機電一體化系統(tǒng)設計應用題及計算題.

1、1.、 關鍵字：【2|4.07】分數(shù)分配：【50|50】 2、 某直流電機電樞電阻ra=50，做電動機使用時電樞加110v電壓，空載電樞電流0.1a，空載轉速3000rmin。(勵磁保持額定狀態(tài)) (1)電機空載損耗功率為多少? (2)電機的反電動勢系數(shù)為多少? (3)若電機做發(fā)電機用，轉速保持2000rrain，外接300 負載電阻，則其電樞電流為多少?正確答案：（1） 空載損耗功率=ua*i0=110v*0.1a=11w （2） 反對電動勢e=ua-iara=110-0.1*50=105v反電動勢系數(shù)ke=e/n=105/3000=0.035v/r/min(3) u0=ke*n=0.035

2、*2000=70v 電樞電流ia=u0/(r+ra)=70/(300+50)=0.2a關鍵字：【11w|0.035|0.2】分數(shù)分配：【40|30|30】 3、xy平面內由(1，1)點以v=2的恒速運動到(9，1)點，設采樣周期為0.01s，試求出兩點直線插補的遞推計算式。關鍵字：【412|8/412|2/412】分數(shù)分配：【40|30|30】 4、關鍵字：【59|6|9】分數(shù)分配：【40|40|20】 5、關鍵字：【100|3000|100】分數(shù)分配：【40|40|20】 6、 考慮x-y平面上的直線運動路徑，源點坐標為(1，1)，終點坐標為(13，11)，兩軸速度限制：vxmax=vyma

3、x=±6，加速度限制：axmax=aymax=±2，試設計三次多項式樣條函數(shù)點位控制指令。關鍵字：【6|5/6*x+1/6】分數(shù)分配：【50|50】 7、 一臺直流伺服電動機，保持額定電壓為120v，電樞電阻200，在額定負載轉矩下運行時，電機轉速為1000r/min，電樞電流為0.1a，求電機的理想空載轉速是多少。該電機在額定電壓下啟動，啟動電流是多少？正確答案： un=120v，ra=200，in=0.1an=（un- ra* in）/ke=1000（r/min）計算得ke=0.1n0= un/ke=120/0.1=1200（r/min）啟動電流id= un ra=0.

4、6 （a）關鍵字：【1000|0.6】分數(shù)分配：【50|50】 8、 一臺他勵直流電動機額定電壓為440v，額定電流為76.2a，額定轉速為1050r/min， 電樞繞組電阻為o393 ，試計算電動機的堵轉轉矩tb為多少(n*m)?關鍵字：【3.72|4171.6】分數(shù)分配：【50|50】 9、 采用數(shù)字微分分析法產生某常速度分布情況的控制指令信號方案。位置寄存器p和 速度寄存器v的字長為l6位帶符號小數(shù)v中的二進制小數(shù)為000000010100111時鐘頻率為10000hzp寄俘器的初始內容為0，試求： (1)p寄存器產生第一個溢出脈沖時所需的加法次數(shù)。 (2)完成588647次加法所輸出的

5、脈沖數(shù)。 關鍵字：【197|3000】分數(shù)分配：【50|50】 10、 某他勵直流電動機，電樞電阻為0.4，額定電壓為220v，額定電流為40a，額定轉速為1000r/min，負載轉矩為恒轉矩負載，大小為額定轉矩的一半，求此時電動機在額定電壓下的轉速和電樞電流的大小。 正確答案：【 】關鍵字：【20|1039】分數(shù)分配：【50|50】 11、 考慮x-y平面上的直線運動路徑，源點坐標為（0，0），終點坐標為（12，10），兩軸速度限制分別為vxmax=±6，vymax=±8，加速度限制分別為axmax=±2，aymax=±3。試設計三次多項式樣條函數(shù)點位

6、控制指令。關鍵字：【12|10|6】分數(shù)分配：【20|20|60】 12、關鍵字：【6|6|3|3】分數(shù)分配：【25|25|25|25】 13、 試設計一個典型的二階低通濾波器的電路原理圖關鍵字：【運算放大器|r1】分數(shù)分配：【50|50】 14、 三相交流感應電動機，電源頻率50hz,空載轉速為980r/min。 （1）該電動機為幾極，空載轉差率是多少？（2）若最大轉矩（tmax）時對應的轉差率為0.1，則該電動機穩(wěn)定運行的轉速范圍是多少？（3）最大轉矩時，轉子繞組電勢頻率為多少？正確答案:（1）該電動機的磁極對數(shù)為3，即6極 空載s=0.2（2）穩(wěn)定運行的轉速范圍：900r/min980r

7、/min（3）最大轉矩時轉子繞組的電勢頻率發(fā)f2=sf=0.1*50=5hz關鍵字：【6|900|980|5】分數(shù)分配：【25|25|25|25】 15、 有一采用三相三拍驅動方式的步進電機，其轉子有160個齒，經一對齒輪減速（z1=30,z2=50）帶動導程為8mm的滾珠絲杠驅動工作臺移動。工作臺的最大移動速度max1.5m/min。試問：電機的步距角、脈沖當量、最大工作頻率各為多少？關鍵字：【0.75|0.01|2500】分數(shù)分配：【30|40|30】1、  某伺服系統(tǒng)結構如題22圖所示，已知：kp=60vrad，kf=o.24v·srad，ra=3， kn=2.5&#

8、215;103vv，kt=7.1n·ma求：(1)系統(tǒng)增益kv：  (2)伺服剛度kr。正確答案：【 (1) 系統(tǒng)增益kv =kp/kf=60/0.24=250(s-1)(2) 伺服剛度kr=(kp*kn*kt)/ra=60*2.5*105*7.1/3=3.55*105(nm/rad)】關鍵字：【250|3.55】分數(shù)分配：【50|50】 2、一直雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)z1=200，剛輪齒數(shù)z2=202，波發(fā)生器的轉速nh 360r/min，如圖所示。求： （1）柔輪從動時的傳動比i。（ 2）剛輪固定時的柔輪轉速n1正確答案：【 （1）i=-z1/（z2

9、-z1）=-200/(202-200)=-100(2)n1=nh/i=-360/100=-3.6r/min】關鍵字：【-100|-3.6】分數(shù)分配：【50|50】 3、 采用2000條刻線的增量編碼器測電動機轉速的方法如圖所示。已知時鐘脈沖為 8mhz,在lo個編碼器脈沖問隔的時間里計數(shù)器共計200000個時鐘脈沖，試求電動機轉速n。正確答案：【 時間測量值t=200000/8*106=0.025s n=60n2/n*t=10*60/2000*0.025=12r/min】關鍵字：【0.025|12】分數(shù)分配：【50|50】 4、 三相變磁阻式步

10、進電動機，轉子40個齒。要求：   (1)計算雙拍制的步距角。  (2)若單拍制的最大轉距為2n·m，計算單雙拍制時的啟動轉矩。正確答案：【 步距角=360/(m*zr*c)=360/(3*40*1)=3（度） 啟動轉矩=tsm*cos（180/mc）=1.732(nm).】關鍵字：【3|1.732】分數(shù)分配：【50|50】 5、 增量式編碼器與12cm直徑的跟蹤輪一起使用，編碼器為5000線，是確定每個脈沖的位移，以及為了測量7m距離所需計數(shù)器的位數(shù)。正確答案：【 每個脈沖的位移=（3.14*12）/5000=0.0075

11、36 cm/脈沖測量7m（即700cm）所需脈沖數(shù)=700/0.007536=92887.43取整為9288892888大于2的16次方（用計算器，或記住2的15次方是32768，），小于2的17次方，因此所需計數(shù)器的位數(shù)為17位?！筷P鍵字：【92888|17】分數(shù)分配：【70|30】 6、 用步進電動機控制工作臺的運動，（1）設步距角1.8度，細分系數(shù)5，絲杠鏍距2mm，進給速度v=120mm/min，求進給頻率f。（2）設8253芯片工作在方波發(fā)生器方式（方式3），gate=1，clk=2mhz，求時間常數(shù)寄存器的初值k。正確答案：【 （1）進給速度v=120

12、mm/min=2mm/s細分后的步距角=1.8/5編碼器旋轉一周的脈沖數(shù)n=360/(1.8/5)=1000 絲杠導程p=2mm脈沖當量=p/n=2/1000 mm/脈沖v=f*p/n=2f/1000=2f=1khz（2）k=2000000/1000=2000時間常數(shù)寄存器的初值k為2000】關鍵字：【1000|2000】分數(shù)分配：【50|50】 7、 已知雙波傳動諧波齒輪減速器中，柔輪齒數(shù)zr=200，剛輪齒數(shù)zg=202， 波發(fā)生器轉速nh=1500rmin。試求：(1)剛輪固定時柔輪的轉速nr=?       

13、;   (2)柔輪固定時剛輪的轉速ng=?正確答案：【 (1)nr=nh*(zr-zg)/zr=1500*(200-202)/200=-15r/min (2)ng=nh*(zg-zr)/zg=1500*(202-200)/202=14.85r/min】關鍵字：【15|14.85】分數(shù)分配：【50|50】 8、 某五相步進電動機轉子有36個齒，采用二相三相運行方式。     試計算：(1)步距角s為多少?        

14、0;   (2)若要電動機以200 rmin的速度旋轉，輸入脈沖頻率f為多少?            (3)若要電動機旋轉1周半，其輸入脈沖數(shù)為多少?正確答案：【 (1)步距角=360/(m*zr*c)=360/(5*36*2)=1(度)； （2）輸入脈沖頻率f=(n*m*zr*c)/60= (200*5*36*2)/60=1200(hz)(3) 輸入脈沖數(shù)=(360/1)*1.5=540】關鍵字：【1|1200|540】分數(shù)分配：【40|30|30】&#

15、160;9、 一直雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)z1=200，剛輪齒數(shù)z2=202，波發(fā)生器的轉速nh 600r/min，如圖所示。求： （1）剛輪從動時的傳動比i。 （2）柔輪固定時的剛輪轉速n2。正確答案：【 (1)i=zg/(zg-zr)=202/(202-200)=101(2)n2=nh/i=600/101=5.94r/min】關鍵字：【101|5.94】分數(shù)分配：【50|50】 10、 一直雙波諧波齒輪的柔輪齒數(shù)z1=200，剛輪齒數(shù)z2=202，柔輪的轉速nh 100r/min，如圖所示。求： （1）剛輪從動時的傳動比i。 （2）波發(fā)生器固定時的剛輪轉速n2。

16、正確答案：【 (1) i=z2/z1=202/200=1.01(2)n2=nr/i=100/1.01=99r/min】關鍵字：【1.01|99】分數(shù)分配：【50|50】 11、 若某一光柵的條紋密度為100條/mm，現(xiàn)利用光柵莫爾條紋的放大作用，把莫爾條紋的寬度調成10mm，求光柵條紋間的夾角。正確答案：【 p=1/100=0.01 =p/w=0.01/10=0.001(rad)】關鍵字：【0.01|0.001】分數(shù)分配：【50|50】 12、 用每轉3000條刻線的增量方法，采用圖示的測量方法，在0.1s的采樣周期內測得的編碼器脈沖數(shù)為100

17、0，求轉速n。正確答案：【 n=60n1/(n*t)=60*1000/(3000*0.1)=200r/min】關鍵字：【200】分數(shù)分配：【100】 13、 對于下圖所示的加速度計，具有下列參數(shù)： m=0.016kg，k=300n/m，xmax=±0.24cm， 求：（1）可以測量的最大加速度；（2）系統(tǒng)頻率。正確答案：【  (1)a=kx/m=0.24*300/0.016=45m/s2 (2)n=sqt(k/m)=137rad/s】關鍵字：【45|137】分數(shù)分配：【50|50】 14、 某三相感應電動機空載轉速1485r

18、/min，電源頻率50hz，額定轉差率0.04。 （p145） （1）該電機的極數(shù)為多少？額定轉速為多少？（2）額定運行狀態(tài)下，定子、轉子繞組電勢頻率各為多少？（3）電機空載時轉子繞組電勢頻率較額定狀態(tài)時變化如何？ 正確答案：【 （1）p=60f/n=60*50/1485=2.極數(shù)為4 ne=(1-se)*n0=(1-0.04)*1500=1440r/min(2) 定子繞組電勢頻率f1為50hz、轉子繞組電勢頻率f2=f*se=50*0.04=2hz(3)電機空載時轉子繞組電勢頻率較額定狀態(tài)時小?！筷P鍵字：【1440|2|小】分數(shù)分配：【40|40|20】 15、 一臺他勵

19、直流電動機，額定電壓為220v，額定電流為116a，額定轉速為1500r/min，電樞繞組電阻為0.174，試計算理想空載轉速為多少？正確答案：【 ke=(ua-iara)/n=(220-116*0.174)/1500=0.133 n0=ua/ke=220/0.133=1654r/min】關鍵字：【0.133|1654】分數(shù)分配：【50|50】 16、 某線性位移測量儀，被測量位移由4.5mm變到5.0mm時，位移測量儀的輸出電壓由3.5v減至2.5v，求該儀器的靈敏度。正確答案：【 ke=(2.5-3.5)/(5.0-4.5)=-2v/mm】關鍵字：【2】分數(shù)分配：【100】 17、 某測速發(fā)電機的電動勢系數(shù)為0.08v（r.min-1）,角速度為125rad/s，試求該測速發(fā)電機的輸出電壓。 正確答案：【u0=ke*n=0.08*60*125/(2*3.14)=95.54v 】關鍵字：【95.54】分數(shù)分配：【100】