《机电控制系统分析与设计》期末作业考核要求

吉大11秋学期《机电控制系统分析与设计》期末作业考核要求一、填空（每空2分，共40分）1、运动微分方程的特解代表系统的运动，而通解代表系统的自由运动。2、微分作用的特点是具有微分控制规律的控制器性质。3、传感器的作用不仅是信息的采集和传输，还是机电结合的控制。4、闭环控制系统的开环增益值越高，系统越不容易稳定。闭环控制系统中加入固有频率的主要目的是消除系统的稳态误差。5、常用传感器输出的信号有电压信号、电流信号、数字信号。6、反相放大器输入信号极性与输出信号极性相反。7、如果输入到比较器的信号存在小波动，应选用高精度比较器。8、读取A/D转换结果的3方法是：直接采样法交替采样法同步采样法。9、脉冲宽度调制的英文缩写是PDM。10、用在液压系统中供电为直流24伏中的比例阀的最大电流约800毫安。11、为减小比例阀零位死区、滞环，需要控制电路中分别叠加、信号。12、频率测量的方法有M、T、M/T法。二、简答题（每题6分，共30分）1、纯迟延环节对系统稳定性有何影响？答：纯迟延环节对系统的幅频特性没有影响，而对系统的相频特性影响较大，它使相角在原有基础上再加上一个角度4。根据这个结论在原来频率特性基础上画出增加纯迟延环节后的频率特性也是很方便的2、测量频率时，为提高测量精度，根据频率大小如何选择测频方法？答：测高频信号频率时，用计数法直接测出频率。测低频信号频率时，先用计数法测量其周期再换算成频率，以期得到高精度测量3、差动变压器式位移传感器都是根据什么原理工作的？答：LVDT最基本的结构是由在圆柱形骨架上绕有螺旋形的原边和两个付边绕组所组成的线圈及一可动铁芯构成。当原边供给一振荡电压时，由于电磁感应，两付边就分别产生感应电压V1和V2。若铁芯正处线圈的中心位置时，两付边对原边的互感量正好相等，同时两付边的交流电压分别经检测电路检波后，把所得两直流电压取其差值，则输出差动直电压V为零。当铁芯往上位移时，上边的付边与原边的互感量增大，而下边的减小，即出现V1＞V2，则差动直流输出电压V＞0，反之亦然。可见差动直流电压V与铁芯位移的大小在某一范围内是呈线性关系的。测量时把LVDT壳体夹固在参照物上，把和铁芯连接的测杆紧固在被测点上，当被测对象位移时就带动铁芯相对于线圈动，从而线性地改变LVDT的输出电压。这样通过电测仪器测量LVDT输出电压的大小，即可测量出被测对象的位移量4、电液比例流量控制的作用是什么？在顺序控制系统中采用比例控制技术比传统液压控制技术有何优点？5、热敏电阻工作原理？答：线性热敏电阻的阻值随温度升高而增大，呈直线变化，线性好。无需采取线性补偿措施使电路设计简化。线性热敏电阻广泛用于通讯、汽车、仪表、计算机、家电等行业的温度控制、温度测量、温度补偿。使用环境在－40度——+250度时，其特性不变。NTC负温度系数热敏电阻：是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~1000000欧姆，温度系数-2%~-6.5%。NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。PTC热敏电阻：是正的温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻，简称PTC热敏电阻。PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。三、计算题（每题10分，共30分）1、电子心率起博器系统如下图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个积分器。设阻尼比ξ=0.5对应最佳响应，问起博器的增益K多大？答：G(S)=)2()20(20)105.0(2nSSSSKSSKn由已知条件可得:n2=20K(1),2ζωn=20(2),ζ=0.5(3)联立三式解得:K=202、如图所示电路，已知Ui1=1V，tUisin32V，稳压管DZ的稳压值为4V，正向压降为0.7V。试按同一坐标比例对照输入波形画出)(0tU的波形图。K/0.05S+11/SX(S)Y(S)起博器心脏R4DZUoR14kR28kUi2Ui1+-A1R32.2kUo1RF16k3、如图所示：运算放大器测量电路R1、R2和R3的阻值固定，RF是检测电阻。设R1＝R2＝R，R3＝RF，RRF。试求U0与的线性关系表达式。图中E为一直流电源。答：ERRRRRRRRRRuFFFFFFo由于R＞＞FR，故RERERRRRRuFFFFoR1R2R3(1+)RFU0+-A＋－E