哈工大-测控电机第二次作业

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哈工大_测试技术与仪器_大作业_传感器的综合应用

哈尔滨工业大学测试技术与仪器大作业二——传感器的综合应用姓名：学号：10908104xx班级：0908104学院：机电学院专业：机械设计制造及其自动化日期：2011.6.23录*设计指导书 (3)一、厚度检测 (3)1、光强位移传感器测量厚度原理 (3)2、方案分析 (3)3、元器件选择 (3)二、计数器 (5)1、计数器 (5)2、设计方案 (5)3、系统组成 (5)参考文献 (8)*设计指导书：题目：如图所示的工件，根据图中所示测量要求（1）选用适合的传感器（需要分析其工作原理），并提供实际产品型号（最好有产品照片）、选型参数；（2）设计相应的测量方案，要求为计算机控制的测试系统；（3）绘制方案示意图；（4）绘制测量装置系统框图。

（5）如图所示工件，在生产线的30°滑道上自上而下滑落，要求在滑动过程中检测工件厚度，并且计数。

图中4mm尺寸公差带为10μm。

一、厚度检测1、光强位移传感器测量厚度原理：通过传感器接收受到光强随传感器探头到反光面距离的改变而变化，经光电变换器件转变为直流电压或电流信号后由电路输出。

该仪器受到,α，ε,η,Ζ），σ为反的电压为U=f（σ,Ι光表面的反射率；Ι为电源发光强度；α为光电转换效率；ε为电路增益；η为光路效率；Ζ为,反射面到传感器探头端口的距离。

假设当σ,Ια，ε,η,Ζ一定时，电压就是Z的函数。

2、方案分析该方案实现测量结果的前提依赖于其传感器在线性度、重复性、滞缓、灵敏度、分辨力、静态误差、稳定性、漂移等。

3、元器件选择①芯片avrmega16l选择avr作为MCU处理的芯片具有比89c51有如下几个优点，工作电压范围为2.7~6.0V，电源抗干扰性能强；片内集成16位指令的程序存储器，总线采用哈佛结构，程序存储器和数据存储器分开组织和寻址；采用CMOS工艺技术，精简指令RISC结构，用32个通用工作寄存器代替了累加器，具有较高的MIPS/MHZ 的能力，具有高速度，低功耗，休眠功能，指令执行速度可达50ns；自带8路复用的单端输入通道的AD转换，具有10位精度，65~260微妙的转换时间，7路差分输入通道，具有可选的2.56VADC的参考电压，连续转换或单次转换模式，ADC转换结束中断。

电机学课后习题(哈工大版)

目录第二章变压器 (2)第三章直流电机的稳态分析 (13)第四章交流绕组及其电动势和磁动势 (17)第五章感应电机的稳态分析 (31)第九章旋转电机分析的一般方法 (35)第十一章同步电机的动态分析 (36)第一部分电机的基本原理和稳态分析第二章变压器2-1．什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时主磁通的大小取决于哪些因素？答：主磁通：同时交链一次、二次绕组的磁通；漏磁通：只交链一次或二次绕组的磁通。

空载主磁通的大小取决于一次电压；负载主磁通的大小取决于二次电压。

2-2．答：f 由50Z H 变为60Z H ，额定电压不变，激磁电流m I 变为原来的65铁耗Fe P 约为原来的3.1)65(；漏抗为原来的56。

2-3．答：归算的目的是为了简化定量计算和得出变压器一次、二次侧有电的联系的等效电路。

归算的实质是在功率和磁动势保持不变的条件下对绕组的电压和电流所进行的一种线性变换。

2-4．答：T 形等效电路中各参数意义：σ11,X R 为一次侧绕组的电阻和漏抗；m m X R ,为激磁电阻和电抗；σ2'2',X R 为二次绕组折算到一次侧的电阻和漏抗。

2-5．答：一次电压、电流功率和损耗均为实际值；二次电压、电流为折算值。

2-6．答：励磁阻抗可由空载试验来测得，0I U Z N m ≈,0I 为空载额定电压时测得的激磁电流。

另外，激磁电阻为：200I P R m ≈，励磁电抗22m m m R Z x -=，0P 为空载损耗。

等效漏阻抗可由短路试验测得：短路阻抗kN k k U I UZ ,≈为短路额定电流时外加电压值。

短路电阻为K NK K P I PR ,2≈为短路试验在额定电流时测得的输入功率，则短路电抗为22K KK R Z x -=；用电流桥测出一、二次绕组直流电阻21,r r ，由方程组：⎪⎩⎪⎨⎧=+='2'211'21r R r R R R R K 可求得1R 和'2R ，漏抗分离可假设：2'21K x x x ==从而求得一、二次侧的等效漏阻抗。

哈工大机电学院本科生综合课程设计2：最后附两张cad大图,一份完整的装配图

目录第一章总体方案设计 (2)1.1任务设计书及指标 (2)1.1.1设计任务书 (2)1.1.2主要技术指标 (2)1.2总体方案确定 (2)1.2.1方案确定思想 (2)1.2.2方案对比分子与确定 (3)第二章机械系统设计 (3)2.1竖直坐标工作台外形尺寸及重量估计 (5)2.2竖直导轨参数确定 (7)2.3滚珠丝杠计算和选择 (7)2.3.1 滚珠丝杠强度计算 (8)2.3.2 滚珠丝杠传动效率计算 (8)2.4伺服电机的计算与选取 (8)2.4.1 等效转动惯量的计算 (11)2.4.2 伺服电机等效负载转矩的计算 (11)2.4.3 伺服电机的选型 (12)2.5 联轴器的选用 (13)参考文献 (13)第一章总体方案设计1.1任务设计书及指标1.1.1设计任务书题目：两维工作台（步进电机+滚珠丝杠+Y 向可加减速器方案）结构设计任务：本项目要求的两维工作台为竖直平面内的X-Y 工作台，其中Y 向为竖直，X 向为水平，电动工作方式。

1.1.2主要技术指标1）工作台台面尺寸：X 向200mm ，Y 向200mm ，台面要求沿均匀布置同心圆上分布圆间隔30mm 的M6螺孔（螺孔深度不小于15mm ），中心须有20mm 定心圆孔。

2）工作台承载：载荷重量50Kg 。

3）行程要求：X 向500mm ，Y 向1000mm 。

4）位置定位精度：X 向0.1mm ，Y 向0.05mm 。

5）最大运动精度：X 向0.1m/s ，Y 向0.2m/s 。

1.2总体方案确定根据设计任务书的要求确定总体方案。

1.2.1方案确定思想两坐标数控工作台台体设计主要分为机械系统部件和台体上的测控部件。

机械系统部件又分为导轨组成，传动组成，减速装置等；测控部件又分为伺服电机，检测及反馈元件等等。

1) 工作台型号为HXY-2020； 2) 行程要求X=200mm ，Y=200mm ；3) 工作台面尺寸为C ×B ×H=270×250×18； 4) 底座外形尺寸为C ×B ×H=1000×25×840； 5) 工作台最大长度为1000mm ； 6) 工作台负载重量为N=500N ；7) 工作台最快移动速度max max 0.2/;x y v v m s ==8)X,Y方向的定位精度为0.05mm；9)工作台负载小，运动灵敏度高，低速；10)定位精度高；11)考虑到结构稳定，安全，建议基座和滑台采用铸造工艺。

电机拖动作业-哈工大

图 4 三相桥式 PWM 逆变器的双极性 SPWM 波形
1.2 SVPWM 原理
电压空间矢量 PWM(SVPWM)的出发点与 SPWM 不同， SPWM 调制是从三相交流电源出发，其着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源。而 SVPWM 是将逆变器和电动机看
成一个整体，用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量，建立逆变器功率器件的开关状态，并依据电机磁链和电压的关系，从而实现对电动机恒磁通变压变频调速。若忽略定子电阻压降，当定子绕组施加理想的正弦电压时，由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量，故气隙磁通以恒定的角速度旋转，轨迹为圆形。 SVPWM 比 SPWM 的电压利用率高，这是两者最大的区别，但两者并不是孤立的调制方式，典型的 SVPWM 是一种在 SPWM 的相调制波中加入了零序分量后进行规则采样得到的结果，因此 SVPWM 有对应 SPWM 的形式。反之，一些性能优越的 SPWM 方式也可以找到对应的 SVPWM 算法，所以两者在谐波的大致方向上是一致的，只不过 SPWM 易于硬件电路实现，而 SVPWM 更适合于数字化控制系统。 SVPWM 运用电压平均值等效原理，在每个调制周期内，根据给定电压矢量所处的扇区，通过控制该扇区两个有效工作电压矢量作用时间的长短，来合成该给定电压矢量，剩余时间由零电压矢量作用。三相电压源型逆变器电动机系统如图 5 所示。
图 2 对称规则采样法
设正弦调制信号波为 u r a sin r t ，式中，a 称为调制度，0≤a<1；r 为正弦信号波角频率，从图中可得如下关系式
1 a sin r tD 2 /2 Tc / 2
因此可得脉宽时间为

Tc (1 a sin r tD ) 2

机械工程测试技术基础大作业哈工大

哈尔滨工业大学·机电工程学院机械工程测试技术基础Ⅰ课程大作业设计人：段泽军学号：10院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：1208108：目录目录................................................................................ 错误!未定义书签。

题目一：信号的分析与系统特性 ............................... 错误!未定义书签。

机械工程测试技术基础课程大作业任务书............................................... 错误!未定义书签。

一，方波信号的数学表达式......................................................................... 错误!未定义书签。

1，方波信号的时域表达式 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

2，时域信号的傅里叶变换 ........................................................................................ 错误!未定义书签。

二，频率成分分布情况................................................................................. 错误!未定义书签。

三，系统分析................................................................................................. 错误!未定义书签。

哈工大机电控制系统大作业二

1. 设计题目
设一由环形分配器、驱动电路和四相反应式步进电机组成的开环控制系统，试设计该系统的环形分配器，实现以下功能。

（1）步进电机组成的开环控制系统具有上电复位和手动复位功能；
（2）步进电机组成的开环控制系统具有正反转控制功能；
2. 设计说明书
（1）画出四相八拍反应式步进电机励磁状态转换表；
正转：A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A
（2）确定复位状态；
以初始状态为复位状态：ABCD----1000。

（3）设计上电复位和手动复位电路，设置手动复位开关；
如图所示，采用D触发器控制ABCD状态。

上电瞬间，电容可视为短路，控制A端口的D触发器R=0，S=1，使A输出为1，控制B、C、D端口的D触发器R=1，S=0，B、C、D端输出为0，从而使ABCD=1000。

同样，当按下开关J1，同样使4个D触发器状态同上电瞬间，也使ABCD=1000。

此电路实现了上电复位和手动复位。

（4）通过卡诺图或布尔代数化简，写出各项的逻辑表达式；
'TCD TAB T A CD ∙∙= 'B TAB TCD TCD =∙∙
'C ：
'C TAB TAB TCD =∙∙ 'D TCD TAB TAB =∙∙。

（5）作逻辑图；。

哈工大机械工程测试大作业二--传感器综合运用

(1)
图 2 内锥计算方法
所以测量如图 1 所示工件的内孔锥度的思路为测量在一段轴线距离上两端点的孔径值，故需要位移测量传感器，பைடு நூலகம்方案选用压力式气动测量方法（图 3）。而本方案要求为计算机控制的测试系统，所以还需要将气压信号转化为电信号，故还需要一个压力传感器。
1
图 3 气动测量圆锥孔示意图
3
表 2 气压传感器型号及规格
传感器气压传感器
型号郎恩 PT100
压力范围 0~0.2MPa
精度 ±0.5%F.S
输出信号 0~5V
响应时间 10ms
图 7 郎恩气压传感器 PT100
3.
测量方案
根据要求，本方案为计算机控制的测试系统，即数字化气动测量系统，它包括气动测量、气电转换、数据采集和计算机处理等部分。 1）气动测量差压式气动测量气路原理图如图 4 所示。测量回路又由两个背压回路组成，测量时两个背压回路处于相同的环境压力和温度下，使外界环境（压力、温度和湿度等）对测量的影响降到最小，测量精度高、稳定性好。 2）气电转换气电转换原理图如图 8 所示。本子系统包含压电传感器、信号放大器以及模数转换器。
气电转换信号放大
图 8 气电转换原理图
模数转换
3）数据采集数字信号的采集采用 PCI-8335B 数采卡。PCI-8335B 卡适用于提供了 PCI 总线插槽的 PC 系列微机，具有即插即用（PnP）的功能。其操作系统可选用目前流行的 Windows 系列、高稳定性的 Unix 等多种操作系统以及专业数据采集分析系统 LabVIEW 等软件环境。在硬件的安装上也非常简单，使用时只需将接口卡插入机内任何一个 PCI 总线插槽中并用螺丝固定，信号电缆从机箱外部直接接入。 PCI-8335B 卡安装使用简便、功能齐全。其 A/D 转换启动方式有程控频率触发、程控单步触发。A/D 转换后的数据结果通过先进先出存储器（FIFO）缓存后由 PCI 总线读出。 4）计算机处理基于本方案要求，选择中断方式来完成对数据采集卡编程。中泰 PCI-8335B 数采卡设备驱动程序支持 Visual C++，可以通过编程实现对本方案测量仪器的控制与监测。

哈工大机电液系统测试技术大作业电液伺服阀性能测试

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机电液系统实验测试技术大作业（二）设计方案：电液伺服阀性能测试系统学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：姓名：指导老师：时间：哈尔滨工业大学目录前言 (2)系统组成及功能 (2)电液伺服阀测试系统原理 (2)电液伺服阀特性测试 (3)静态测试 (3)动态测试 (9)传感器选型 (10)体会与心得 (10)参考文献 (11)1.前言电液控制伺服阀简称伺服阀,相对于普通液压系统中的常规阀来说,伺服阀是一种高级的、精密的液压元件。

伺服阀既是信号转换元件,又是功率放大元件。

在电液伺服控制系统中,伺服阀将系统的电气部分与液压部分连接起来,实现电液信号的转换与放大,对液压执行元件进行控制,具有控制精度高、响应速度快、信号处理灵活、输出功率大和结构紧凑等优点。

为了更好地利用电液伺服阀,必须对它进行充分的实验。

2.系统组成及功能电液伺服阀测试系统主要由泵站系统、测试台、计算机测控系统等组成。

小泵额定压力为21 MPa,流量10 L/min;大泵额定压力为7 MPa,流量90 L/min。

测试台设计成两个工位,即电液伺服阀静态测试工位和动态测试工位。

测控系统主要包括:电源开关电路、信号调理器、Avant测试分析仪、控制软件(液压CAT控制测试软件)和计算机系统。

测控系统实施对液压能源、液压测试台的控制,实现对电液伺服阀某项或多项液压参数测试的油路转换,同时采集各项所需的液压参数,经软件处理获得符合电液伺服阀试验规范要求的曲线、数据、报表等。

实现了对电液伺服阀的动、静态特性的实时显示及描绘,并自动进行相关数据分析和处理。

3.电液伺服阀测试系统原理电液伺服阀测试系统原理图如图1所示。

4.电液伺服阀特性测试4.1静态测试测试系统示意图如图2：图2 静态实验装置典型回路（1）空载流量特性测试用下列实验步骤测出输入电流与负载压降的变化关系，从而绘制空载流量特性曲线。

哈工大电机学教材答案

第一章磁路1-1磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为R =1，单位：兀匕1-2铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。

经验公式P h二C h fB；V。

与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。

经验公式p h' c Fe f 1.3B：G。

与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。

1-3图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000,铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm的DR320硅钢片叠成），叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算：（1）中间心柱的磁通为7.5 10上Wb，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流；（2）考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。

解：寫磁路左右对称.可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况：铁心、气隙截面 A =A. = 0.025 1.25 10 - 0.93m2=2.9 10 - m2（考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数）气隙长度丨乂 = 2: =5 10 ^m铁心长度丨二7.5-1.25 卜 2 • 5 -1.25 -0.025 2cm =12.45 10 ^m①7 5汉10 °铁心、气隙中的磁感应强度 B = B 厂T =1.29T°2A 2X2.9 況10（1）不计铁心中的磁位降：B r 1 29气隙磁场强度H 7Am=1.0106A「m°血4兀心0='6 4磁势F| =F . = H .丨.=1.0 10 5 10 A =500 AF I电流I = 0.5 AN（2）考虑铁心中的磁位降：铁心中B =1.29T 查表可知：H =700 A m铁心磁位降F Fe=H 丨=700 12.45 10，A=87.15AF] =F • F Fe=500 A 87 .15 A =587 .15 AF|0.59 AN1-4图示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流1.5A，线圈B为50匝，通入电流1A，铁心截面积均匀，求PQ 两点间的磁位降。

哈工大机电控制技术大作业1

《机电控制技术》课程大作业一基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：1108110学号：**********姓名：***2013-06-17设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为：设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为：额定功率200W ；额定电压48V ；额定电流4A ；额定转速n=500r/min ；电枢回路总电阻R=0.8Ω；(本次选为8Ω）允许电流过载倍数λ=2；电势系数=e C 0.04Vmin/r ；电磁时间常数=L T 0.008s ；机电时间常数=m T 0.5；电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ；转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ；要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==**im nm U U 10V ；两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ；放大倍数=s K 4.8。

试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差；电流超调量≤i σ5%；空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%；过渡过程时间=s t 0.5 s 。

1.计算电流和转速反馈系数电流反馈系数：）（A V I U nom im /25.14210*=⨯==λβ 转速反馈系数：)/min (02.050010*r V n U nom nm ===α2.电流环的动态校正过程和设计结果 2.1确定时间常数由题给电流反馈滤波时间常数s ms T oi 0002.02.0==，调制周期s f T s 0001.010114===，按电流环小时间常数的近似处理方法，有s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑2.2选择电流调节器结构电流环可按Ⅰ型系统进行设计。

第3章《测控仪器设计》2013（哈工大）

第三章测控仪器总体设计总体设计是战略性的、方向性的、全局性具体是指在进行仪器具体设计以前，从仪器自身的功能、技术指标、检测与控制系统框架及仪器应用的环境和条件等总体角度出发，对仪器设计中的全局问题进行全面的设想和规划。

仪器总体设计的最终评估，是以其所能达到的经济指标与技术指标来衡量，精度与可靠性指标是测控仪器设计的核心问题。

总体设计要考虑哪些主要问题？总体设计要考虑的主要问题有：1.设计任务分析2.创新性构思（所能达到的新功能，所实现的新方法，所反映出的新技术，新理论等）3.测控仪器若干设计原则的考虑4.测控仪器若干设计原理的斟酌5.测控仪器工作原理的选择和系统设计6.测控系统主要结构参数与技术指标的确定7.仪器总体的造型规划第一节设计任务分析与创新性设计一、设计任务分析了解被测控参数的特点了解测控参数载体(测控对象)的特点了解仪器的使用条件了解仪器的功能要求了解仪器国内外同类产品或相关产品的类型、原理、技术水平及特点了解加工工艺水平及关键元器件销售情况二、创新点的构思CCD摄像机采集被测刀具图像，将刀尖到影屏上，采用目视测量时，计算机影屏上的十字线自动创新设计的诀窍在于①充分依靠现代网络信息资源有针对性的检索相关资料，补充掌握不足的信息来达到创新构思。

②在设计的整个过程中采用集多人智慧，互相启发来寻求解决问题的途径；也可通过有针对性、有系统地提问来激发智慧，寻找解决办法③通过对现有产品的观察，优缺点分析，或采用数学建模，或采用系统分析及形态学矩阵的理论分析方法寻求各种解决办法。

第二节测控仪器设计原则一、阿贝原则（Abbe law）及其扩展对线值尺寸测量仪器所提出指导性原则表述：为使量仪能给出正确测量结果，必须将仪器的读数刻线尺安放在被测尺寸线的延长线上。

或者说，被测零件的尺寸线和仪器的基准线（刻线尺）应顺序排成一条直线。

仪器，应符合图3-1所示的安排。

仪器的标准刻线尺与被测件的直径共线。

举例说明阿贝原则图3—1 遵守阿贝原则的测量1-导轨2-指示器3-标准线纹尺4-被测件5-工作台导轨间隙造成运动中的摆角，由于标准刻线尺与被测件的直径不共线而带来测量误差误差和倾角φ成一次方关系，习惯上称为一次误差用千分尺测量工件的直径。

哈工大自动控制原理大作业

自动控制原理大作业（设计任务书）：院系：班级：学号：5. 参考图 5 所示的系统。

试设计一个滞后-超前校正装置，使得稳态速度误差常数为20 秒-1，相位裕度为60度，幅值裕度不小于8 分贝。

利用MATLAB 画出已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。

+一．人工设计过程1.计算数据确定校正装置传递函数为满足设计要求，这里将超前滞后装置的形式选为)1)(()1)(1()(2121T s T s T s T s K s G cc ββ++++= 于是，校正后系统的开环传递函数为)()(s G s G c 。

这样就有)5)(1()(lim )()(lim 00++==→→s s s K s sG s G s sG K c c s c s v 205==cK所以100=c K这里我们令100=K ，1=c K ，则为校正系统开环传函)5)(1(100)(++=s s s s G首先绘制未校正系统的Bode 图由图1可知，增益已调整但尚校正的系统的相角裕度为︒23.6504-，这表明系统是不稳定的。

超前滞后校正装置设计的下一步是选择一个新的增益穿越频率。

由)(ωj G 的相角曲线可知，相角穿越频率为2rad/s ，将新的增益穿越频率仍选为2rad/s ，但要求2=ωrad/s 处的超前相角为︒60。

单个超前滞后装置能够轻易提供这一超前角。

一旦选定增益频率为2rad/s ，就可以确定超前滞后校正装置中的相角滞后部分的转角频率。

将转角频率2/1T =ω选得低于新的增益穿越频率1个十倍频程，即选择2.0=ωrad/s 。

要获得另一个转角频率)/(12T βω=，需要知道β的数值，对于超前校正，最大的超前相角m φ由下式确定11sin +-=ββφm 因此选)79.64(20==m φβ，那么，对应校正装置相角滞后部分的极点的转角频率为)/(12T βω=就是01.0=ω，于是，超前滞后校正装置的相角滞后部分的传函为1100152001.02.0++=++s s s s 相角超前部分：由图1知dB j G 10|)4.2(|=。

哈工大机械的测试技术基础大作业的2传感器综合的运用

"测试技术"课程大作业2作业题目：传感器综合运用学生姓名：评阅教师作业成绩2015年春季学期传感器综合运用一、设计题目如图所示工件，在生产线的30°滑道上自上而下滑落，要求在滑动过程中检测工件厚度，并且计数。

图中4mm尺寸公差带为10μm。

图1.测量工件二、厚度检测传感器的选择电容传感器是把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。

它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。

其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器（见图）。

若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εA/δ，式中ε为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。

δ、A、ε三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。

因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。

极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。

面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。

介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。

与电阻式或电感式传感器相比，电容传感器具有四大优点:(l)分辨力高，常用于精密测量;(2)动态响应速度快，可以直接用于某些生产线上的动态测量;(3)从信号源取得的能量少，有利于发挥其测量精度;(4)机械结构简单，易于实现非接触式测量。

因此电容传感器在精密测量中占有重要的地位。

此外，电容器传感器还具有结构简单,价格便宜，灵敏度高，零磁滞，真空兼容，过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等优点。

因此，在本题中选择电容传感器作为厚度检测传感器。

三、电容传感器的检测原理电容式传感器可分为面积变化型、极距变化型、介质变化型三类，下面将分述其检测原理。

1、面积变化型电容传感器这一类传感器输出特性是线性的，灵敏度是常数。

这一类传感器多用于检测直线位移、角位移、尺寸等参量。

测量装置如图2所示。

哈尔滨工业大学——09年电机学试题分析(官方)

考试命题、考试成绩系别
电气工程
教研室
电机
参加命题教师
李勇，尚静，寇宝泉等
考试日期
2010.01.14
命题符合教学大纲的情况
（包括难易程度、
区分度）
考试命题以突出基本概念为主，主要考核学生们的应知应会内容，主要部分符合教学大纲要求。从试题内容上看，覆盖了变压器、直流电机、感应电机和交流绕组等各部分，没有超范围内容；从题型上看，有选择、填空、简答、计算等各种方式。没有超范围的特难题。另外，今年新增加了一种概念解释题，主要考核学生们对一些基本概念的熟悉和理解程度。
试题结构
覆盖面%
基本题%
较难题%
难题%
客观性试题分数
85%
94%
72
20%
8%
主观性试题分数
15%
考试班级
0706103
成绩分布
不及格
60~69
70~79
80~89
90~100
最高分学生
1
5
7
13
9
成绩
96
总人数
平均分
优秀率%
不及格率
最低分
姓名
方茂益
35
82
54
班级
考试结果分析及存在的主要问题
考试结果分布基本正常，平时认真听讲、作业认真、课堂发言踊跃的同学们基本上都取得了好成绩。另外，卷面分数有些偏高，主要是基本类型题同学们可能已经比较熟悉，选择类型题还应该适当减少比例。
需要改进的方面
（1）可以增加作图题
（2）题型还需要改革
课程负责
李勇
教研主任
李勇
系主任
存档日期
累加式考试成绩权重：试卷：80%，作业及平时：20%。

哈工大电信学院移动通信第二次作业

第四章调制技术4.1 设发送的二进制信息为1011001，分别画出OOK 、2FSK 、2PSK 及2DPSK 信号的波形示意图，并注意观察其时间波形上各有什么特点。

4.3 QPSK 、OQPSK 与-QPSK 调制方式的各自优缺点是什么？在衰落信道中一般选用哪种调制方式更合适？为什么？答：（1）QPSK 、DQPSK 、π/4-QPSK 的优缺点：优点：QPSK ：具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性能，同时在电路中容易实现；DQPSK ：最多只能有90度相位的跳变，相位跳变较小，旁瓣的幅度较小一些，而且没有包络零点。

缺点是；π/4-QPSK ：具有能够非相干解调的优点，在多径衰落信道中比QPSK 性能好，比QPSK 具有很好的恒包络性质，但是不如OQPSK 。

既能够非相干解调，又能够非相干解调，也可以非线性放大，可得到高效率的功放。

并且多径衰落信道中比QPSK 性能更好，是适于数字移动通信系统的调制方式之一。

缺点：QPSK ：有相位模糊问题，在其码元交替处的载波相位突变，产生的180°的载波跃变会使调相波的包络上出现零点，引起较大的包络起伏，其功率将产生很强的旁瓣分量。

DQPSK: 没有实现相位跳变的连续变化，且信号的动态范围较小。

π/4-QPSK ：是最大相位跳变为135°，恒包络特性不如OQPSK 。

（2）在衰落信道中一般采用π/4-QPSK 的调制方式更合适，因为多径衰落使得相干检测十分困难，从而采用差分检测，在差分检测中，OQPSK 性能较QPSK 差，为OOK2 F SK 2 D PSK2 P SK了兼顾频带效率高，包络幅度小和能采用差分检测，从而选择π/4-QPSK。

4.4 QPSK、OQPSK与-QPSK信号相位跳变在型号星座图上的路径有什么不同？答：(1).QPSK的星座图过原点，相邻码元间转变的相移路径的相位变化为90°或180°，如从（1,1）变到（0,1），相移路径从(1,1)点旋转90°到(0,1)点；从（1,1）变到（0,0），相移路径(1,1)点旋转180°到00点。

哈工大数控技术大作业

《数控技术》课程（2013）大作业院（系）机电工程学院专业机械制造及其自动化姓名Guobs学号1100800班号1008任课教师完成日期2013.5.2哈尔滨工业大学机电工程学院2013年5月说明一、大作业应包括下列主要内容：1.目录；2.题目1的要求（精简版）与报告；3.题目2的要求（精简版）与报告；4.题目3的要求（精简版）与报告；5.其他内容二、注意事项：1. 报告可以打印，也可以手写，手写的请扫描后粘贴入word文件中，形成电子文档；2. 调研部分，不要为了凑字数，而撰写大量无关内容。

字数不重要，重要的是对调研内容的自我总结；3. 在大作业的最后，如果愿意，可以谈一下对课程的感受和建议；4. 报告的电子版请以班级为单位，刻录在光盘中交给任课教师。

三、报告请用A4纸双面打印，左侧装订，统一交给任课教师，以备检查。

四、此说明页请勿删除。

目录作业一：调研报告——数控系统的国内外发展及应用现状一、引言 (1)二、数控系统的发展过程和趋势 (1)（一）数控系统的发展过程 (1)（二）数控系统的发展趋势 (2)三、国内外数控系统功能介绍与应用分析 (4)（一）国内数控系统 (4)（二）国外数控系统 (5)四、国内数控系统与国外数控系统的比较及存在的差距 (7)（一）国外数控系统现状 (7)（二）国内数控系统现状 (8)（三）国内数控系统与国外数控系统存在的差距 (8)五、小结 (9)六、参考文献 (9)作业二：加工中心零件加工编程一、目的和要求 (10)二、数控机床设备 (10)三、加工工艺制订 (11)（一）加工零件 (11)（二）工艺分析 (11)四、要完成的程序编写任务 (13)五、加工工件和坐标系 (13)六、加工程序 (14)作业三：典型曲线数字积分法插补方法一、目的 (16)二、要求 (16)三、DDA法椭圆插补 (16)（一）DDA法椭圆插补积分表达式 (16)（二）DDA法椭圆插补的步骤 (17)（三）插补器的结构框图 (18)（四）DDA法椭圆插补的终点判别 (18)四、DDA法椭圆插补实例 (19)调研报告——数控系统的国内外发展及应用现状机电工程学院：郭本生学号：1100800117摘要：数控系统是现代制造技术的基础，应用十分广泛，它使普通机械被数控机械所代替，全球制造业发生了根本性变化。

2014年黑龙江省继续教育哈工大电气工程专业课作业二

黑龙江省2014年度专业技术人员继续教育知识更新培训电气工程专业课程作业二16、简述Boost 斩波器工作原理答：Boost 斩波器是常用的DC/DC 升压斩波器，其拓扑如图3-1所示。

图3-1中，()in U t 表示输入电压，o U 表示输出电压，o R 为负载。

采用不同的占空比控制开关S ，便可以控制输出电压。

图3-1 Boost 电路拓扑当开关S 开通或关断时，对应的电路如图3-2所示。

下面在以下两个假设满足的条件下进行分析：1）Boost 斩波器工作在连续导通模式；2）开关频率远大于输人电压频率，这样in U 在一个开关周期内可以认为是恒定的。

在以上两个条件下，参考文献4中推导出了第k 个开关周期的占空比，如式 (3-1)所示。

()()()()ref ref ref in s ref ref 1L i k i k U U k T d k U U +-⎡⎤⎣⎦-=+ （3-1）式中，s T 是开关频率；()in U k 是第k 个开关周期时的输入电压。

当电路工作进入PFC 状态后，电感电流就会跟踪参考电流ref i ，参考电流正比于整流输人电压。

同时，输出电压应该跟踪参考电压ref U 。

图3-2 Boost 斩波器电路17、给出固定关断时间控制的PFC 预调整器模块图和与之对应的工作时序图答：图3-3 固定开关时间控制的PFC 预调整器模块图图3-4 工作时序及相关波形18、结合电路图，说明固定关断时间控制的原理。

答：图3-3所示为固定关断时间控制的PFC 预调整器模块图。

图3-4为与之对应的工作时序。

误差放大器（V A)将预调整器输出电压out U 的采样与参考电压ref U 进行比较并且产生一个误差信号c U 。

c U 正比于两者之差，反馈到乘法器的一个人口，并与整流输人电压mult U 的采样相乘。

乘法器的输出口是一个经过整流的正弦波scref U ，幅值正比于mult U 和c U 的幅值，它是PWM 的正弦参考电压。

哈工大历年电机学试卷及答案

哈工大2007年秋季学期电机学I 试题题号一二三四卷面成绩平时成绩实验成绩总分分数评卷人一. 填空题(每题2分，共10分)1．直流电动机常用的调速方法有：控制和控制。

2．变压器负载运行时，次电流的大小决定着次电流的大小。

3．削弱齿谐波电动势的方法有、以及其它措施。

4．单相绕组的磁动势是磁动势；对称三相绕组的磁动势为磁动势。

5．三相感应电动机的调速方法有：改变转差率调速、调速、调速。

第1 页（共7 页）班、学号姓名本题得分二. 选择题(每题2分，共20分，直接填在括号内。

)1. 直流电机电刷处在几何中性线上，当磁路不饱和时的电枢反应是( )A.交轴电枢反应B.直轴去磁C.交磁和直轴去磁D.直轴加磁2. 若他励直流发电机额定点时转速升高20%，则空载时发电机的端电压将升高( )A.小于20%B.20%C.大于20%D.40%3. 有一台两极绕线式感应电动机要想把转速调高，采取下列哪一种调速方法是可行的( )A.变极调速B.转子中串入电阻C.变频调速4. 一台直流发电机，其电枢绕组内的电流为( )A.直流电流B.交流电流C.正弦电流5. 设感应电动机定子旋转磁动势的转速为n1, 转子电流产生的旋转磁动势相对定子的转速为n2, 则( )A. n2＞n1B. n2＜n1C. n2＝n16. 当采用短距绕组同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波磁势，下列那一种绕组是我们应该选用的( )A.绕组跨距为（4/5）τB.绕组跨距为（6/7）τC.绕组跨距为（5/6）τ7. 欲使变压器的ΔU =0，那么负载性质应为( )A.电阻电感性负载B.纯电阻负载C.纯感性负载D.电阻电容性负载8. 变压器制造时，硅钢片接缝变大，那么此台变压器的励磁电流将（）A.减小B.不变C.增大D.不确定9. 深槽和双笼感应电机的共同特点是( )A.改善运行特性B.改善起动特性C.提高效率10. 变压器一次侧阻抗为1Z ，二次侧阻抗为2Z ，变比为12()a a N N =，则折算到二次侧的等效阻抗为( ) A.2121Z Z a + B.2211Z aZ + C.212Z Z a + D.221Z a Z +三、论述及画图题(每题4分，共20分)1．试简述抑制谐波电动势中一般高次谐波的方法。

各门课程课后答案

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哈工大专业课程作业二

专业课程作业二4、某一调速系统，测得的最高转速特性为 nO max = 1500r / min ，最低转速特性为nO min = 150r / min ，带额定负载时的速度降落 nN = 15r / min ，且在不同转速下额定速降 nN 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：调速范围1115150151500min 0max 0min max =--=∆-∆-==N N n n n n n n D 系统允许的静差率%1015015min 0==∆=n n s 5、某闭环调速系统的开环放大倍数为 15 时，额定负载下电动机的速降为 8r/min ，如果将开环放大倍数提高到 30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍?解min /13.4813011511/1/11;;30;1512121221221121r n K K n n n K K n n K n K K K cl cl cl cl cl cl =⨯++=∆++=∆∆∆=++∆∆→∆→==）（）则（成反比，与开环放大倍数加同样负载扰动的条件下同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比94.11151********≈++=++=K K D D cl cl 6、转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？答：转速单闭环调速系统有以下三个基本特点：①只用比例放大器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。

②反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。

扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之一。

③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。

改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。