伺服运动控制试卷与答案B南阳理工学院.

南阳理工学院课程考试

参考答案与评分标准

考试课程：伺服运动控制学年学期：2011-2012-2

试卷类型：B 考试时间：2012-05-28

一、填空题：（每空1分，共20分）

1.在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为随动系统，亦称伺服系统。

2.数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统。

3.伺服控制系统有多种反馈比较原理与方法，包括脉冲比较、相位比较和幅值比较。

4.旋转变压器常用作于数控机床的检测装置，但其测量精度较低（高/低）。

5.步进电机输出轴的角位移与输入脉冲数成正比；转速与脉冲频率成正比。

6.无刷直流电动机是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关线路三部分组成。

7.在伺服系统中，常用于测角（位移）的检测元件有电位计、差动变压器、微同步器、

自整角机、旋转变压器等。

8.一块通过恒定电流的半导体（或导体）薄块，在与电流垂直方向上加上磁场时，运动

的电子产生偏移，在薄块的两个侧面就产生一个电势差，这种现象称为霍尔效应。

9.变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变同步（同步/异步）转速，从而实现交流电动机调速的一种方法。

10.矢量控制是把交流电动机解析成与直流电动机一样，根据磁场及其正交的电流的乘积就是转矩这一最基本的原理，从理论上将电动机定子侧电流分解成建立磁场的励磁分量和产生转矩的转矩分量的两个正交矢量来处理，然后分别进行控制。

11.直流伺服电机的调速方式主要有：改变电枢电压、变磁通量和在电枢回路中串联调

节电阻R。

12.如果选择磁尺、光栅、光电编码器等元件作为机床移动部件移动量的检测装置，检

出的位置反馈信号是数字脉冲信号。由此构成的伺服系统称为脉冲比较伺服系统。

13.幅值比较伺服系统的位置检测元件应工作在幅值工作方式。

14.台达ASDA-AB系列伺服驱动器的操作模式主要有三种：位置模式、速度模式和扭矩

模式。

15.旋转变压器的信号处理有鉴相型和鉴幅型两种方式。

二、判断题：（每题2分，共10分）（说明：认为陈述正确的在括号内打“√”；否则在括号内打“×”）

（╳）1.步进电动机主要用于开环控制系统，不能用于闭环控制系统。

（√）2.在数控机床位置进给控制中，为了加工出光滑的零件表面，不允许出现位置超调。

（√）3.交流伺服电机由于结构简单、成本低廉、无电刷磨损、维修方便，被认为是一种理想的伺服电机。

（√）4.机床的轮廓控制是不仅实现由一个位置点到另一个位置点的精确移动，而且在

共4页第1页

移动和定位的过程中仍需要不断加工。。

（√）5. 连续控制的要求是：精确定位，并随时控制进给轴伺服电机的转向和转速。。

三、单选题：（每题2分，共10分）（说明：将认为正确答案的字母填写在每小题的括号内） （A ）1．步进电机控制信号的脉冲频率越高，动态转矩也就 。

A 越小

B 越大

C 没有影响

D 可能大也可能小

（B ）2. 反馈补偿型的步进电动机伺服系统，这种系统基本上解决了步进电动机丢失脉冲的问题，但是这种系统从控制方式来看 真正意义上的闭环控制。

A 是

B 不是

C 不确定

D 等同于

（A ）3. 通过以下哪种方式可以进一步减小步进电机的步距角，从而提高其走步精度。

A 细分

B 提高频率

C 减小电源电压

D 改变控制算法

（C ）4. 使用测速电机作为检测装置，从而构成位置闭环的控制系统属于何种控制方式。

A 开环

B 闭环

C 半闭环

D 前馈 （D ）5. PWM 调速方式称为（ ）。

A 变电流调速

B 变电压调速

C 变频调速

D 脉宽调速

四、简答题：（每题5分，共30分）

1. 对伺服系统的基本要求是什么？ 参考答案：(1)稳定性好；（1分）(2)快速相应并无超调；（1分）(3)准度高；（1分）(4)低速时大转矩，调速范围宽。（2分）

2. 怎样利用旋转变压器的鉴相工作方式进行角位移的测量？

参考答案：在鉴相型工作方式下，旋转变压器的两相正交定子绕组分别加上幅值相等、频率相同而相位相差90度的正弦励磁电压，（2分）即：V1=Vmsin ωt ；V2=Vmcos ωt 。这两相励磁电压在转子绕组中产生的感应电动势为：)t cos(nV u 1m 3θ-ω=，可知，转子绕组感应电动势的相位严格地按转子转角θ1的正弦(或余弦)规律变化，（2分）其频率和励磁电压频率相同（幅值不变）。因此，可利用鉴相器线路检测旋转变压器转子绕组中感应电动势的相位来测量出转子相对于定子的转角θ1，即被测位移的大小。（1分）

3. 请写出莫尔条纹的主要特点。 参考答案：

(1)移动规律：条纹的移动量、移动方向与光栅尺的位移量、位移方向具有对应关系。（1分）

(2)放大作用：莫尔条纹的间距W 对光栅的栅距ω有放大作用。 （1分） (3)光栅透光的强弱及光敏元件输出的电压按正弦规律变化。 （1分） (4)平均效应：莫尔条纹对光栅栅距的局部误差具有误差平均作用。 （2分） 4. 步进控制系统主要由哪几部分组成？各部分功能是什么？

参考答案：步进电机开环控制系统主要由步进控制器、功率放大器及步进电机组成。（2分）步进控制器是由缓冲寄存器、环形分配器、控制逻辑及正、反转控制门等组成。主要用于步进电机转速、转角、转向等控制；（2分）功率放大器主要用于驱动信号的功率放大，提高其驱动能力。（1分）

5. 分析下面驱动电路的功能？

共4页 第2页