哈工大精密驅(qū)動技術(shù)考試題庫(1)

1、精密驅(qū)動技術(shù)考試題庫一、 填空1、 精密驅(qū)動技術(shù)主要應(yīng)用于精密與超精密裝備。超精密裝備包括： 精密測量設(shè)備、 精密加工設(shè)備 和 精密仿真測試設(shè)備 等。2、 精密驅(qū)動系統(tǒng)中所用的機(jī)械材料直接影響著系統(tǒng)的驅(qū)動的性能，如：應(yīng)盡量采用_低密度、高剛度_的材料、從而提高工件臺的動態(tài)性能。3、 _直流電機(jī)機(jī)_具有良好的起、制動性能，易于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要_調(diào)速_和_快速正反向_的伺服領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。4、 自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以_ 調(diào)壓調(diào)速_為主。5、 根據(jù)分析，調(diào)壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，而調(diào)節(jié)電樞電壓需要有專門向電動機(jī)供電的_可控直流電源_。6、 采用簡單的單管控制時，稱

2、作_直流斬波器_，后來逐漸發(fā)展成采用各種脈沖寬度調(diào)制開關(guān)的電路，即_脈寬調(diào)制變換器(PWM)_。7、 PWM變換器電路有多種形式，主要分為_可逆_和_不可逆_兩大類。8、 在直線電機(jī)的三相繞組中通入_三相對稱正弦電流_后，也會產(chǎn)生氣隙磁場。當(dāng)不考慮由于鐵芯兩端開斷而引起的縱向邊端效應(yīng)時，這個氣隙磁場的分布情況與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相似，即可看成沿展開的直線方向呈_正弧形_分布。9、柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)是一種新型機(jī)構(gòu)，通過采用_免裝配_、_無間隙_和_無摩擦_的設(shè)計方式可實現(xiàn)微米級甚至納米級的高精度。其重要的應(yīng)用之一是可作為精密驅(qū)動系統(tǒng)中的_運(yùn)放機(jī)構(gòu)_。10、柔性鉸鏈作為一種小體積、無機(jī)械摩擦、無間隙和運(yùn)動靈敏度高

3、的傳動機(jī)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用與各種要求_微小直線位移_或_角位移_，且_高精度定位_的場合。11、當(dāng)某些電解質(zhì)晶體在外力作用下發(fā)生形變時，在他的某些表面上出現(xiàn)異號極化電荷，這種沒有電場的作用，只是由于應(yīng)變應(yīng)力，在晶體內(nèi)產(chǎn)生電極化的現(xiàn)象稱為_壓電效應(yīng)_。12、當(dāng)在壓電晶體上加一電場時，晶體不僅要產(chǎn)生極化，還要產(chǎn)生應(yīng)變和應(yīng)力。這種由電場產(chǎn)生應(yīng)變或應(yīng)力的現(xiàn)象稱為_逆壓電效應(yīng)_。13、壓電效應(yīng)反應(yīng)了_晶體的彈性性能_ 與 _介電性能_之間的耦合。14、壓電陶瓷驅(qū)動器利用_機(jī)電耦合效應(yīng)_，即逆壓電效應(yīng)和電致伸縮效應(yīng)來產(chǎn)生微位移的。15、_磁滯現(xiàn)象_是超磁致伸縮固有的現(xiàn)象，他是造成磁致伸縮與磁場關(guān)系非線性的一個

4、原因，是影響超磁致伸縮執(zhí)行器精確定位的主要因素。16、為了保證滾珠絲杠的_反向傳動精度_和_軸向剛度_，必須消除軸向間隙。17、直線運(yùn)動導(dǎo)軌的作用是用來_支撐_和_引導(dǎo)_運(yùn)動部件按給定的方向作往復(fù)直線運(yùn)動。18、光柵測量技術(shù)的基礎(chǔ)是_ 4 倍頻鑒相技術(shù)_。二、 名詞解釋1、 旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，靜止式可控整流器，直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器。1旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組用交流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。  2靜止式可控整流器用靜止式的可控整流器，以獲得可調(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不控整流電源供電，利用電力電子開關(guān)器件斬波

5、或進(jìn)行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。2、 PWM變換器 脈沖寬度調(diào)制變換器3、 正壓電效應(yīng)某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。4、 逆壓電效應(yīng)當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場，這些電介質(zhì)也會發(fā)生變形，電場去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。5、 電致伸縮效應(yīng)在外電場作用下電介質(zhì)所產(chǎn)生的與場強(qiáng)二次方成正比的應(yīng)變， 稱為電致伸縮。這種效應(yīng)是由電場中電介質(zhì)的極化所引起，并可以發(fā)生在所有的電介質(zhì)中。其

6、特征是應(yīng)變的正負(fù)與外電場方向無關(guān)。6、 機(jī)-電耦合效應(yīng)機(jī)電耦合系數(shù)意思是壓電振子在振動過程中，會將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，這種能量轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象叫做機(jī)電耦合效應(yīng) 7、 電疇具有自發(fā)極化的晶體中存在一些自發(fā)極化取向一致的微小區(qū)域，稱為電疇。8、 機(jī)電耦合系數(shù)機(jī)電耦合系數(shù)意思是壓電振子在振動過程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，這種表示能量相互變換的程度用機(jī)電耦合系數(shù)表示。9、 磁致伸縮效應(yīng)所謂磁致伸縮效應(yīng)，是指鐵磁體在被外磁場磁化時，其體積和長度將發(fā)生變化的現(xiàn)象。磁致伸縮效應(yīng)引起的體積和長度變化雖是微小的，但其長度的變化比體積變化大得多，是人們研究應(yīng)用的主要對象，又稱之為

7、線磁致伸縮。線磁致伸縮的變化量級為10-510-6。它是焦耳在1842年發(fā)現(xiàn)的，其逆效應(yīng)是壓磁效應(yīng)。10、音圈電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，并實現(xiàn)直線型及有限擺角的運(yùn)動。它利用來自永恒磁場或通電線圈導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場中磁極的相互作用產(chǎn)生有規(guī)律的運(yùn)動，因其結(jié)構(gòu)類似于喇叭的音圈而得名。具有高頻響、高精度的特點(diǎn)。11、滾珠絲杠導(dǎo)程導(dǎo)程就是螺母轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)的距離，S(導(dǎo)程）=nP（螺距）12、導(dǎo)向精度導(dǎo)向精度是指動導(dǎo)軌沿支撐導(dǎo)軌運(yùn)動時，其運(yùn)動軌跡的的準(zhǔn)確程度，即直線運(yùn)動導(dǎo)軌的直線性和圓周運(yùn)動導(dǎo)軌的真圓性。13、氣體靜壓導(dǎo)軌空氣靜壓軸承通稱為外部供壓空氣軸承，因為它的氣膜壓力是由外部氣源，通常是空氣壓縮

8、機(jī)供給的。氣體由氣源經(jīng)節(jié)流器，即通常是一些開在軸承表面之一上的進(jìn)氣孔進(jìn)入軸承間隙，然后連續(xù)地從軸承外邊緣排入大氣三、 簡答1、簡述G-M系統(tǒng)工作原理。由原動機(jī)拖動直流發(fā)電機(jī) G 實現(xiàn)變流，由 G 給需要調(diào)速的直流電動機(jī) M 供電，調(diào)節(jié)G 的勵磁電流 if 即可改變其輸出電壓 U，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 n ，這樣的調(diào)速系統(tǒng)簡稱G-M系統(tǒng)2、簡述V-M系統(tǒng)工作原理。晶閘管-電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡稱V-M系統(tǒng)），VT是晶閘管可控整流器，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置 GT 的控制電壓 Uc 來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變整流電壓Ud ，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速。3、比較G-M系統(tǒng)和V-M系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟(jì)

9、性和可靠性上都有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越性；在控制作用的快速性上，變流機(jī)組是秒級，而晶閘管整流器是毫秒級，這將大大提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。V-M系統(tǒng)的問題 它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難；若超過允許值會在很短的時間內(nèi)損壞器件；由諧波與無功功率引起電網(wǎng)電壓波形畸變，殃及附近的用電設(shè)備4、簡述PWM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。PWM的一個優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換對噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是PWM相對于模擬控制的另外一個優(yōu)點(diǎn)PWM既經(jīng)濟(jì)、節(jié)約空間、抗噪性能強(qiáng)5、簡述雙極式控制的橋式可逆PWM變換器的優(yōu)點(diǎn)。（1）電流一定連續(xù)；（2）可使電機(jī)在四象限運(yùn)行；（3）

10、電機(jī)停止時有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；（4）低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)20000左右；（5）低速時，每個開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。6、轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種基本的反饋控制系統(tǒng)，它具有哪三個基本特征？（1）被調(diào)量有靜差（2）抵抗擾動, 服從給定（3）系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測精度 7、簡述直線電機(jī)的特點(diǎn)。（1）結(jié)構(gòu)簡單（2）適合高速直線運(yùn)動。（3）初級繞組利用率高。（4）無橫向邊緣效應(yīng)。（5）容易克服單邊磁拉力問題（6）易于調(diào)節(jié)和控制。（7）適應(yīng)性強(qiáng)8、 簡述SVPWM的優(yōu)點(diǎn)。（1） 開關(guān)損耗小（2） 計算簡單（3） 比一般的SPWM逆變器輸出電壓高9、

11、柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)的選型與設(shè)計過程中需要遵循哪三個原則？1.高精度原則:欲保證運(yùn)動輸出端的高精度,除了選擇類似高精度驅(qū)動器外,運(yùn)放機(jī)構(gòu)也需要有高精度作保證;2.功效損耗最小原則:運(yùn)放機(jī)構(gòu)作為傳動系統(tǒng),總要造成輸入端一定程度的功率損耗,原則上,這種功率損耗應(yīng)該越小越好;3.運(yùn)放倍數(shù)決定運(yùn)放機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原則:一般情況下,結(jié)構(gòu)越簡單,放大倍數(shù)越小。10、簡述壓電陶瓷微位移驅(qū)動器的優(yōu)、缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：位移分辨率高；位移分辨率高；機(jī)械性能好；輸出力大；功耗低 缺點(diǎn)：驅(qū)動電壓高，輸出位移較小11、影響雙晶片執(zhí)行器驅(qū)動位移的因素主要有哪些？壓電片和夾層彈性梁的長度和厚度、壓電陶瓷基本參數(shù)、彈性梁材料特性及外電場的大小。12、簡述導(dǎo)軌的分類。13、 影響滾珠絲杠副定位精度的因素主要有哪些？14、簡述單頻激光干涉儀和雙頻激光干涉儀的優(yōu)缺點(diǎn)。四、計算題1、某直流調(diào)速系統(tǒng)電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速為，額定速降，當(dāng)要求靜差率30%時，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率20%，則調(diào)速范圍是多少？如果希望調(diào)速范圍