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1、2. 输入信号是电枢电压Ua，输出信号是电机转角0。绘出直流电动机动态框图，标出I a (S), Ea(S),Tem(S),及扰动力矩人(S)。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？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. 电机铁心多用硅钢片叠压而成。采用片状材料的目的是什么？ 减小涡流损耗6. 性能优良的永磁直流力矩电动机现在一般采用什么永磁材料？ 钕铁硼Ke、Kt大，电枢扁平状。7. 与直流伺服电动机相比，直流力
2、矩电动机的Ke、Kt有什么特点？电枢的几何形状有什么特点？二. (20 分)1. 异步电动机等效电路图中r2匕兰上的热损耗表示什么?s2. 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F = Asin(t -x)表示什么磁场？为什么?4. 绘出圆形旋转磁场时异 步电动机的两条典型机械 特性曲线(转子电阻大和小)推导两相伺服电动机传递函数 G(s)二s)/U (s)，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台三相异步电动机
3、空载转速是 1450 r/min，电源频率50 Hz。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（ ）0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
4、电动机小失调角时的传递函数（输出是转角90是:4. 两相混合式步进电动机，产品说明书给出步距角为1.8。，若采用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Uri3 =感应同步器鉴相型信号处理方式中， 输出电压e2o3. 画出直流测速发电机理想输出 电压与实际输出电压曲线，并在 图中说明误差产生的原因。4. 光电增量码盘每转产
5、生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o输出电压表达式是。7. 热敏电阻传感器是根据 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功放电路和双极性址0A一一 一T17输出时的输入电压如图。设电流连续。1）绘出输出电压Uab波形。2）分别绘出电动机状态、发电机状态 和轻载时电流ia波形。3）Ea 0，电动机状态，指出一周期内 电流流经的路线。2. PWM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
6、）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。导电引出线导电环氧妁脂 就樂敏陋质曲八、附加题u。_Ui2.两相绕组匝数都是 场是圆形旋转磁场。W，电流分别为ic（提示 2sin c
7、os,21 si nt, if 21 si nt-90）。证明合成磁 -=sin（用亠） sin（x ）参考答案、1. (1)10s,飞=5 1Os, ETON m(2) T20 =12.3N m,20 =12.3rad/s(3) U3 =24V, T30 =1.8N m竺)05建Ua(s)(0.04s+1)(0.005s+1)0.00002 s +0.04s + 12.框图如下。3.特性曲线如下。二、1.电机一相绕组产生的机械功率。2. 两相电流相位差：0-90两相电压相位差90o,幅值不等。3.4.特性曲线见图dt亶(U,T)二汀性曲线见图。7.U不变，8.U、E=4.44fW 电机额定工
8、作状态时铁心磁密接近饱和，如图。 f门= I。电流过大，电机过热损坏。60 f4 极，ns， p =2= ns =1500r/minPcoG(s) (s)UU(s)_j s 1汀:调节特性斜率。二-:机械特性斜率。 .:U6.三、1.|Tem 二 Ksinn2. 工作原理见图。T =K(RmRmd)si n2rRmq、Rmd :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.TmZrJS2 JS J4.0.225 o5.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，产生咼频电压扰动。直流电动机：需要另外配置传感器，功率放大
9、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. UR13 =Kcosre? =kUmSin(，t 忑)3. 曲线见图。4.0.36 o。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。u = Kx。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) 0：1|：UdTTt At B t 在 t 地t1 T : 地 D2 r Ar B D U d2. 脉宽调
10、制器；开关放大器。3. 增加。4.SPWM5.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 20 40 =800W。七、1.传递函数为_ K,X(s) -K2仃s 1)Tl(s)s(sS1) co9：输出，转角。 x:输入、滑阀位移 T：外负载力矩。 特点：K2小，刚度大z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；冈H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。C ，S变化，引起电容 变化
11、，测出电容可知位移 S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：灵敏度咼，精度咼。八、1 uoR2R2 +R3uiR3Rl R22. Fc =-kWlsin(国t+x)+*-kWIsin(tx)4242FfkWI sin( t x) kWI22F =Fc Ff a ；2kWI sin( 7 -x)sin( t - x)班号姓名自动控制元件及线路考试题题号-一-二二三四五六七八九十总分附加题分数一、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
12、？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？ （ 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
13、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）卜一、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、有一对完全相同的直流电机组成电动机发电机组，激磁电压为110V，电枢电压100V,电枢电阻为Ra=75Q，当电动机电枢加100V电压时， 电动机的电枢电流为0.1A，机组的转速为3000 r/min，问：(15分)(1) 发电机空载时的电枢电压为多少？(2) 电动机的供电电源为
