国开机电一体化系统设计基础计分作业2答案

一、判断题

步进电动机的转动惯量越大,同频率下的起动转矩就越大。
步进电机的步距角决定了系统的最小位移,步距角越小,位移的控制精度越低。
迟滞是传感器的一种动态误差,是由于在传感器的正反行程中的输出输入特性曲线不重合引起的。
传感器的静态特性是特指输入量为常量时,传感器的输出与输入之间的关系。
传感器的转换元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。
传感器在使用前、使用中或修理后,必须对其主要技术指标标定或校准,以确保传感器的性能指标达到要求。
伺服电机的驱动电路就是将控制信号转换为功率信号,为电机提供电能的控制装置,也称其为变流器,它包括电压、电流、频率、波形和相数的变换。
电液伺服系统的过载能力强,在强力驱动和高精度定位时性能好,适合于重载的高加减速驱动。
对直流伺服电动机来说,其机械特性越硬越好。
脉冲分配器的作用是使步进电动机绕组的通电顺序按一定规律变化。
气压伺服系统的过载能力强,在大功率驱动和高精度定位时性能好,适合于重载的高加减速驱动。
气压式伺服驱动系统常用在定位精度较高的场合使用。
驱动部分在控制信息作用下提供动力,伺服驱动包括电动、气动、液压等各种类型的驱动装置。
数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等,它们的共同特点是利用自身的物理特征,制成直线型和圆形结构的位移传感器,输出信号都是脉冲信号,每一个脉冲代表输入的位移当量,通过计数脉冲就可以统计位移的尺寸。
通常,步进电机的最高连续工作频率远大于它的最高启动频率。
无论采用何种控制方案,系统的控制精度总是高于检测装置的精度。
选择传感器时,如果测量的目的是进行定性分析,则选用绝对量值精度高的传感器,而不宜选用重复精度高的传感器。
选择传感器时,应选用精度尽可能高的传感器。
永磁型步进电动机即使其定子绕组断电也能保持一定转矩,故具有记忆能力,可用于定位驱动。
直流伺服电动机的调速特性是电机转速与其输出转矩的关系。
直流伺服电动机的机械特性是电机转速与其控制电压的关系。
直流伺服电动机和永磁同步交流伺服电动机都可以采用PWM控制方式进行调速控制。

二、单选题

"步进电动机是通过控制(   )决定转向。
: 脉冲频率
; 电机的极对数
; 脉冲数量
; 电机绕组的通电顺序"
"步进电机在转子齿数不变的条件下,若拍数变成原来的2倍,则步距角为原来的(   )。
: 不变
; 0.25倍
; 0.5倍
; 2倍"
"步进电机转动后,其输出转矩随着工作频率增高而(   )。
: 下降
; 不变
; 其他三种情况都有可能
; 上升"
"步进电机转角的精确控制是通过控制输入脉冲的(   )来实现的。
: 通电顺序
; 数量
; 步距角
; 频率"
"采用脉宽调制进行直流电动机调速驱动时,通过改变(   )来改变电枢回路的平均电压,从而实现直流电动机的平滑调速。
: 其他参数
; 脉冲的频率
; 脉冲的宽度
; 脉冲的正负"
"伺服控制系统一般包括控制器、功率放大器、执行机构和(   )四个部分。
: 转换电路
; 换向结构
; 检测装置
; 存储电路"
"对同一种步进电机,三相单三拍的步距角是三相六拍的(   )倍。
: 3
; 0.5 
; 2 
; 1 "
"幅频特性和相频特性是模拟式传感器的(   )。
: 输出特性参数
; 静态特性指标  
; 输入特性参数
; 动态特性指标"
"光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线数为100线/mm,此光栅传感器测量分辨率是(   )mm。
: 1 
; 0.1
; 0.01   
; 0.001"
"光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线数为100线/mm,经四倍细分后,此光栅传感器测量分辨率是(   )mm。
: 0.25
; 0.0025
; 0.025 
; 2.5 "
"光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线数为100线/mm,经四倍细分后,记数脉冲为400,光栅位移是(   )mm。
: 3
; 4
; 2
; 1"
"光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线数为100线/mm,设记数脉冲为400,光栅位移是(   )mm。
: 3
; 2
; 4
; 1"
"检测装置能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和(    )。
: 逆变电路
; 控制电路  
; 转换电路
; 放大电路"
"某4极交流伺服电动机,电源频率为50Hz,当转差率为0.02时,其转速为(    )。
: 735 r/min
; 1450 r/min   
; 2940 r/min
; 1470 r/min"
"某种型号的步进电机有A、B、C三对磁极,采用(   )的顺序进行循环通电是三相双三拍通电方式。  
: AB→BC→CA
; A→ABC→B→ABC→C→ABC
; A→AB→B→BC→C→CA 
; A→B→C "
"受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称(    ) 。
: 数控机床  
; 工业机器人
; 伺服系统
; 顺序控制系统"
"下列哪个不是传感器的动特性(   )。
: 相频特性   
; 临界频率
; 幅频特性
; 分辨率"
"下列哪项指标是传感器的动特性(   )。
: 线性度
; 量程
; 灵敏度
; 幅频特性"
"以下可对交流伺服电动机进行调速的方法是( )。
: 改变电压的相位
; 改变电动机的供电频率
; 改变电动机转子绕组匝数
; 改变电压的大小"
"有一脉冲电源,通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子励磁绕组,已知转子有24个齿,步进电机的步距角是(   )。
: 2°
; 1.2°
; 1.5°
; 0.6°"
"在开环控制系统中,常用(   )做驱动元件。
: 直流伺服电动机
; 异步交流伺服电动机
; 同步交流伺服电动机
; 步进电动机"
"PWM指的是(  )。
: 可编程控制器
; 脉宽调制
; 机器人
; 计算机集成系统"

三、计算题

" 刻线为1024的增量式角编码器安装在机床的丝杠转轴上,已知丝杠的螺距为2mm,编码器在10秒内输出307200个脉冲,试求刀架的位移量和丝杠的转速分别是多少?

解:(1)刀架的位移量为(    )mm。
    (2)丝杠的转速转速为(    )转/秒。
: 300×10=3000
; 600÷10=60
; 307200÷1024÷2=150
; 307200÷1024×2=600
; 300÷10=30  
; 307200÷1024=300 
; 150×10=1500"

" 某线性位移测量仪,当被测位移由4.5mm变到5.0mm时,位移测量仪的输出电压由3.5v减至2.5v,求该仪器的灵敏度为(    )V/mm。
: _S_=_y_/_x_=2.5/5.0=0.5
; _S_=_dy_/_dx_=(2.5-3.5)/(5.0-4.5)=-2
; _S_=_dy_/_dx_=(5.0-4.5)/(3.5-2.5) =0.5
; _S_=_y_/_x_=3.5/4.5=0.778"

"某工作台采用如图所示的直流电机丝杠螺母机构驱动,已知工作台的行程_L_=250mm,丝杠导程_t_=4mm,齿轮减速比为_i_=5,要求工作台位移的测量精度为0.005mm(忽略齿轮和丝杠的传动误差)。
(1)若采用高速端测量方法,将旋转编码器安装在电机输出轴上,确定旋转编码器的每转脉冲数。
(2)若采用低速端测量方法,将传感器与丝杠的端部直接相连,_n_s=500脉冲/转的旋转编码器是否合用?

解:工作台位移的测量精度mm
(1)在高速端进行测量时,传感器的每转脉冲数_n_ =(    )脉冲/转。
(2)在低速端进行测量时,以下哪种表述正确?(    )。
: ; 传感器的每转脉冲数脉冲/转,故可知_ns_=500脉冲/转的旋转编码器合用。
; 传感器的每转脉冲数脉冲/转,故可知_ns_=500脉冲/转的旋转编码器不合用。
; ; ; 传感器的每转脉冲数脉冲/转,故可知_ns_=500脉冲/转的旋转编码器不合用。"

"如图所示的电机驱动工作台系统,其中驱动工作台运动的三相六拍步进电机,转子齿数_z_为100。滚珠丝杠的基本导程为_l_0=6mm。已知传动系统的横向(_x_向)脉冲当量_δ_为0.005mm/脉冲。试求步进电机的步距角_α_和减速齿轮的传动比_i_。

解:(1)步进电机的步距角_α_=(    )。
  (2)减速齿轮的传动比_i_=(    )。
: ; ; ; ; ; ;"
"已知某四级齿轮传动系统,各齿轮的转角误差为Δ_φ_1=Δ_φ_2_=_…_=_Δ_φ_8=0.004弧度,各级减速比相同,即_i_1 = _i_2 =_ i_3= _i_4 =3,求该系统的最大转角误差Δ_φ_max=(    )弧度。
: ; ;"

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