试卷B答案.doc

精品文档 系 专业 班 姓名 学号 装 订线 系 专业 班 姓名 学号 装 订线南阳理工学院电子与电气工程系20112012学年第一学期期末考试试卷评分标准课程名称 伺服运动控制 试卷编号 B 考试方式 开卷 满分分值 100分 题 号一二三四五总 分得 分得 分评卷人一、填空题（每空1分，共20分）1、对伺服系统的基本要求有：稳定性好、 精度高 、快速响应并无超调，及低速大转矩和调速范围宽等。2、相位比较伺服系统的位置检测即为响应的 相位 检测。3、伺服系统中，直线位移或大角位移检测常用： 感应同步器 、光栅、磁尺等。4、旋转变压器的信号处理有 鉴相型 和 鉴幅型 两种方式。5、在鉴幅型工作方式下，旋转变压器的两相正交定子绕组分别加上相位相等、频率相同而幅值 不同（或正交） 的励磁电压。6、步进电机的旋转方向由其绕组的 通电顺序 所决定，A、B、C、D四相步进电机采用四相双四拍控制方式时，正转相序为： AB-BC-CD-DA ；反转相序为： DC-CB-BA-AD 。7、永磁无刷直流电机就其基本结构而言，是由 电动机本体 、 转子位置传感器 、电子开关线路等三部分组成。8、目前步进电机环形分配器有硬件环形分配器和 软件环形分配器 两种形式。9、ASDA-AB 系列伺服驱动器的操作模式主要有三种： 位置 模式、 速度 模式和 扭矩 模式。10、伺服系统按驱动元件分类可分为：步进伺服系统、直流伺服系统和 交流伺服系统 。11、相位比较伺服系统中，主要采用 鉴相器 来进行相位的比较，12、交流伺服电机除了电机本体之外，常带有一个 编码器 来实现运行状态的检测。13、采用并行控制方式的步进电机控制系统中，常采用 编程的方式 进行脉冲分配。得 分评卷人二、判断题（每题2分，共10分）（）14、步进电动机主要用于开环控制系统，也可以用于闭环控制系统。（）15、三相步进电机是靠三相绕组按照一定的相序轮流通电驱动的。（）16、交流伺服电机由于结构简单、成本低廉、无电刷磨损、维修方便，被认为是一种理想的伺服电机，（）17、感应同步器只能测线位移，而不能测角位移。（）18、机床的点位控制是不仅实现由一个位置点到另一个位置点的精确移动，而且在移动和定位的过程中仍需要不断加工。得 分评卷人三、选择题（每题2分，共10分）（D）19.下面哪一项不属于用微机控制步进电机主要解决的问题。A 用软件的方法产生脉冲序列 B 方向控制 C 控制程序设计 D 选择合适的脉冲分配器（D）20、以下哪一项不是对伺服系统的基本要求。A 稳定性好 B 精度高 C 快速响应无超调 D 高速，转矩小（C）21.使用测速电机作为检测装置，从而构成位置闭环的控制系统属于何种控制方式。A 开环 B 闭环 C 半闭环 D 前馈（D）22.PWM调速方式称为（ ）。A 变电流调速 B 变电压调速 C 变频调速 D 脉宽调速（A）23.无刷直流电动机的换相状态由以下什么因素决定。A 转子的位置 B 位置传感器的安装位置 C 电机的电流 D 电机的电压得分评卷人四、简答题（每题6分，5题共30分）24、步进控制系统为什么常用开环形式？有什么弊端？答案要点：1）步进电机的角位移与控制脉冲间精确同步。（1分）2）步进电机无积累误差。（2分）弊端：常因频率过高或其他原因引起失步，没有闭环系统抗干扰能力强。（3分）25、根据下图说明三相无刷直流电动机驱动器包含哪些部分？说出其原理。 系 专业 班 姓名 学号 装 订线答案要点：开环型三相无刷直流电动机驱动器内部包含有：电子换相器主电路（三相H形桥式逆变器）、换相控制逻辑电路、PWM调速电路以及过流等保护电路。（3分）换相控制逻辑电路：三相永磁无刷直流电动机的转子位置传感器输出信号Ha、Hb、Hc，在每360电角度内给出了6个代码，换相控制逻辑电路接收转子位置传感器的输出信号（Ha、Hb、Hc），并对其进行译码处理，给电子换相器主回路（三相桥式逆变器）中6个开关管的驱动控制信号。（1分）PWM调速电路：把PWM信号和换相控制信号，通过逻辑“与”的办法合成在一起，通过调节PWM信号的占空比，来调节电动机的定子电枢电压，从而实现调速。（1分）保护电路：在主回路中的直流母线上取得过流反馈信号，在过流保护环节中与设定的保护值相比较，如果超过了保护值就引发了保护动作，一般是封锁逆变器中的开关管，从而实现保护。（1分）26、试写出下图交流伺服驱动器各接口的功能，主要用于连接什么设备或信号。答案要点：每答对一部分1分，6分封顶。27、试分析以下系统的基本组成，说明各部分的具体功能。答案要点：主要组成：控制器（8051）、脉冲分配器（8713）、驱动电路（四相） （3分）控制器：不承担脉冲分配的功能，主要用于提供步进脉冲，进行速度、方向的控制；（1分）脉冲分配器：将步进脉冲分配成四相；（1分）驱动电路：将四相脉冲信号分别进行功率放大，用于驱动步进电机。（1分）28、请说出脉冲分离的必要性及脉冲分离方法。答案要点：在使用可逆计数器进行脉冲比较时应注意的是，指令脉冲F和反馈脉冲Pf到来的时刻可能错开或重叠。如果二者同时进入可逆计数器，则会出现信号的竞争而产生误操作。因此不允许这样的情况出现，必须在F和Pf进入可逆计数器之前先进行脉冲分离处理。（3分）脉冲分离的方法：若加、减脉冲同时到来时，则由硬件逻辑电路保证先作加法计数，然后经过几个时钟周期的延时再作减法计数。这样，可保证两路计数脉冲信号均不会丢失。（3分）得分评卷人五、计算与思考题（每题15分，共30分）29、若一台BF系列四相反应式步进电动机，其步距角为1.8/0.9,试问：（1）1.8/0.9表示什么意思？（2）转子齿数为多少？（3）写出四相八拍运行方式的一个通电顺序。（4）在A相测得的电源频率为400Hz时，其每分钟的转速为多少？答案要点：（1）（2分）此步进电机的全部方式的步距角是1.8，半步方式的步距角为0.9。 （2）（4分）（3）（3分）（4）（6分）f=400*4Hz=1600Hz四相四拍： 系 专业 班 姓名 学号 装 订线四相八拍：30、由下图分析幅值比较伺服系统的基本原理。答案要点：幅值比较伺服系统是以位置检测信号的幅值大小来反映机械位移的数值，并以此作为位置反馈信号与指令信号进行比较构成的闭环控制系统，简称幅值伺服系统。（5分） 特点是： 1.所用的位置检测元件应工作在幅值工作方式。（2分） 2.给定信号与反馈信号以幅值方式进行比较。（2分） 感应同步器和旋转变压器都可以用于幅值伺服系统，图中采用旋转变压器。鉴幅器：作用是把正弦交变信号转换成相应的直流信号；（2分）旋转变压器：取幅值工作方式反馈位置信息。其定子上两个相互垂直的绕组