伺服系统期末复习材料.doc

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1、1.伺服系统的定义、概念；伺服系统的基本要求；主要特点，伺服系统分类(按照控制理论，按照反馈方式)它们各有什么特点？；位置速度检测元件(名称)莫尔条纹的特性3种效应。定义：在自动控制系统中，使输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为随动系统，亦称为伺服系统。要求：①稳定性好②精度高③快速响应并无超调④低速大转矩和调速范围宽主要特点：①精确的检测装置②有多种反馈比较原理与方法③高性能伺服电动机④宽调速范围的速度调节系统按控制理论分类：①开环伺服系统（信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来）②闭环伺服系统（若各种参

2、数匹配不当，将会引起系统振荡，造成不稳定，影响定位精度，而且系统复杂和成本高）③半闭环伺服系统（不能补偿位置闭环系统外的传动装置的传动误差，却可以获得稳定的控制特性。介于开环与闭环之间，精度没有闭环高，调试却比闭环方便，因而得到广泛应用。）按反馈方式分类：①脉冲、数字比较伺服系统（结构简单，容易实现，整机工作稳定，在一般数控伺服系统中应用十分普遍）②相位比较伺服系统（适用于感应式检测元件的工作状态，可得到满意的精度。相位比较伺服系统的载波频率高，响应快，抗干扰性强，因而很适于用做连续控制的伺服系统）③幅值比较伺服系统（幅值大小与机械位移量成正比

3、）④全数字伺服系统（高速度、高精度、大功率）速度检测：①异步（交流）测速发电机②直流测速发电机③光电测速盘位置检测：①感应同步器②光栅莫尔条纹特性的三种效应：①莫尔条纹的移动与栅距成比例②平均效应③放大效应2.晶闸管的伏安特性曲线，以及导通条件和关断条件，维持电流，擎住电流；全控器件写出三种名称（IGBT，GTO，MOSFET）优缺点；导通条件：晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压时晶闸管才能导通，这是晶闸管导通必须同时具备的两个条件。关断条件：在晶闸管导通之后，其控制极就失去控制作用。欲使晶闸管恢复阻断状态，必须把阳极正向电压降低到一定值(或断

4、开，或反向)。所以说晶闸管是控制导通而不控制关断的半控器件。维持电流IH：使晶闸管维持导通所必需的最小电流擎住电流IL：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。门极关断晶闸管GTO：缺点：门极反向关断电流大，开关缓冲电路要消耗一定能量，且需要快速恢复无感电阻、无感电容、二极管等元器件。优点：在于GTO是四层器件，开关频率较高，不需要辅助转流电路和开关容量等。绝缘门极晶体管IGBT：优点：具有输入阻抗高、开关速度快、驱动电路简单、通态电压低、能承受高电压大电流等优点。缺点：若为大电感负载IGBT的关断时间不宜过短。IGB

5、T不适合于要求器件压降低于0.7V的场合下使用。击穿电压高的IGBT器件电流容量较低。功率场效应晶体管MOSFET：优点：单极型，电压驱动，开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小而且驱动电路简单。缺点：波形失真，只能做普通功率管，不能做信号1.直流电动机机械特性，理想空载转速。转速降落表达式，不同电枢电压下的机械特性曲线。电动机的机械特性：描述了电动机的转速与转矩之间的关系。理想空载转速：在这一曲线族中，不同的电枢电压对应于不同的曲线，各曲线是彼此平行的。n0(U/Ce)称为“理想空载转速”，而⊿n(RTe/CeCm)称为转速降落。

6、2.直流电机的调速方式有？各自特点调速方式：①调节电枢供电电压U（调压调速）（转速下降，机械特性曲线平行下移。调速范围宽，机械特性硬，动态性能好）②减弱励磁磁通F（调磁调速）（转速上升，机械特性曲线变软。）③改变电枢回路电阻R（调阻调速）（转速下降，机械特性曲线变软。）3.调速系统的静态调速指标及其表达式和关系静态调速指标：①调速范围②静差率③调速范围与静差率的关系调速范围：静差率：调速范围与静差率的关系：4.比例调节器，积分调节器控制规律，及其特点；无静差调速系统中必须采用I调节器比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状；而积分调节器的输出则

7、包含了输入偏差量的全部历史。只要历史上有偏差，就有足够的控制电压，保证系统的稳定运行。积分控制虽然最终能消除隐态误差，但快速性不如比例控制。5.采用PI调节器的单闭环转速负反馈直流调速系统的结构图会画，简述其调节过程和控制规律，闭环对扰动的抑制能力。设Idcr为临界的截止电流，当电流大于Idcr时，将电流负反馈信号加到调节器的输入端；当电流小于Idcr时，将电流负反馈切断。系统中的电流检测反馈信号Ufi=βId,β为检测环节的比例系数；允许电枢电流截止反馈的临界值Idcr=Ucom/β（Ucom为比较电压）。当Id≤Idcr（即Ufi≤Ucom

8、）时，电流负反馈被截止，不起作用，此时系统仅存在转速负反馈。当负载电流增大使Id>Idcr（即Ufi>Uw,Uw为稳压管稳压电压），稳压管被反向击穿，