机电控制技术试题四及答案

机电控制技术试题四及答案

一、填空题（每空2分，共10分）

1．在直流调速系统中，目前使用最多的是晶闸管—电动机直流调速系统，常用的有单闭环直流调速系统、双闭环直流调速系统和可逆直流调速系统三种。

2．PLC的硬件组成与计算机硬件相似，主要是由中央处理器CPU、存储器、输入单元、输出单元、通信接口及扩展接口和电源等部分组成的。

3．将立即参与操作的数据直接写在指令中，这种寻址方式称为立即寻址。

4．感应同步器可用来测量直线或转角位移。测量直线位移的称为直线感应同步器，它是由定尺和滑尺组成的，可用于测量直线位移。

5．逻辑电路的故障主要可以分为三种类型，即永久性故障、间发性故障和边缘性故障。

二、简答题（每小题5分，共20分）

1．简述控制系统的基本类型、控制方法及性能指标。

答：控制系统按其物理性质分为机械、电气、机电、液压、气动和热力等控制系统。

控制系统按给定量的特征分可分为恒值控制系统、程序控制系统和随动控制系统。

控制系统按系统中传递信号的性质分可分为连续控制系统和离散控制系统。

控制方法的不同，控制系统的组成部分也不同。

最常用的有

（1）自适应控制；

（2）模糊控制；

（3）神经网络控制；

（4）智能控制；

（5）计算机控制。

性能指标一般可将控制系统的基本要求归结为以下几种：

（1）稳定性；

（2）精确性；

（3）快速性；

（4）安全性。

2．为了保证直流电动机正常工作，除按操作规程正确使用直流电动机，且运行过程中注意正常监视外，还应对直流电动机进行哪些定期维护？

答：为了保证直流电动机正常工作，除按操作规程正确使用直流电动机，且运行过程中注意正常监视外，还应对直流电动机进行定期维护，其主要内容有：

(1)清擦直流电动机外部，及时除去机座外部的灰尘、油污。检查、清擦直流电动机的接线端子，观察接线螺钉是否松动、烧伤等。

(2)检查传动装置，包括带轮或联轴器等有无破裂、损坏，安装是否牢固等。

(3)定期检查，并清洗直流电动机的轴承，更换润滑油或润滑脂。

3．三相交流异步电动机的定子铁芯、定子绕组各自作用是什么？

答：定子铁心为圆桶形，由互相绝缘的硅钢片叠成装在机座里，铁心内圆表面的槽用于放置绕组，主要起导磁作用；定子绕组是异步电动机的电路部分，它由许多线圈按一定规律连接起来，放置在定子铁心内圆槽内，主要起导电作用。

4．简述步进电动机的工作原理及特点。

答：步进电动机一般是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环执行元件。在非超载的情况下，对这种电动机施加一个电脉冲信号后，其转轴就转过一定的角度，称为一步。随着脉冲数增加，直线或角位移随之增加；脉冲频率高则电动机旋转速度就高，反之则慢；这一线性关系的存在，加上步进电动机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域应用非常广泛，特别是用步进电动机来执行任务可以使控制系统变的非常的简单。

三、（三菱FX系列）梯形图与指令语句表的转换（每小题10分，共20分）。1．将下列语句表转换为梯形图（10分）

1 LD X000

2 ORI X001

3 LD X002

4 AND X003

5 LD X004

6 AND X005

7 ORB

8 ORI X006

9 ANB

10 OUT Y001

2．将下列梯形图转换为指令语句表（10分）

1 LD X000

2 OR X001

3 LD X002

4 AND X003

5 LD X004

6 AND X005

7 ORB

8 OR X006

9 ANB

10 OR X003

11 OUT Y001

四、继电器-接触器控制系统设计（10分）

试设计一台三相异步电动机单向全压连续启动电气控制线路电路图。要求：1）要求设计主电路图和控制电路图；【3分】

2）能实现启动、保持、停止控制；【3分】

3）写出其工作过程【4分】

按下按钮2SB K M 线圈通电 K M 辅助触头自锁 K M 主触头闭合 三相异步电动机正向全压连续启动 按下按钮1SB 三相异步电动机停止

五、试画出桥式可逆PWM 变换器的主电路图（10分）。

六、（15分）有一个V —M 调速系统，电机参数为：Pn=10KW ，Un=220V ，In=55A ，nn=1000r/min ，电枢电阻Ω

=1.0a R 。若采用开环控制系统，只考虑电枢电阻引

起的转速降。

（1）要使静差率S=0.1，求系统的调速范围D 。 （2）要使调速范围D=2，其允许的静差率S 为多少？

（3）若要求调速范围D=10，静差率S=0.05，则允许的转速降为多少？ 解：r V n R I U C n a n n e ⋅⋅=⨯-=-=

min 2145.010001

.055220 min /6.252145

.01.055r C R I n e a n n =⨯==

∆

⑴ 34.4)

1.01(6.251

.01000)1(=-⨯=-∆=

s n s n D n n

⑵ 049.06

.25210006

.252)1(=⨯+⨯=∆⋅+∆⋅=⇒-∆=

n n n n n n D n n D s s n s n D

⑶ 26.5)

05.01(1005

.01000)1(=-⨯=-=∆s D s n n n

七、若要使用数字系统产生一个三角波，显然需要输出一个模拟信号，所以要使用D/A 转换器，把符合三角波要求的数字量通过D/A 转换器输出符合三角波要求的模拟量。三角波信号发生器的内部电路图如图所示，试写出相关程序代码。（15分）

图 三角波信号发生器的内部电路图

相关程序代码如下：

ORG 2000H

MAIN ：MOV A ，#00H ；给三角波赋起始值0 S1：INC

A ；将三角波的数字量加1 JNZ

S1

；如果三角波的数字量没有达到最

大值就继续加1