1、哈工大 2005 年 秋 季学期自动控制元件及线路 试 题 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分分数第 1 页 （共 13 页）班号姓名一 （20 分） 1. 1 台永磁直流力矩电机，反电势系数 摩擦转矩),rad/sV( 2eK，转动惯量 kgm ，电感 H。连续堵转时mN2.0fT3104J20.aL电流 ，电压 。A 51IV 21U（1）求机电时间常数 ，电磁时间常数 ，连续堵转的电磁转矩 。me1T（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2 20T。0（3）电机转速 ，电磁转矩 时，求电枢电压 和输出 rad/s 103N 33U转矩 。0T
2、（4）写出该电机的传递函数 。)(/sUa试 题： 班号： 姓名：第 2 页 （共 13 页）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au， 及扰动力矩 。)(sIa),(,sTEema )(sTc3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是什么？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？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eKt状有什么特点？试
3、 题： 班号： 姓名：第 3 页 （共 13 页）二 （20 分）1.异步电动机等效电路图中 上的热损耗表示什么？sr122.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？ )sin(xtAF4.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） 。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)(/)(sUsG线的关系。试 题： 班号： 姓名：第 4 页 （共 13 页）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。
4、 8一台三相异步电动机空载转速是 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。试 题： 班号： 姓名：第 5 页 （共 13 页）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。
5、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？试 题： 班号： 姓名：第 6 页 （共 13 页）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 13RU感应同步器
6、鉴相型信号处理方式中，输出电压 。2e3.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 。输出电压表达式是 。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？试 题： 班号： 姓名：第 7 页 （共 13 页）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。ABu2）分别绘出电动机
7、状态、发电机状态和轻载时电流 波形。ai3） ，电动机状态，指出一周期内0aE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）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。 试 题： 班号： 姓名：第 8 页 （共 13 页）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
8、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。试 题： 班号： 姓名：第 9 页 （共 13 页）八、附加题1.求图示功率放大器的稳态放大系数 iou2.两相绕组匝数都是 ，电流分别为 。证明合成磁W)90sin(2sin2tItIifc 、场是圆形旋转磁场。 （提示 ）)i()(osin2试 题： 班号： 姓名：第 10 页 （共 13 页）参考答案一、1.（1） 33e1410s50sNmmT、（2） 202.N.rad/T（3） 330V8U、（4） 2(). .5.41)(5)0.041assss2.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。etK、二、1.电机一相绕组产生的机械功率。2.两相电流相位差： 09两相电压相位差 90，幅值不等。3.
