光机电一体化控制技术(4)

2020-02-21 03:02

8.

采用负反馈形式连接后( ): [不选全或者选错,不算完成] (A) 一定能使闭环系统稳定; (B) 系统动态性能一定会提高;

(C) 需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能; (D) 一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除。 (E) 提高系统抗干扰能力 你选择的答案: C E [正确] 正确答案:C E 解答参考:

(注意:若有主观题目,请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记

录成绩。在线只需提交客观题答案。) 三、主观题(共12道小题)

9. 举例说明光机电一体化系统和机电一体化技术含义 参考答案:

机电一体化技术的定义:

是指机械技术、电子技术、传感器和测试技术、接口技术、信息及控制技术、计算机技术、自动控制技术等相结合的一种综合技术; 机电一体化系统定义及理解:

是指具有机电一体化技术的新型机电系统。是机械、电子、信息技术的有机结合和应用。

机电一体化系统体现整体性,它不是简单机械系统、微电子系统、控制系统等系

统的简单组合或拼凑。而是由相互区别和相互作用的机械与光、电子部分有机结合在一起,为同一目的而完成特定功能的集合体。 机电一体化的特点

集成性 最优设计 智能化

基于模型和控制

设计上基于并行的科学设计,系统更具有协同性

10. 通常情况下,将系统模型可以分为两大类:

16

和 。

参考答案:通常情况下,将系统模型可以分为两大类: 实验模型 和 数学模型

11. 研究系统的动态品质与特征时,通常有两种数学模型描述方法: 和 。 参考答案:

研究系统的动态品质与特征时,通常有两种数学模型描述方法: 末端描述法 和 内部描述法。

12. 简述基尔霍夫电流、电压定理 参考答案:

基尔霍夫电流定理:在一个闭环环路内,流入一个节点的电路的代数和等于流出此节点的电流代数和

基尔霍夫电压定理:在一个闭环环路内,一个封闭路径的所有电压的代数和为零。

13. 机电一体化反馈控制系统的主要组成部分是什么? 参考答案:

反馈控制是将被控参数作为反馈信号引入系统输入端,来控制系统。其结构如下图:

反馈控制系统的主要组成部分:控制器、执行机构、被控对象、检测装置及 比较器。

1:检测装置,进行信号检测和信息采集,如温度,压力,位置,速度等 2:执行机构,实现所要求的运动和动作,如电动机,液压缸和液压马达,

气动装置等

3:控制器, 根据控制系统的控制目标和系统模型,接收传感器所采集的

输入信息,通过控制律计算,最后得出控制输出,并将其用于对执行机构的驱动

4:常见传感器,光电开关,声敏传感器,压电传感器,温度和湿度传感

器,扭矩传感器,力传感器,应变传感器等

17

14. 下图RLC串联电路。写出输出电压与输入电压之间传递函数

参考答案:

根据基尔霍夫电压定理,可以得出如下表达式

(1)

式(1)为二阶微分方程。

对式(1)进行拉氏变换,得到 RLC串联电路的传递函数为

(2)

15. 传感器分辨率是? 参考答案: 传感器分辨率

分辨率定义为传感器能检测到的测量值的最小增量,也称为测量的适应度。 16. 测量准确度是? 参考答案: 测量准确度

误差的影响,就称实验为准确的,在实际应用中,准确度用真值的百分比表示,即:

真值的百分比=(测量值-真值)/真值 (100)

准确度表示测量值与实际值之间的偏差,它受限于仪器本身。如果未受实验

17. 一他励直流电动机,额定电压 UN=440 V,额定功率

,额定转速

电流

r/min,电枢回路总电阻

KW,额定电流

,额定励磁和在额定电流时的

,忽略电枢反应影响。试求:额定输出转矩

电磁转矩。 参考答案:

18

18. 在机电一体化系统数字PID控制器设计中,需要确定的控制器主要参数是 、 、 和 。 参考答案:

在机电一体化系统数字PID控制器设计中,需要确定的控制器主要参数是 比例系数、

积分系数 、 微分系数 和 采样周期T 。

19. 简述A/D、D/A接口的功能, 并说明保持器应用的目的。 参考答案:

答:A/D接口的功能是将温度、压力等物理量经传感器变成的电压、电流等信号转换为数字量。具体来说,包括如下阶段:

1:对物理信号(通常为电压信号进行采样,并将其转换成一个10至16位的二进制数;

2:实现从模拟y(t)到采样值y(kt)的转换每隔 T秒时间间隔重复一次,T为采样周期;

3:y(kt)为采样后的信号,为离散信号;

D/A接口是将二进制数字量转换成电压信号。包括如下阶段: 1:将离散信号u(kt)转换成为连续信号u(t)并保持下来;

19

2:将二进制数转换成为模拟电压值;

3:零阶保持(ZOH)将电压值保持一个采样周期;

保持器的作用是保证在采用过程中,使被采用的信号能在电压上保持一个采样周期。从而保证后面的A/D转换能获得准备的数字。

20. 在实际设计数字控制器时,采用周期的确定要考虑那些因素? 参考答案:

需要考虑如下因素:

(1)符合采样定理

(2)考虑系统稳定性影响;采样周期对系统的稳定性有直接影响,应在满

足系统稳定性的条件下选择最大采用周期。 (3)给定值与扰动信息频率的影响; (4)计算机计算精度 (5)控制回路的影响 (6)执行机构的特征

(7)闭环系统的频带范围,要求采样周期的频率范围要大于(25-100)系统的频带宽度。

一、单项选择题(只有一个选项正确,共5道小题) 1.

在机械系统运动学模型建立过程中,惯性力与质量体运动的( )成正比 (A) 位移 (B) 速度 (C) 加速度 (D) 摩擦

你选择的答案: [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案:C 解答参考: 2.

在机械系统运动学模型建立过程中,阻尼与质量体运动的( )成正比。 (A) 位移

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