機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答二

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作業(yè)解答（二）、填空題1 .低頻分量2 .固有頻率3 .相對(duì)阻尼系數(shù)4 .固有頻率5 .變頻信號(hào)源6 .最大動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩7 .線性直流伺服放大器8 .電源頻率高頻分量阻尼能力脈沖分配器降低脈寬調(diào)制放大器磁極對(duì)數(shù)功率放大器轉(zhuǎn)差率電液伺服閥9 .電液比例閥10 .定位精度定位時(shí)間二、簡(jiǎn)答題1 .如何提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度？伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度主要取決于系統(tǒng)的頻率特性和系統(tǒng)的加速度。（1）提高系統(tǒng)的固有頻率，減小阻尼。增加傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度，減小折算的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減小摩擦力均有利于提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。（2）提高驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)力可以提高系統(tǒng)的加速度，由此也可提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。2 .步進(jìn)

2、電機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)速度控制的？步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)是由輸入的電脈沖信號(hào)控制的， 每當(dāng)電機(jī)繞組接收一個(gè)脈沖， 轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)一 個(gè)相應(yīng)的角度。其角位移量與輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比， 在時(shí)間上與輸入脈沖同步。 因而， 只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序，即可得到所需轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和方向。3 .試述直流電機(jī)伺服系統(tǒng)中脈寬調(diào)制放大器的基本工作原理。脈寬調(diào)制放大器是直流伺服電機(jī)常用的晶體管驅(qū)動(dòng)電路。利用大功率晶體管的開(kāi)關(guān)作用，將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波電壓，施加于直流電機(jī)的電樞， 通過(guò)對(duì)方波脈沖寬度的控制，改變電樞的平均電壓，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。4 .交流伺服電機(jī)有哪些類型？交流伺服驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)是什

3、麼？交流伺服電機(jī)有永磁式交流同步電機(jī)和籠型異步電機(jī)兩類。交流伺服驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)有：（1）調(diào)速范圍大；（2）適合大、中功率伺服系統(tǒng)；（3）運(yùn)行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不受負(fù)載變化的影響；（4）輸出轉(zhuǎn)矩較大，而轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。三、分析題1 .分析傳感器的誤差對(duì)輸出精度的影響傳感器位于反饋通道，誤差的低頻分量影響系統(tǒng)的輸出精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此傳感器應(yīng)有較高的精度；而誤差的高頻分量不影響輸出精度，可以允許傳感器及放大電路有一定的高頻噪聲。2 .分析齒輪減速器的傳動(dòng)誤差對(duì)工作臺(tái)輸出精度的影響。對(duì)于開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)，由于無(wú)檢測(cè)裝置，不對(duì)位置進(jìn)行檢測(cè)和反饋，齒輪減速器的傳動(dòng)誤差（誤差的高頻分量） 和回程誤差（誤差

4、的低頻分量）將直接影響工作臺(tái)的輸出精度。四、計(jì)算題1.如圖所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線伺服系統(tǒng)，已知工作臺(tái)的質(zhì)量為m = 50kg,工作臺(tái)與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)f = 0.1,負(fù)載力為Fw= 1000N ,絲杠直徑為 D=16mm,導(dǎo)程為ts = 4mm,齒輪減 速比為i=5,工作臺(tái)的最大線速度為v=0.04m/s,試求：（1）折算到電機(jī)軸上的負(fù)載力矩；（2）電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速；（3）電機(jī)所需功率。解：（1）折算到電機(jī)軸上的負(fù)載力矩摩擦負(fù)載力Ff=mgf=50X 10X0.1 = 50N外負(fù)載力Fw= 1000N電機(jī)上的負(fù)載力矩為1 ts1Tm 7 : （Fw Ff）31 4 10 31（1000 50）5 20.70.191Nm（2）電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速v0.04n i - 5-50r/s 3000r/mints0.004（3）電機(jī)所需功率Pm1.5 2.5 3lp取系數(shù)為2,則Pm 2T 2 n 2 0.191 250 120W2.如圖所示的開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)，已知負(fù)載力F=2000N,工作臺(tái)長(zhǎng)L=400mm,往復(fù)精度為0.02 mm,絲杠導(dǎo)程 6mm,直徑d=32mm,步進(jìn)電機(jī)的步距角為a = 1.5 ,試確定齒輪減速比io解：步進(jìn)電機(jī)的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)360ns 3601.5240脈沖