机电一体化设计习题.ppt

1、第五章历年考题,8.利用DDA法实现直线插补。采用常速度分布实现直线运动控制指令时.步进电动机的参考脉冲指令是 A.位置寄存器的溢出脉冲 B.速度寄存器的溢出脉冲 C.时钟信号 D.加速度寄存器的溢出脉冲 答案：A,14.简述用数字微分分析法(DDA)控制步进电动机运动的原理,15.简要比较反应式步进电动机与永磁式步进电动机的优缺点,所谓DDA法: (1)采用数字量(整数)表示速度、加速度及位置坐标。(1分)(2)将加速度到速度，速度到位置的积分表达式，采用求和的方法进行近似数值积分。(2分)（3）产生增量式的运动控制指令。(1分)（4）驱动步进电动机实现要求的运动。1分,反应式步进电动机，结

2、构简单.步距角较小（0.367.5），启动和运行频率较高，但消耗功率较大，断电时无定位转矩。（3分） 永磁式步进电动机，断电时有定位转矩，消耗功率较小，但步距角较大（7.518），起动和运行频率较低，并需耍止负脉冲供电。(2分,19.五相变磁阻式步进电动机，转了72个齿，最大静转矩为1Nm, (1)若带动负载转知0.9N m，选择怎样的通电方式系数才能使其正常启动? (2)若要求电动机转速为300r/min，计算输入脉冲的频率,15、永磁式步进电动机的结构及特点是什么,1）永磁式步进电动机的定子极上有二相或多相控制绕组，转子为一对或多对极的星形永久磁钢、(2分 (2)永磁式步进电动机.由于转子

3、为永久磁钢，所以断电有定位转矩，消耗功率小。(1分) (3)永磁式步进电动机的缺点是，步距角较大，启动和运行领率较低，需正、负脉冲供电（1分,16、步进电动机的单、双极性驱动电路，各自的特点是什么?适用范围是什么,1）单极性驱动电路是最基本的驱动电路形式。功率晶体管的导通与关断使各相绕组的电流导通和截止。（1分）（2）单极性驱动电路适用于反应式步进电动机。（1分）(3)双极性驱动电路采用4只品体管作为开关元件来控制相绕组电流，这不仅可控制电流通断还可以控制相电流方向。（1分）（4）双极性驱动电路适用于混合式或永磁式步进电动机。(1分,三相变磁阻式步进电动机.转子有30个齿，试计算: （1）单三

4、拍运行方式的步距角 （2）双三拍运行方式的步距角 （3）单双拍运行方式的步距角 （4）若要电机转速为60r/min，则单拍运行方式时的输入脉冲频率f1为多少？而单双拍时的输人脉冲频率f2为多少,15.怎样控制步进电动机输出轴的角位移、转速及转向,步进电动机是脉冲电动机，它将数字的电脉冲输人转换为模拟的输出轴运动。每输入一个脉冲，输出轴转动一步(1分)。因此，输出的角位移正比于输人脉冲的 个数（1分），转速正比于输人脉冲的频率(1分)，转向取决于各相绕组通电的顺序(相序)(1分,16、什么叫作步距角?它与哪些因素有关?若系统的步进电动机选定以后，还想进一步减小步距角，可采用何种方法,步进电动机每

5、输人一个脉冲，转子转动一步，每一步转过的角度称为步距角（1,21.四相步进电动机，转子50个齿。若单拍制的最大静转矩为0. 1N m，试计算双拍制运行时的启动转矩T和裕量角,15.什么是步进电动机?其转速、转角取决于什么,步进电动机又称脉冲电动机。它采用变磁阻原理产生电磁转矩，将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动;（2分） 步进电动机的转速取决于输入脉冲频率。（1分） 步进电动机的转角取决于输入脉冲个数。（1分,16.对步进电动机驱动电路有什么要求,对步进电动机驱动电路有如下要求: （1）能够提供快速上升和快速下降的电流，使电流波形尽量接近矩形(2分） （2）具有供截止期间释放电流的回路。

6、（1分） （3）功耗量要低，效率要高。（1分,21.某五相步进电动机转了有36个齿，采用二相三相运行方式。 试计算:(1)步距角为多少? (2)若要电动机以200 r / min的速度旋转，输入脉冲频率f为多少? (3)若要电动机旋转1周半，其输入脉冲数为多少,答案：C,21.题21图为步进电动机单极性驱动电路。试简述图中VT, R, VD、和Rf的作用,答: VT晶体管开关元件，控制绕组电流通断。 R:减小绕组的电气时间常数。 VD:续流，泄放绕组中储存的磁能。 Rf:加快磁能泄放,26某五相步进电动机转子有48个齿,试计算: (1)采用单五拍运行时的步距角 (2)采用二相三相运行时的步距角 (3)当控制脉冲频率f=1600Hz时，求采用二相三相运行时的转速n,30.生成下列等加速度分布指令信号:假设步进电动机步进角为1.8，由零初始速度加速0.1s达到100r/min，然后恒速度100r/min维持3s。最后0. 1