機(jī)電控制技術(shù)試題三及答案

機(jī)電控制技術(shù)試題三及答案一、填空題（每題2分，共10分）.常見(jiàn)的機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)包括機(jī)械本體、傳動(dòng)裝置、檢測(cè)傳感部分、執(zhí)行裝置、驅(qū)動(dòng)部分、控制和信息處理單元及接口等幾個(gè)基本要素。.自勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)可分為并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。.當(dāng)三相交流電源不斷地隨時(shí)間做周期變化時(shí)，各相共同產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)將隨著電流的交變而在空間中不斷旋轉(zhuǎn)，即形成所謂的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一般是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)執(zhí)行元件。.通常把通過(guò)開(kāi)關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等電器觸頭的接通或斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的各種控制的電路稱(chēng)為繼電器一接觸器控制電路。二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）.直流調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)電樞供電電壓或者減弱勵(lì)磁磁通，都需要有專(zhuān)門(mén)的可控直流電源，簡(jiǎn)述常用的可控直流電源有哪幾種？答：調(diào)節(jié)電樞供電電壓的調(diào)速方法和減弱勵(lì)磁磁通的調(diào)速方法，都需要有專(zhuān)門(mén)的可控直流電源，常用的可控直流電源有以下三種：（1）旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組。用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。（2）靜止可控整流器。用靜止可控整流器，如汞弧整流器和晶閘管整流裝置，產(chǎn)生可調(diào)的直流電壓。（3）直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器。用恒定直流電源或可控整流電源供電，利用直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器可產(chǎn)生可調(diào)的直流平均電壓.用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制，通常設(shè)計(jì)任務(wù)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)述硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。答：PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)一般分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：（1）確定安排PLC的輸入、輸出點(diǎn)。（2）設(shè)計(jì)外圍電路，包括主電路。（3）選購(gòu)PLC并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝接線等內(nèi)容。軟件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：（1）設(shè)計(jì)控制流程，根據(jù)工藝要求先畫(huà)出工作循環(huán)，如有必要再畫(huà)詳細(xì)的狀態(tài)流程圖。（2）根據(jù)工作循環(huán)圖，畫(huà)出虛擬的電路圖和梯形圖。（3）按梯形圖編寫(xiě)語(yǔ)句表。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，必要時(shí)對(duì)硬件電路進(jìn)行修改，直到符合要求為止。.簡(jiǎn)述MCS-51系列單片機(jī)的尋址方式答：MCS-51系列單片機(jī)的尋址方式有如下7種：（1）立即尋址（2）直接尋址（3）寄存器尋址（4）寄存器間接尋址（5）變址尋址（6）相對(duì)尋址（7）位尋址4.簡(jiǎn)述伺服系統(tǒng)的基本要求及常見(jiàn)的控制方式。答：伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求包含以下四項(xiàng)：1）系統(tǒng)精度2）穩(wěn)定性3）響應(yīng)特性4）工作頻率上述的四項(xiàng)技術(shù)要求是相互關(guān)聯(lián)的，是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的表現(xiàn)特征。利用自動(dòng)控制理論來(lái)研究、分析所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作頻率，就可以確定系統(tǒng)的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足系統(tǒng)工作要求（包括工作頻率）的前提下，首先要保證系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，并盡量提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。伺服系統(tǒng)是指以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服控制按其結(jié)構(gòu)可分為開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。三、（三菱FX系列）梯形圖與指令語(yǔ)句表的轉(zhuǎn)換（每小題10分，共20分）。

.根據(jù)下列指令程序畫(huà)出對(duì)應(yīng)的梯形圖。步序指令器件號(hào), 步序指令器件號(hào)0LDX06LDIX41ORY07ANDX52ANIX18ORB3ORM109ANB4LDX210OUTY05ANDX311END.根據(jù)下列梯形圖寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的指令程序。步序指令器件號(hào), 步序指令器件號(hào)0LDX35LDX11ANDX56ANDX52ORX17ORX33ANDX28ANDX44OUTY19OUTY2四、一臺(tái)Z2-41型直流電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)為P：5.5kW,n：3000r/min,In=30.3A，試求：（1）直流電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。（2）直流電動(dòng)機(jī)的額定效率。（10分）解（1）直流電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為

3000T=9.55P=9.55x5,5x103=17.5N.m3000(2)直流電動(dòng)機(jī)的額定效率為P P 55x103丑=fX100%= x100%= x100%=82.5%nPN UNIN 220x30.3五、一臺(tái)Y100L2-4型三相交流異步電動(dòng)機(jī)，查得其技術(shù)數(shù)據(jù)如下:P:3.0kW、U：380V、nn=1420r/min、n「82.5%、cos。N=0.81、f=50Hz、T/Tn=2.2、Tmax/T「2.3,試求：(1)該三相交流異步電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p和額定轉(zhuǎn)差率s；N(2)當(dāng)電源線電壓為380丫，該三相交流異步電動(dòng)機(jī)采用星形聯(lián)結(jié)時(shí)的額定電流為多少？(3)當(dāng)電源線電壓為220V時(shí)，該三相交流異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用何種聯(lián)結(jié)？此時(shí)的額定電流為多少？(4)該三相交流異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大電磁轉(zhuǎn)矩。(15分)解(1)由該三相交流異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)可知，其磁極對(duì)數(shù)p=2。因?yàn)閒1=50Hz,所以4極電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為n「1500r/min,額定轉(zhuǎn)差率：n-n 1500-1420.s=-0——nx100%= x100%=5.3%n n0 15003.0x103.0x103=6.82AX/3UcosPn_<3x380x0.81x0.825NNN(3)若電源線電壓為380V時(shí)，該三相交流異步電動(dòng)機(jī)采用星形聯(lián)結(jié)，則電源線電壓為220V時(shí)，該三相交流異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用三角形聯(lián)結(jié)。因此，其額定電流為I'=忑I=,/3x6.82=11.81AN N(4)該三相交流異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為P 3x103T=9.55f=9.55x—— =20.18N-mn nN 1420

該三相交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為T(mén)=2.2TN=2.2義20.18=44.40N-m該三相交流異步電動(dòng)機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩為T(mén)=2.3]=2.3*20.18=46.41N-m六、試畫(huà)出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖（10分）。——?~~nfU ,ASRU*UiACRuUPE^+^0^{^七、（15分）有一V—M調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)參數(shù)為Pnom=2.5kw、Unom=220V、Inom=15A、nnom=1500r/min、Ra=2。，整流裝置內(nèi)阻Rrec=1。，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數(shù)Ks=30,要求調(diào)速范圍D=20,轉(zhuǎn)差率s=10%。試求：（1）計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和調(diào)速要求所允許的穩(wěn)態(tài)速降。（2）調(diào)整該系統(tǒng)，使5n=20V時(shí)轉(zhuǎn)速n=1000r/min,此時(shí)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)應(yīng)為多少？（3）若改用電壓負(fù)反饋，放大器的放大系數(shù)為8.79,最大給定電壓為30V,在靜差率為s=30%時(shí)最多能夠得到多大的調(diào)速范圍？解：（1）電動(dòng)機(jī)的C：C=UnomU= 一"義'=0.127V"in/reen 1500開(kāi)環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)壓降A(chǔ)n= =1nom（R「Rrec）=15義（2+0=354.33r/minopC C 0.127

調(diào)速要求允許的穩(wěn)態(tài)壓降△%=An”0m調(diào)速要求允許的穩(wěn)態(tài)壓降△%=An”0mAomL

D(1—s)1500義0.120義(1-0.1)=8.33r/min(2)U*=20V時(shí)n=1000r/min，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)”二。,二里V.min/r=0.02V.min/rn nn1000TOC\o"1-5"\h\z一 KKU*R R(3)電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性方程為n= Psn--re^I -一IC(1+K)C(1+K)nomCnome e eU U* 30式中：K=KKy，其中電壓反饋系數(shù)y= ?—Q ?—= =0.1364Ps J. J. 220所以：K=8.79x30x0.1364=35.97采用負(fù)電壓反饋后調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為