2026年自动控制元件题库及答案

2026年自动控制元件题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列元件中，属于执行元件的是（）A.旋转变压器B.测速发电机C.自整角机D.步进电动机2.直流伺服电动机采用电枢控制方式时，励磁绕组应（）A.短接B.接额定直流电压C.开路D.接交流电压3.直流伺服电动机的理想空载转速n0与电枢控制电压UA.nB.nC.nD.无关4.两相交流伺服电动机的常用控制方法不包括（）A.幅值控制B.相位控制C.幅相控制D.变频控制5.交流伺服电动机为消除“自转”现象，其转子电阻应满足（）A.尽量小B.等于定子电阻C.足够大，使临界转差率sD.任意选取6.步进电动机步距角公式θb=360A.相数B.拍数C.转子齿数D.定子齿数7.测速发电机的主要功用是（）A.驱动负载B.将转速转换为电压信号C.功率放大D.能量变换8.旋转变压器的输出电压与转子转角之间呈（）A.线性关系B.正比关系C.正弦或余弦函数关系D.指数关系9.自整角机在随动系统中的典型用途是（）A.角度测量与传输B.速度测量C.力矩放大D.电压隔离10.无刷直流电动机用（）代替机械换向器。A.位置传感器与电子换向电路B.电刷与换向器C.滑环D.旋转变压器二、填空题（每空2分，共20分）1.自动控制元件按功能可分为执行元件、测量元件和____元件。2.直流伺服电动机的两种控制方式是____控制和磁场控制。3.交流伺服电动机的转子结构主要有非磁性空心杯转子、____转子和实心钢转子。4.步进电动机的静态转矩与失调角之间的关系称为____特性。5.自整角机按用途可分为控制式和____式两大类。6.测速发电机输出电压的极性反映转轴的____，输出电压的大小反映转速高低。7.旋转变压器定子上除励磁绕组外，还装有与励磁绕组正交的____绕组。8.无刷直流电动机利用____检测转子位置，并控制逆变器实现电子换向。9.直流力矩电动机能够长期在____状态下工作，输出较大力矩。10.步进电动机每接收一个脉冲信号，转子所转过的角度称为____。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述直流伺服电动机电枢控制的工作原理及机械特性表达式。M，驱动转子旋转。机械特性表达式为：n当磁通恒定时，改变Ua2.简述交流伺服电动机“自转”现象的产生原因及消除方法。3.简述三相反应式步进电动机的组成及工作原理。θ其中m为相数，ZR为转子齿数，C为状态系数（单拍C=1四、计算题（每题15分，共30分）1.一台直流伺服电动机，电枢电阻Ra=20 Ω，励磁磁通恒定。测得电枢电压U(1)电动势常数Ce(2)当负载转矩TL=0.1n故C(2)稳态运行时电磁转矩等于负载转矩：I电枢回路方程为U因此n解析：本题关键是先由理想空载条件确定CeΦ，再由负载时电枢电流求出电枢电阻压降，最后利用电枢回路电压平衡方程求转速。计算结果2.一台三相反应式步进电动机，转子齿数ZR(1)采用三相单三拍通电方式时的步距角；(2)采用三相六拍通电方式时的步距角；(3)若脉冲频率f=θ(1)三相单三拍：m=3，Zθ(2)三相六拍：m=3，Zθ(3)转速公式为n单三拍时：n三相六拍时：n解析：三相单三拍每一拍转过3∘，脉冲频率600 Hz时每秒转1800∘，即300 r参考答案与解析一、单项选择题1.答案：D解析：旋转变压器、测速发电机和自整角机均属于测量元件，步进电动机可将电脉冲信号转换为角位移，属于执行元件。2.答案：B解析：电枢控制时，励磁绕组接恒定直流电压建立固定磁场，通过改变电枢电压实现调速。3.答案：C解析：由机械特性n04.答案：D解析：交流伺服电动机依靠改变控制电压的幅值、相位或二者兼变来控制转速和转向，一般不采用变频调速方式。5.答案：C解析：增大转子电阻使单相供电时正、反转磁场产生的合成转矩在电动范围内始终为制动转矩，从而消除自转。6.答案：A解析：式中ZR为转子齿数，C为状态系数，m为相数，总拍数为m7.答案：B解析：测速发电机输出电压与转速成正比，用于速度检测和反馈。8.答案：C解析：旋转变压器感生电动势与转子转角按正弦或余弦规律变化，因此可测量角位移。9.答案：A解析：自整角机将机械转角转换为电气信号或反向转换，用于角度传输及随动系统。10.答案：A解析：无刷直流电动机利用转子位置检测信号控制逆变器实现电子换向，从而取消电刷。二、填空题1.答案：放大（或信号变换）2.答案：电枢3.答案：鼠笼式4.答案：矩角5.答案：力矩6.答案：旋转方向7.答案：交轴8.答案：位置传感器9.答案：堵转10.答案：步距角三、简答题1.答案：电枢控制时，励磁绕组加恒定励磁电压建立磁场，控制电压Ua加在电枢绕组两端。电枢电流I2.答案：原因：控制电压为零时，电机仅由励磁绕组单相供电，产生脉振磁场，可分解为两个转向相反的圆形旋转磁场。若转子电阻较小，则正、反转磁场产生的合成电磁转矩在某些转速范围内与转向相同，使得控制信号消失后电机仍继续旋转，形成“自转”。消除方法：增大转子电阻，使临界转差率sm3.答案：三相反应式步进电动机由定子、转子和控制驱动电路组成。定子有三相绕组，转子上均匀分布小齿。