机电控制及自动化

河南工业大学自考助学机械电子工程专业

《机电控制及自动化》实践课程试卷

（课程代码 08322 ）

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一、填空题（本大题共10小题，每空1分，共20分）

1、A/D转换器的主要技术指标：量化误差与分辨率和转换精度。

2、放大电路的增益调整切换有手动、自动和程控三种方法。

3、定子控制组每改变一次通电方式，称为一拍。

4、液压动力机构它包括液压控制阀、液压缸及负载。

5、三相（A、B、C）步进电机单双六拍的通电顺序为：a-ab-b-bc-c-ca-a 、a-ac-c-cb-b-ba-a 。

6、液压放大元件分为液压控制变量泵、液压控制阀两大基本类型。

7、模拟信号必须经过采样保持环节才可以进入AD转换环节。

8、计算机控制系统的控制过程的三个步骤，实时数据采集、实时决策和实时控制。

9、直流直线电动机有多种分类法。根据磁势源的不同可分为永磁式和电磁式。

10、机电控制系统一般可由控制电机、控制电机及电-气动机构及执行元件组成。

二、选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

1．对于液压系统中的阀控系统，活塞的运动速度取决于。【B 】A．负载的大小B．液体的流量C．活塞的面积D．液体压力

2．交流伺服电机控制绕组所加的控制电压形成旋转磁场，由此产生的电磁转矩使电机旋转，在交流伺服电机的速度控制方式中，最常用的一种控制方式是。【 C 】A．幅值控制B．相位控制C．幅值-相位控制D．变频控制

3．一般高速开关型数字阀采用的控制原理为。【 D 】A．脉频调制（PFM） B．脉幅调制（PAM）

C．脉数调制（PNM）D．脉宽调制（PWM）

4．实际和理想零开口滑阀之间的差别就在于零位泄漏量，理想阀具有理想的几何形状，此零位泄漏量为。【 A 】A、零B、不定量C、没有答案D实际值

5．对于运算放大器工作在线性区时，两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量之比称为。【 B 】A．共模输入阻抗 B．差模输入阻抗 C．共模抑制比D．转换速率（SR）。

三、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）

1．滑阀的流量特性：指负载压力等于常数时，负载流量与阀位移之间的关系。

2．PID调节电路：PID调节电路又称为PID调节器，是一种常用的控制电路和补偿校正装置，由比例(P)环节、微分(D)环节及积分(I)环节构成。这三种环节的不同组合又可构成比例积分(PI)、比例微分(PD)及比例积分微分

(PID)三种调节电路。：

3．电磁耦合：电磁耦合是由于两个电路之间存在互感，使一个电路的电流变化，通过磁交链对另一个电路产生影响。

4．伺服阀的零位偏置：空载流量为零时的状态称零位，为使阀处于零位所需的输入电流对额定电流之比称零偏。

5．输入偏置电流：当运算放大器的输出直流电压为零时，其两输入端偏置电流的平均值定义为输入偏置电流。

四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

1．什么是共模抑制比？

运算放大器工作于线性区时，其差模电压增益AD与共模电压增益AC之比称为共模抑制比。

2．电液比例控制系统有何特点，适用于什么样的控制系统？

答：电液比例控制系统的控制精度和动态响应比电流伺服控制系统低约一个数量级，可以满足一般工业控制系统要求。电液比例控制系统最显著特点是抗污染能力强，工作可靠，廉价容易推广应用。

它可实现开环、闭环两种控制系统，适用于动态性能要求不高的场合

3．无刷直流伺服电动机有什么特点？应用范围是什么？

答：性能特点：无换向火花，不产生无线电干扰；噪音低，寿命长，运行可靠，维护简便；转速不受换向条件的限制，可高速运行；调速范围宽；机械特性和调节特性的线性度较好。

应用范围：适用于低噪音、高真空、对无线电不产生干扰的系统。如高级电子设备和空间技术、化工、采矿等特殊部门。

4．软环形分配器的设计方法查表法的基本设计思路是什么？

答：软环形分配器的设计方法有多种，如查表法、比较法、位移寄存器法等，最常用的是查表法。查表法的基本设计思路是: 根据步进电机与计算机的接线情况及通电方求出所需的环形分配器输出状态表，将其存入存储器中，运行时按节拍序号查表获得相应控制数据，在规定时刻通过输出口将数据输出到步进电动机驱动电路。

5．什么是直流伺服电机的机械特性和调节特性？

答：直流伺服电机的机械特性是指控制电压恒定时，电机的转速随转矩变化的关系。调节特性是指转矩恒定时，电机的转速随控制电压变化的关系。

五、论述题（本大题共小题，共20分）

选择伺服控制时主要考虑的因素是什么？并简单叙述选择准则。

选择伺服阀的准则主要应考虑阀的工作压力、额定流量和动态性能是否满足控制系统的要求，在此基础上尽量选用已成批生产的通用型伺服阀，使价格低廉。

伺服阀选择的大致要求如下

(一) 根据控制系统所要求的作用力，确定系统所需的供油压力及液压缸作用面积，在设计时应注意系统所要求的是静态力还是动态力，一般情况下作用力均指动态力。负载压力L P 一般均取伺服阀的最高效率点3/2s P ，而供油压力一般为21、14、10、7MPa 等几种规格，在系统压力确定后，则应合理选择缸的作用面积，使之满足作用力的要求。

(二)估算伺服阀的流量

根据控制系统所要求的速度v ，即可求得伺服阀的负载流量Av Q L = 按国际标准，伺服阀的额定流量。指阀压降7MPa 时的流量，即MPa P v 7=，若系统使用的压力与厂方所提供的供油压力s P 不同时，应进行换算。

(三)动态性能要求

选择伺服阀的频宽约为系统要求频率的3~5倍以上。 在满足系统要求的前提下，不应选择过大流量和过高动态性能的伺服阀。因流量过大，将使系统的精度和性能下降，过高的动态性能要求将使阀的成本上升。