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1、一（20分） 1. 1台永磁直流力矩电机，反电势系数摩擦转矩，转动惯量kgm，电感H。连续堵转时电流，电压。（1）求机电时间常数，电磁时间常数，连续堵转的电磁转矩。（2）电枢电压=25V，求起动时的输出转矩和此电压对应的空载转速。（3）电机转速，电磁转矩时，求电枢电压和输出转矩。（4）写出该电机的传递函数。2输入信号是电枢电压，输出信号是电机转角。绘出直流电动机动态框图，标出，及扰动力矩。3绘出直流电动机电枢控制的调节特性和机械特性曲线，标出始动电压、理想空载转速和堵转转矩，标出电动机、发电机和反接制动状态。4直流电动机的主要优点和缺点是什么？5.电机铁心多用硅钢片叠压而成。采用片状材料的目的
2、是什么？的永磁直流力矩电动机现在一般采用什么永磁材料？7.与直流伺服电动机相比，直流力矩电动机的、有什么特点？电枢的几何形状有什么特点？二（20分）上的热损耗表示什么？2.简述两相对称绕组产生椭圆形旋转磁场的条件。3画出两相电机幅相控制时的电路图。3磁场 表示什么磁场？为什么？ 步电动机的两条典型机械特性曲线（转子电阻大和小）。5推导两相伺服电动机传递函数,并说明其中的参数与静态特性曲线的关系。6绘出三相异步电动机从基频向下变频调速时的机械特性。7.异步电动机从基频向下变频调速时，若电压保持不变将产生什么现象？用公式说明。 8一台三相异步电动机空载转速是1450 r/min，电源频率50 Hz
3、。这是几极电机？为什么？ 三、（7分）1.简述永磁同步电机同步运行时的工作原理，画出必要的图形，写出电磁转矩公式。2.写出磁阻同步电动机电磁转矩表达式并说明参数的含义。 3.哪种同步电动机不加鼠笼绕组就能自行起动并具有较大的起动转矩？（ ）绘出它的机械特性曲线。四、（11 分）1. 步进电动机转角的大小取决于控制脉冲的（ ），转速大小取决于控制脉冲的（ ）。 控制脉冲频率增高，步进电机的负载能力下降，主要原因是：2.磁阻式步进电动机有A、B、C、D四相。绘出A和B极下，当A通电，B通电，和AB通电时，定子、转子齿的相对位置。 3.磁阻式步进电动机小失调角时的传递函数（输出是转角）是：4.两，若
4、采用8细分驱动电路，步距角是（ ）。5.从用户使用角度看，在位置伺服系统中，全数字交流伺服系统与直流伺服电动机有什么不同之处？6.目前批量生产的无刷直流电动机(交流伺服电动机)常用的位置传感器有哪两类？五、（20分）1.画图解释传感器的重复性误差。2.旋转变压器如右图。完成原边补偿和副边补偿的连线。电压有效值 感应同步器鉴相型信号处理方式中，输出电压 。电压与实际输出电压曲线，并在图中说明误差产生的原因。1000个脉冲，分辩率为 。增量码盘为什么用两个光电转换器而不是一个？增量码盘为什么要寻零？怎样寻零？5.画出采用电位器测量正、负位移的线路图。6.螺杆型差动变压器用来 。 输出电压表达式是
5、。7.热敏电阻传感器是根据 （材料）电阻与温度之间的关系制成的。它的主要优点是什么？六、（9分）1.PWM 功放电路和双极性输出时的输入电压如图。设电流连续。 1） 绘出输出电压 波形。2） 分别绘出电动机状态、发电机状态和轻载时电流波形。3），电动机状态，指出一周期内电流流经的路线。功率放大器包括 和 两部分。3.PWM电路中，提高频率将使晶体管功耗 。（1）减小 （2）不变 （3）增加。4. 异步电动机变频器输出的电压是 波形。5.用数据说明线性功放的主要缺点。 七、（13分）1 写出阀控液压马达的传递函数，说明输入量和输出量的含义并说明传递函数参数的特点。2 与电动机相比，液压动力机构的
6、主要优、缺点是什么？3标示出图示液压马达的旋转方向。这是 向 式液压马达。4.航天器中陀螺传感器有哪两项作用？ 5图示为电容式微加速度传感器结构示意图。简述工作原理。若采用静电力平衡式的工作方式，解释“静电力平衡式的工作方式”，并说明它的优点。八、附加题1.求图示功率放大器的稳态放大系数 ，电流分别为。证明合成磁场是圆形旋转磁场。（提示 ） 参考答案 一、1.（1） （2） （3） （4）2.框图如下。 3.特性曲线如下。 4.优点：力矩大，控制容易。缺点：有机械换向器，有火花，摩擦大，维护较复杂，价高，结构复杂。5.减小涡流损耗。6.钕铁硼。7.大，电枢扁平状。二、1.电机一相绕组产生的机械
7、功率。 2.两相电流相位差： 两相电压相位差90，幅值不等。 3.4. 特性曲线见图。5.调节特性斜率。机械特性斜率。6. 特性曲线见图。7. 电机额定工作状态时铁心磁密接近饱和，如图。U不变，。电流过大，电机过热损坏。 8. 4极， 三、1. 2.工作原理见图。:交轴和直轴磁阻。 3.磁滞同步电机。特性曲线见图。 四、1.个数；频率；绕组电感的影响。 2.3 5.数字交流伺服系统：控制简单，用脉冲做输入信号，直接控制位置。内部结构复杂，产生高频电压扰动。直流电动机：需要另外配置传感器，功率放大器，补偿电路组成系统。6.霍尔元件；旋转变压器，光电码盘。五、1.输入按同一方向多次变化时的误差。2
8、. 3.曲线见图。 辨别转动方向。寻找转角的基准位置，以便求绝对位置。无限位时，开机后向某一方向转动，直到产生零位脉冲。有限位时，开机后向一方向转动，找不零位时再反转。5.线路见图。6.测线位移。7.半导体（金属氧化物）。灵敏度高，热惯性小，体积小，价格低。六、1.（1），（2）波形见图。（3）2.脉宽调制器；开关放大器。3.增加。5.效率低，晶体管功耗大，不能输出大功率。例如，电源电压50V,电流20A，功率1000W。电机电压10V，晶体管管耗。：输出，转角。x：输入、滑阀位移。：外负载力矩。特点：小，刚度大。小，阻尼小，不利。非线性严重，某些参数变化大。 2.优点：力矩大；尺寸小，重量轻
9、；刚度大。缺点：需要专门液压源；漏油；维护麻烦。3.轴；柱塞。顺时针转动，见图。4.测运动体的角位置和角速度。5.加速度使质量块产生位移。，变化，引起电容变化，测出电容可知位移和加速度。静力平衡：加电压，静电力使质量块不动，由电压可知加速度。优点：灵敏度高，精度高。 八、1.2. 班号姓名自动控制元件及线路 考 试 题题号一二三四五六七八九十总分附加题分数一、控制系统由哪几部分组成？各有什么作用？（画出系统组成框图）（8分） 二、什么是电枢反应? 对机械特性有什么影响？（画出相应的机械特性曲线）（5分）三、直流电机有几种工作状态？电压与反电势，电流，电磁转矩，转速，能量关系，在各状态下如何？（
10、6分）四、（1）变压器空载时主磁通是m，当加上负载后主磁通是多少？（2）一台变比为k=2的变压器，原边额定电压为110 V，额定频率为50Hz，问能否接到以下电源上，并说明原因？(6分)a直流110V；b交流220V，f=50Hz；c交流220V，f=100Hz； 五、什么是自转现象？如何消除两相伺服电机自转现象？画出相应的机械特性曲线分析。（8分） 六、交流电机有几种调速方法？都是什么？变频调速时为什么要变频变压？画出变频调速时的机械特性曲线？（Tn）（8分）七、用磁场的方法分析三相交流电机发生一相断相时，机械特性和电流如何变化？（5分）八、三相磁阻式步进电机有62个齿，计算单拍、双拍制的步距角，并写出正反转的通电顺序，50个脉冲后电机轴分别转过多少度？（8分）九、分析步进电机在高频下运行时转距下降的原因，并画出斩波恒流功放电路，分析该电路的工作过程（画出有关波形），指出该电路的特点。（12分）十、为什么要加关断缓冲网络，画出该网络，分析工作过程。（8分）十一、在测量元件中，说说精度，分辨率的概念以及它们的关系？（6分） 十二、有一个功率管，在感性负载下，工作电压200V，电流15 A，工作频率20KHz，占空比80%，通态压降1.5V，开通时间1.5us，关断时间2us，该功率管的损耗是多少？ （5分）十三
