《伺服电机及伺服系统》习题

《伺服电机及伺服系统》

习题集

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数控设备应用与维护教研室

2012-3-31

第一单元控制理论基础

1、什么是自动控制系统？

2、根据系统有无反馈检测装置，将系统分为控制系统和控制系统。

3、一般控制系统由、、、、

等几部分组成。

4、画出室内空调系统的电气控制组成框图。

5、按照给定值的变化规律，将控制系统分为控制系统、控制系统、控制系统。

6、一般控制系统应该满足、、三方面的基本要求。

7、控制系统的性能指标包含指标和指标。

8、和反映了系统稳定性方面的要求，反映系统快速性方面的要求的指标是，反映系统准确性方面要求的指标是。

9、数控机床伺服系统是一个、双闭环系统，内环是，外环是。

10、按照在数控机床中的功能和作用，将伺服驱动系统分为和。

11、什么是数控机床的开环系统？什么是数控机床的闭环系统？什么是数控机床的半闭环系统？比较各自的特点。

12、什么是控制系统的数学模型？

13、什么是传递函数？

14、常见典型环节有哪些？写出各自的传递函数。

15、为什么反馈控制系统可以抑制干扰？

16、干扰信号对系统的影响与哪些环节有关？

17、P、I、D分别表示什么控制规律？写出各自的传递函数。

18、P、I、D各控制规律分别有什么特点？

19、P、I、D三种控制规律通常使用中有哪些组合？各自用在什么场合？

第二单元步进驱动系统

1、若一台BF系列四相步进电机，步距角为3.6°/1.8°，试问：

（1）3.6°/1.8°表示什么意思？

（2）转子的齿数是多少？

（3）写出四相八拍运行方式的通电顺序

（4）若脉冲的频率为500Hz,电机每分钟的转速是多少？

（5）若该电机控制工作台滚珠丝杠的螺距为10mm，传动比为1，计算机床的脉冲当量是多少？频率脉冲为500Hz时，工作台移动的速度是多少？

2、步进电机连续运行时，为什么频率越高，电动机所能带动的负载越小？

3、步进电机启动频率与连续运行频率比较，哪个值更大？为什么？

4、步进驱动器主要完成什么任务？

5、步进驱动器的细分有什么作用？

6、画出用步进电机控制工作台的电气控制系统框图。

第三部分数控机床主轴驱动系统1、数控机床对主轴驱动有什么要求？

2、调速系统需要完成哪些任务？

3、调速系统有哪些抗干扰指标？有哪些跟随性指标？

3、什么是调速范围？什么是调速系统的静差率？它们之间有什么关系？

4、直流电动机有哪些调速方法？我们常用哪种调速方法？

5、某调速系统的调速范围是1500-150rpm，要求s=3%,系统允许是速降是多少？如果开环系统的静态速孤为80rpm，则闭环系统的开环放大倍数为多大？

6、开环放大系数K越大，转速降会越小，是否可以将K值任意增大？为什么？

7、若要减小速度反馈系统的转速降，可以采取什么措施？

8、采用转速、电流双闭环系统，是为了解决什么问题？

9、在转速、电流双闭环调速系统中，速度调节器ASR有什么作用？电流调节器ACR有什么作用？

10、写出三相交流异步电动机的转速方程，可以有哪些调速方法？

11、交流变频调速时为什么改变频率的同时要改变电压？

12、变频调速时，在基频以上的调速称为调速，在基频以下的调速称为调速。

13、变频器主要有、、、等几部分组成。

14、下图是一变频器的铭牌：

该变频器是品牌的变频器。型号是。输入电源是；输出最高电压；输出频率最高可达，最低频率可达；

变频器功率为。

15、某简易经济型数控铣床，数控装置采用Siemens 802s base line，采用单极性模拟主轴；数控装置的驱动接口X7从37 （AO4）和4 （AGND）输出主轴模拟给定，Q0.0、Q0.1分别控制主轴的正、反转。采用西门子G110变频器，变频器的控制端子及原理如图，

试完成： 1、在下图中完成主轴控制的信号连接图；

2、结合信号连接图，分析主轴正转时的控制过程。

G110变频器端子及接线原理

16、数控机床主轴有哪些配置方案？各应用在什么场合？

17、什么是主轴的定向控制？定向控制有哪些实现方法？

第四单元数控机床进给驱动系统

1、数控机床进给驱动系统是一个、双闭环系统，其中外环是，是内环。

2、按照有无反馈及检测装置安装的位置，数控机床进给伺服系统分为了系统、系统和系统。一般情况下，编码器作为系统的检测装置，全闭环系统的检测装置是。

3、编码器一般有和两种类型，编码器脉冲信号有A、B、Z 三相，其中A、B相信号用于和检测，Z相信号又称为，在数控机床上主要用Z信号进行控制。

4、有一种伺服电动机同轴安装的光电编码器，指标为1024脉冲/r，该伺服电动机与螺距为6mm的丝杠直连，在位置控制伺服中断4ms内，光电编码器输出脉冲信号经过4倍频处理后，共计脉冲数码2K（1K=1024），问：

（1）倍频的作用是什么？

（2）工作台的直线位移是多少毫米？

（3）伺服电动机的转速为多少？

（4）怎么判断伺服电动机的旋转方向？

5、某数控机床，选用配置了2000线光电编码器的电动机作为检测元件，直接驱动螺距为8mm的丝杠，数控装置对编码器反馈信号进行二倍频处理，则对应工作台的分辨率是多少？

6、光栅尺由、、、等几部分组成。当光栅尺的刻线为100线/mm时，指示光栅和标尺光栅的夹角为0.01°，则莫尔条纹的宽度为。