机电控制作业

一、单项选择题

1.在下图a）中，论述正确的是（D ）

A．SB3是停止按钮B．SB2是点动按钮C．SB1是起动按钮D．KM为交流接触器2.在下图b）中，论述正确的是（ A ）

A．SB1是停止按钮B．SB2是点动按钮C．SB2是起动按钮D．S为点动开关

3.在下图c）中，论述错误的是（ B ）

A．SB1是停止按钮B．SB2是自锁按钮C．SB3是点动按钮D．K为中间继电器

4.用继电器、接触器控制线路实现电动机的起动，必须具有（ B ）功能。

A．互锁B．自锁C．点动D．正反转

5.下列电器元件中，可用于实现机床工作台正反向自动循环转换功能的是（ B ）。

A．按钮B．行程开关C．速度继电器D．中间继电器

6.机械设备的维修、调整常要求其控制线路具有（ C ）功能。

A．自锁B．互锁C．点动D．正反转

7.多处起功能须用（ B ）方式来实现。

A．动合触点串联B．动合触点并联C．动断触点串联D．动断触点并联

8. 多处停止功能须用（ C ）方式来实现。

A．动合触点串联 B．动合触点并联 C．动断触点串联 D．动断触点并联

9.有关继电器、接触器控制线路设计正确的论述是（ B ）

A．线圈可以串联 B．线圈只能出现一次

C．线圈与触点可交叉联接 D．接触器线圈之间必须有互锁保护

10. 有关中间继电器功能的论述错误的是（ C ）。

A．信号的传递与转换 B．实现多路控制

C．动作延时 D．小功率信号控制大容量触点动作

11．下列元件中，可用于实现机床工作台正反向起动转换功能的是（ A ）。

A．按钮 B．空气开关 C．速度继电器 D．中间继电器

12．继电器、接触器控制系统的优点是（ B ）。

A．接线调试简便 B．控制功能简单时成本较低 C．柔性好 D．功能强大

13.有关继电器、接触器控制线路设计错误的论述是（ D ）

A．线圈不能串联 B．线圈只能出现一次 C．线圈可以并联 D．一个触点可以多处使用

14.目前广泛使用的普通机床的机电控制大多采用（ B ）

A．PLC控制 B．继电器、接触器控制 C．数字控制 D．计算机控制15. 选择时间继电器时要考虑多种因素，但下列因素中的（ D ）除外。

A．延时方式 B．触点数目 C．额定电参数 D．灵敏度

16.交流变频调速属于（ C ）调速。

A．恒功率B．恒转矩C．电气无级D．电气有级

17.直流调速系统实现无静差调节可使用（ D ）

A．转速负反馈B．电压负反馈+电流正反馈

C．电流截止负反馈D．比例积分调节器的闭环调速

18.PWM恒幅脉宽调制型变频器中逆变器的作用是（ A ）。

A．将直流电转变为频率及幅值可变的交流电B．将交流电变为直流电

C．改变交流电的幅值D．调节直流电动机速度

19. 直流自动调速属于（ A ）调速。

A．恒功率 B．恒转矩 C．电气无级 D．电气有级

20. 交流调速有如下几种，但（C）除外。170页（答案确定C）

A．变频调速 B．变极对数调速 C．变转差率调速 D．调压调速

21.有关直流调速系统与交流调速系统正确的论述是（ C ）。

A．直流调速维护简便 B．交流调速性能优于直流调速C．交流调速经济性好 D．直流调速应用前景更广阔

22.在下列可编程序控制器的指令中，有错误的一组是( A )。

A．AND, ANDOR B．C , T C．ORB , ANB D．MC, MCR

23.下列元件中，不可作为可编程序控制器输出控制的对象是（ B ）。

A．照明灯 B．组合开关 C．接触器线圈 D．电磁铁线圈

24.下列元件中，可作为可编程序控制器输入元件的是（ A ）。

A．按钮开关B．电磁铁C．接触器线圈D．继电器线圈

25.目前广泛使用的普通机床的机电控制大多采用（ B ）

A．PLC控制 B．继电器、接触器控制 C．数字控制 D．微机控制

26.PLC用户程序应写入（ A ）存储器中。

A．EPROM B．SRAM C．ROM D．DRAM

27.将可编程序控制器分为小型、中型、大型的依据是（ D ）。

A．CPU性能 B．扫描速度高低 C．存储器容量大小 D．I/O点数

28. 有关可编程序控制器接口作用错误的是( C )

A．输入控制信息B．强、弱电信号隔离C．数据存储D．输出控制信号29．有关可编程序控制器特殊辅助继电器的用法错误的论述是（ C ）A．M8000---开机运行状态B．M8002----开机初始化脉冲C．M8034----禁止外部信号输入D．M 8028----时钟脉冲发生器

二、填空题

1. 按钮通常是短时接通或断开小电流的控制电路开关。

2.空气开关具有过载、短路和欠电压保护。

3.与机电设备机械、液压发生直接联系的电器有电磁换向阀等。

4.在电气控制接线图中，继电器、接触器线圈与其触点必须画在一起。

5.X62W万能升降台铣床主轴或进给变速时，电动机变速冲动的目的是便于变

速齿轮对相互啮合。

6.继电器、接触器控制线路线圈不能串联，但可以并联使用。

7.用热继电器实现过载保护，必须在主电路中接入其热元件，在控制线路中接入动断触点。

8.三相鼠笼型交流异步电动机常用电气制动方式有：__能耗制动______ 、反接制动。

9.选择电气元件时，热继电器的整定电流按电动机的额定电流来调整。

10.速度继电器常与电动机同轴安装，其作用是判断电机的运转和停止状态。

11.多处停止功能须用动断触点串联方式来实现。

12.熔断器熔体额定电流的选择是熔断器选择的核心。

13.三相鼠笼型交流异步电动机常用制动方式有：电气制动、_机械制动_。

14.选择电气元件时，变压器的容量按控制回路的总功率来选择。

15.在电气控制线路图中，继电器、接触器线圈与其触点分开画。

16.选择电气元件时，交流接触器电磁铁线圈的额定电压应与控制回路电源电压一

致。

17.三相鼠笼型交流异步电动机常用降压起动方式有：____Y-- ___、定子串电阻。

18.直流调速系统中引入转速负反馈可以降低转速降落、扩大调速范围；实现速度

自动调整。

19.在电压负反馈自动调速系统中，为了改善调速性能，常还接入电流正反馈。

20.直流调速中，保持励磁磁通不变，改变电枢供电电压为调压调速方式调速。

21.交流无级调速方案有变转差率调速、变频调速。

22.在直流调速系统回路中，使用比例积分（PI）调节器可以实现无静差调节。

23.直流调速系统中引入转速负反馈可以降低转速降落、扩大调速范围；实现速

度自动调整。

24.直流调速方案中恒功率调速适用于机床主运动（切削运动）负载。

25.直流调速中，保持电枢供电电压不变，改变励磁磁通为恒功率方式调速。

26.交流变频调速中，逆变器的作用是将直流电重新逆变为新频率的三相交流电，驱动负载电动机转动。

27.交流串级调速方案有顶子串电势、转子串电势等。

28. PLC硬件的基本组CPU，输入模块，输出模块，储存器，电源模块等。

29.可编程序控制器（PLC）的工作方式是循环扫描，分为五个阶段：自诊断、通

信服务、输入扫描、执行程序、输出刷新。

30.可编程序控制器中强、弱电信号采用光电耦合方式进行隔离。

31.在可编程序控制梯形图中，同一个继电器线圈最多能出现一次，而其触点

可以被无限引用。

32.可编程序控制器实质上是为工业过程控制而设计的新型工业控制装置，CPU 是其运算、控制中心。

33.可编程序控制器常用于机电设备中开关量的自动控制。

36可编程序控制器（PLC）结构分类有整体，模块。

37．可编程序控制器（PLC）输入组件接受外部电路的接通与断开状态，并存放在相应数据区，提供给程序运算用。

38．可编程序控制器（PLC）输出组件将PLC输出信号传送给输出锁存器，并将输出状态存放在输出映像寄存器。

39．可编程序控制器（PLC）输出接口类型有：晶体管输出接口，晶闸管输出接口，小型继电器接口。

40．可编程序控制器（PLC）的输入、输出元件编号采用八进制方式，定时器、计数器值设置采用十进制方式。

判断改错题

1.继电器、接触器控制原理图中的元器件触点按工作时的受力、通电状态画。（错）

2.ＹY—△转换是交流电动机的高、低速转换方式.（对）

3.D/A、A/D转换器分别用于模拟量的输入、输出模块。（错）

4.FX型可编程序控制器PLC的步进梯形指令是LD。（错）

5.FX型可编程序控制器PLC的空操作指令是NOP。（对）

6.中间继电器与交流接触器工作原理相同，其主触点用于切断主电路。（（错）

7. A/D、D/A转换器分别用于用于模拟量的输入、输出模块。（对）

8. 变频调速是一种直流无级调速方法。（错）

9. M8002是PLC开机初始化脉冲指令。（对）

10. FX型可编程控制器PLC为整体箱式结构。（对）

11. Y—△转换是交流电动机高、低速转换方式，Y对应高速，△对应低速。（错）

12. PLC在停止模式（STOP），进行内部处理及通信服务。（对）

13.额定功率相同的电动机，额定转速愈低，结构尺寸愈小，价格愈低。（错）

14. PLC的基本工作方式有顺序扫描、中断方式。（对）

15. 在PLC程序执行阶段，外部输入电路状态变化，输入映像寄存器状态不会随之改变，而在下一个扫描周期的输入阶段被读入。（对）

16.YY—△转换是为了减小交流电动机的起动电流，在起动时采用低电压的△连接，正常工作时转换为高电压的YY形连接的一种降压起动方式。（对）

17.电气控制接线图中的同一电气元件线圈与触点可以分开画。（错）

18. 主运动负载要求恒转矩调速，进给运动负载要求恒功率调速。（错）

19. PLC的基本组成是：CPU、存储器、电源。输入与输出模块（错）

20. 不同系列PLC可有不同的编程指令，但其基本工作方式均相同。（对）

21. 电气控制接线图中的电气元件触点按常态（未受力、未通电）画。（对）

22. 按钮常用于小功率工作回路中，起动按钮为红色，停止按钮为绿色。（错）

23. 直流自动调速系统中，采用积分放大调节器可实现无静差调节。（对）

24. Ｙ0是FX系列PLC的一个输出继电器。（对）

25. FX系列PLC的计数器有10位、16位及32位等多种型式。（错）

26. 电气控制原理图中的同一电气元件线圈与触点可以分开画。（对）

27.YY—△转换是交流异步电动机的一种高、低速转换方式，YY对应高速，△对应低速。（对）

28. 额定功率相同的电动机，额定转速愈高，结构尺寸愈大，价格愈高。（错）

29. D/A、A/D转换器分别用于用于模拟量的输入、输出模块。（错）

30. FX系列PLC的定时器有1ms、10 ms两种分辩率型式。（错）

简答题

1.分析直流调速系统转速负反馈电路的基本工作原理。

答：由给定电位器给出一个控制电压U n*，与反馈回来的速度反馈电压U n一起加到放大器输入端上，其差值信号?U n=U n*- U n被放大K p倍后，得U ct做为触发器的控制信号，触发器产生相应相位的脉冲去触发整流器中的晶闸管。整流输出的直流电压U d加在了电枢两端，产生电流I d，使电动机以一定的转速旋转。

2.简述三相交流异步电动机能耗制动的原理。

答: 能耗制动是三相异步电动机要停车时切除三相电源的同时，把定子绕组接通直流电源，电动机内部立即建立一个静止的固定磁场，而电机仍以原来的速度转动，转子导体切割固定磁场的磁力线。可以判断出此时产生的电磁转矩方向是与原来电机转动方向是相反的，产生制动力矩在转速为零时在切除直流电源的制动过程。

3.画出PLC控制梯形图所对应的语句指令表。（例题）请将第三章书后习题熟练掌握）

答：

4.简述可编程控制器PLC的特点。

答：1. 编程方法简单易学 2. 功能强，性能价格比高3. 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强4. 可靠性高，抗干扰能力强5. 系统的设计、安装、调试工作量少

6. 维修工作量小，维修方便

7. 体积小，能耗低

5. 简述交流调速方案特点。

答：实际应用的交流调速方式有多种:

1:变极调速,这种调速方式只使用于专门生产的变极多速异步电动机。通过绕组的不同的组合连接方式，可获得二、三、四极三种速度，这种调速方式速度变化是有级的.

2:转子串电阻调速,这种调速方式只适用于绕线式转子异步电动机，它是通过改变串联于转子电路中的电阻的阻值的方式，来改变电机的转差率，进而达到调速的目的。可实现多种速度的调速(原理上,也可实现无级调速)。但串联电阻消耗功率，效率较低。同时机械特性较软.

3:串级调速,这种调速方式也只适用于绕线式异步电机，它是通过一定的电子设备将转差功率.

4:调压调速,这是将晶闸管反并联连接，构成交流调速电路，这种方式也改变转差率S，转差功率消耗在转子回路中，效率较低.

5:变频调速,改变供电频率，可使异步电动机获得不同的同步转速

6. 简述直流电动机调速方法的种类与特点。

答:1) 改变电枢回路电阻R

2) 改变励磁磁通φ

3）改变电枢外加电压U 。

特点：对于要求大范围无极调速的系统来说，改变电枢回路总电阻的方案难以实现，而改变电动机磁通φ虽可以平滑调速，但调速范围不可能很大。有两个因素限制了磁通φ的变化范围，一是电动机的电磁转矩与φ成正比，为使电动机具有必要的负载能力，φ不能太小，其二是因受磁路饱和的限制，φ不可能太大。通常很少见到单独调磁通φ的调速系统。为了扩大调压调速系统的调速范围，往往把调磁调速做为一种辅助手段加以采用。

7. 简述题可编程序控制器开关量输入模块工作原理。

答：外部输入电路接通时，光电耦合器中的发光二极管发光，光敏三极管导通，内部电路工作，对应的输入映像寄存器为1状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点断开。

8. 简述PLC 扫描工作过程。 答 PLC 采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式。 1．每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。 2．输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。 3．一个扫描周期分为内部处理，通信服务，输入采样，程序执行，输出刷新。

9. 调速范围与哪些因素有关？ 如何扩大调速系统的调速范围？

答：()

S n S n n nom nom -?==1n D min max 同一系统的调速范围、静差率和额定转速降落三者之间有密不可分的联系。对静差率值要求越小，能得到的调速范围也将越小。若想扩大调速范围可引入转速负反馈闭环控制系统，可以有效减小稳态转速降落，扩大调速范围。

10. 简述交流变频调速的基本原理。

答：由交流电动机的速度公式

)1(601S p f n -=

可知，改变定子频率可实现调速。如将三

相50Hz 交流电经过一定电子设备变换得到不同的频率的三相交流电，则可使普通交流电机获得不同的转速。这种设备我们称之为变频器。

交---直—交型变频器的结构如上，主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。

11. 简述PLC的编程元件的种类。

答：PLC的主要编程元件有：输入继电器与输出继电器，辅助继电器与状态，定时器T，高速计数器(HSC)，数据寄存器D等。

12. 简述题39图所示可编程序控制器开关量输出模块工作原理。

答：在输出处理阶段，CPU将程序运行结果决定的输出映像寄存器中的0，1状态输送到输出锁存器，输出模块中对应的硬件继电器通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。

13. 简述机床工作台实现正反向自动循环进给的工作原理。

答：机床工作台要实现正反向自动循环进给要用到行程开关SQ。如图所示：

按下正向起动按钮SB2，接触器KM1得电动作并自锁，电动机正转使工作台前进。当运行到ST2位置时，撞块压下ST2，ST2动断触点使KM1断电，但ST2的动合触点使KM2得电动作并自锁，电动机反转使工作台后退。当工作台运动到右端点撞块压下ST1时，使KM2断电，KM1又得电动作，电动机又正转使工作台前进，这样可一直循环下去，直到按下停止按钮才能停下来。

14. 简述电动机转速随负载增加而下降的原因。

答：异步电动机的转轴上同时作用者两个转矩（或者说两个作用力），一个是定子线圈吸取电源能量作用在转子上转动力，另一个是拖动机械作用在转子上的旋转阻力，在一定的转速下两个力是平衡的，转子呈匀速运动。当负载加重时，旋转阻力增加，转速就会下降。转

速下降引起滑差增大，转子的电磁感应驱动力加大，就这样，在一个较低的转速下两个作用力取得新的平衡。

直流电机负载增加，负载电流必然增加，拖动电动机的电流也增加 机组转速就是电动机转速，n=（U-IR ）/电动势常数*磁通 电压不变，电阻不变，“电动势常数*磁通”不变；所以电流增加转速下降。

15. 简述交流电动机变频调速的工作原理。（同10答案一致）

16. 画出题所示梯形图中对应输出继电器Ｙ０的时序图（已知可逆计数器C100计数设置为6， U 为加法计数端，D 为减法计数端，R 为复位端)。

17. 简述三相交流异步电动机Y —△降压起动的原理。

答：Y ——△降压起动就是对电机的三相绕组在起动时和正常运转时施加的不同的电压，来

降低电机启动时的冲击电流，以减少对电网的影响。

对于△连接的异步电机起动时把它连接称星形，在这种接法下，电机每个绕组所承接的电压就是220V 。当起动即将结束时再将三相绕组恢复成三角形解法，这时绕组承接的电压为380，电机可以满电压正常工作。

18. 某直流调速系统调速范围D=30，额定转速min /30001r n ed =，开环转速降落min /100r n ed =?，如果要求系统的静差度s 为5%，求系统总放大倍数K 。

答：请结合P142计算题计算。（要求熟练理解）

19. 简述可编程序控制器PLC 的应用领域。

答：可编程序控制器PLC 的应用领域主要有：

1. 开关量逻辑控制

2. 运动控制

3. 闭环过程控制

4. 数据处理

5. 通信联网

20. 简述三相交流异步电动机反接制动的工作原理。

答：反接制动实质上是改变接在电动机定子绕组上的三相电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩，因而起制动作用。反接制动过程为：当想要停车时，首先将三相电源切换，然后当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。

21. 简述交流调速方法及特点

答：1：变极调速这种调速方式只使用于专门生产的变极多速异步电动机。通过绕组的不同的组合连接方式，可获得二、三、四极三种速度，这种调速方式速度变化是有级的，只适用于一些特殊应用的场合，只能达到大范围粗调的目的。

2：转子串电阻调速

这种调速方式只适用于绕线式转子异步电动机，它是通过改变串联于转子电路中 的电阻的阻值的方式，来改变电机的转差率，进而达到调速的目的。串联电阻消耗功率，效率较低。同时这种调速方式机械特性较软，只适合于调速性

能要求不高的场合。

3：串级调速

这种调速方式也只适用于绕线式异步电机，它是通过一定的电子设备将转差功率 反馈到电网中加以利用的方法。在风机泵类等传动系统上广泛采用。

4：调压调速

这是将晶闸管反并联连接，构成交流调速电路，通过调整晶闸管的触发角，改变异步电动机的端电压进行调速。这种方式也改变转差率S，转差功率

消耗在转子回路中，效率较低，仅适用于特殊转子电机或线绕转子电机中。

5：电磁调速异步电动机

这种系统是在异步电动机与负载之间通过电磁耦合来传递机械功率，调节电磁

耦合器的励磁可调整转差率的大小，从而达到调速的目的。该调速系统结构简单，

价格便宜，适用于简单的调速系统中。

6)：变频调速

改变供电频率，可使异步电动机获得不同的同步转速。目前大量使用的是采用半导体器件构成的静止变频器电源。可实现无级调速。

22. 简述可编程序控制器PLC周期工作方式。（同8）

23.画出输出继电器Y0的波形，设输入继电器X0的波形如图所示，T0为100ms定时器。

答：（参考例题，从原理上熟练掌握）

：

分析题

1.分析题图所示机床间歇润滑的工作原理，设其中KM控制润滑泵电动机。

答：解：开关S合上，交流接触器KM、时间继电器KT1得电，润滑液压泵电动机起动，润滑开始，同时KT1记录润滑时间，当KT1定时时间到，中间继电器K得电自锁，时间继电器KT2同时得电，间歇时间由时间继电器KT2记录，当KT2定时到，K 失电，交流接触器KM，时间继电器KT1得电进行下一轮润滑，以后的循环方式不变。

K为中间继电器，起信号转换作用，SB为点动润滑按

2.写出题图所示的FX型PLC控制梯形图的语句指令表，分析其功能。（本题为相近例题，

请从原理与解题方法上熟练掌握）

答：指令表，功能分析

3.分析正反向工作循环继电器、接触器控制线路的工作原理。（本题为相近例题，请从原

理与解题方法上熟练掌握）

答：ST1、ST2、ST3、ST4按要求安装在固定的位置上。其实这是按一定的行程用撞块压行程开关，代替了人工按按钮。

按下正向起动按钮SB2，接触器KM1得电动作并自锁，电动机正转使工作台前进。当运行到ST2位置时，撞块压下ST2，ST2动断触点使KM1断电，但ST2的动合触点使KM2得电动作并自锁，电动机反转使工作台后退。当工作台运动到右端点撞块压下ST1时，使KM2断电，KM1又得电动作，电动机又正转使工作台前进，这样可一直循环下去，直到按下停止按钮才能停下来。

4.分析题图所示PLC梯形图，画出T001、TOO2及Y0的输出波形，并分析其功能（设图中

K10、K30分别表示定时器定时1秒、3秒）。（本题为相近例题，请从原理与解题方法上熟练掌握）

请分析：

5.分析三相交流异步电机星—三角降压起动控制线路工作原理。

答：答案为第7页

6. 试分析继电器、接触器控制与PLC控制的特点与应用。

答：传统的继电接触器控制系统，是由输入设备（按钮、开关等）、控制线路（由各类继电器、接触器、导线连接而成，执行某种逻辑功能的线路）和输出设备（接触器线圈、指示灯等）三部分组成。这是一种由物理器件连接而成的控制系统。

PLC的梯形图虽与继电接触器控制电路相类似，但其控制元器件和工作方式是不一样的，主要区别有以下几个方面。

（2）工作方式不同继电接触器控制电路工作时，电路中硬件继电器都处于受控状态，凡符合条件吸合的硬件继电器都同时处于吸合状态，受各种约束条件不应吸合的硬件继电器都同时出在断开状态。PLC梯形图中软件继电器都处于周期性循环扫描工作状态，受同一条件制约的各个软继电器的动作顺序取决于程序扫描顺.

元件触点数量的不同硬件继电器的触电数量有限，一般只有4-8对，PLC梯形图中软件继电器的触点数量在编程时可无限制使用，可常开又可常闭。

7.题图为FX系列可编程控制的梯形图，图中X0、X1为输入继电器，T0为100ms定时

器C100为16位加法计数器，写出指令表并分析梯形图的功能。（本题为相近例题，请从原理与解题方法上熟练掌握）参考54页

8 题图所示为机床间隙润滑的控制线路图，其中接触器KM为润滑液压泵电动机起、停用接触器，线路可控制有规律地进行间隙润滑，试分析其间隙润滑的工作原理，并说明继电器K和按钮SB的作用。（同1题）

9.分析题图所示三相交流异步电动机用变极对数进行高低速转换的工作原理。

答案：参考178，179页（基本确定是这两题）

应用编程

1.题图（a）、图（b）分别为组合机床动力头I、II工作进给示意图及电气控制原理图的主

电路，要求动力头I工作进给到位后，动力头II开始进给，试设计电气控制原理图的控制电路，须有必要的保护环节。

答案：20页，一定是图1-24这道题目，请一定熟练掌握该题。

2.题图所为三相交流异步电动机降压启动的星---三角转换继电器、接触器原理图主电路，

要求：（1）画出PLC控制端子接线图；（2）画出PLC控制梯形图；3）写出PLC控制指令表。

答：PLC输入占两点，输出占三点。请自己完成，不会来问。

3.某机床主轴电动机的电气控制线路主电路如题图所示，试画出其对应的控制线路图。要求：

1.可正反转;

2.可正向点动;

3.有反接制动;

4.有短路和过载保护。

答：参考P23 思考与练习3（基本是这道题目）

4.将题图所示继电器、接触器控制线路变换成FX型PLC控制梯形图，并写出其指令表。（本

题为相近例题，请从原理与解题方法上熟练掌握）

5. 题图为组合机床动力头双面工作进给示意图，设动动力头I、II分时进给，到位后停留，

并同时回退，分别回到各自原位停止，试设计继电器、接触器控制原理图，须有必要的保护环节。（同1题）

6. 题图为三相交流异步电动机继电器、接触器控制正反转的主电路，画出PLC控制的端子接

线图、梯形图并写出指令语句表。（同4题）

7.设计机床间歇润滑的继电器、接触器电气控制线路图（主电路可省略），要求用接触器KM

控制润滑液压泵电动机起动、停止，用时间继电器KT1、KT2分别控制机床的润滑时间与间歇时间。（一定是分析题1）

8.题图所示为计数器扩展的可编程控制梯形图，写出其对应的语句表，设输入继电器X1始

终保持接通, 分析梯形图的逻辑功能。（与分析题7类似，从原理上深刻理解）

9.设计继电器、接触器控制线路（主电路如题42图所示），要求实现机床工作台的正反向自

动循环进给，并要求有正向点动、正向进给到位的工作停留、短路、过载及超程保护。

参考P10,图1-8 （请增加正向点动、正向进给到位的工作停留）

不会请来问

10. 设XO、X1O为FX型PLC的输入继电器，M0为辅助继电器，Y0为输出继电器，其时序

波形如题图所示，试设计PLC控制的梯形图。

答：请自己解答，不会请来问。

电大机电控制工程基础网络形考任务精选

一、判断题（共20道，每题2分） 1 题干 频率特性是线性系统在单位阶跃函数作用下的输出响应。 选择一项： 对 错? 2 题干 二阶振荡环节低频渐近线为0分贝线，高频渐近线为斜率为20dB/dec的直线。选择一项： 对 错? 3 题干 一阶惯性环节的转折频率为1/T。 选择一项： 对? 错 4 题干 积分环节的对数相频特性为+90°的直线。 选择一项： 对 错? 5 题干 对数幅频特性的渐近线与精确曲线相比，最大误差发生在转折频率处。 选择一项： 对? 错

6 题干 传递函数的极点和零点均在s平面左半平面的系统为最小相位系统。 选择一项： 对? 错 7 题干 控制系统的稳定性和系统自身的结构和参数及外输入有关。 选择一项： 对 错? 8 题干 最小相位系统的对数幅频特性和对数相频特性是一一对应的。 选择一项： 对? 错 9 题干 比例环节的幅相特性是平面实轴上的一个点。 选择一项： 对? 错 10 题干 （，和填空题60互斥）比例环节稳态正弦响应的振幅是输入信号的K倍，且响应与输入同相位。选择一项： 对? 错 11 题干 积分环节的幅值与ω成正比，相角恒为90°。

选择一项： 对 错? 12 题干 二阶振荡环节的对数幅频特性的低频段渐近线是一条-20dB/dec的直线，高频段渐近线是一条斜率为-40dB/dec的直线。选择一项： 对 错? 13 题干 系统对数幅频特性的高频段具有较大的斜率，可增强系统的抗高频干扰能力。 选择一项： 对? 错 14 题干 时滞环节不影响系统的幅频特性，但会影响系统的相频特性。 选择一项： 对? 错 15 题干 二阶振荡环节的输出信号相位始终是滞后输入，滞后的极限为90°。 选择一项： 对 错? 16 题干 （与单选第22小题互斥，）PI校正是相位超前校正。 选择一项： 对

哈工大机电控制技术 大作业1

《机电控制技术》 课程大作业一 基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：1108110 学号：1110811005 姓名：崔晓蒙 2013-06-17

设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为： 设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为： 额定功率200W ； 额定电压48V ； 额定电流4A ； 额定转速n=500r/min ； 电枢回路总电阻R=0.8Ω；(本次选为8Ω） 允许电流过载倍数λ=2； 电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5； 电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ； 要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==* * im nm U U 10V ； 两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ； 放大倍数=s K 4.8。 试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； 电流超调量≤i σ5%； 空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%； 过渡过程时间=s t 0.5 s 。

1.计算电流和转速反馈系数 电流反馈系数：） （A V I U nom im /25.14210 *=?==λβ 转速反馈系数：)/min (02.0500 10 *r V n U nom nm ===α 2.电流环的动态校正过程和设计结果 2.1确定时间常数 由题给电流反馈滤波时间常数s ms T oi 0002.02.0==， 调制周期s f T s 0001.010 1 14=== ， 按电流环小时间常数的近似处理方法，有 s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑ 2.2选择电流调节器结构 电流环可按Ⅰ型系统进行设计。电流调节器选用PI 调节器，其传递函数为 s s K s G i i i ACR ττ1 )(+= 2.3选择调节器参数 超前时间常数：s T l i 008.0==τ。 电流超调量由题给为%5≤i σ，电流环开环增益：取5.0=∑i I T K ，因此 6667.16660003 .05 .05.0=== ∑i I T K 于是，电流调节器的比例系数为 .7778718 .425.18 008.06667.1666=???==s i I i K R K K βτ 2.4检验近似条件 电流环的截止频率1/s 6667.1666==I ci K ω。 1）近似条件一：s ci T 31≤ ω

《控制工程基础》习题答案(燕山大学,第二版)

控制工程基础习题解答 第一章 1-1．控制论的中心思想是什么？简述其发展过程。 维纳（N.Wiener）在“控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学”中提出了控制论所具有的信息、反馈与控制三个要素，这就是控制论的中心思想 控制论的发展经历了控制论的起步、经典控制理论发展和成熟、现代控制理论的发展、大系统理论和智能控制理论的发展等阶段。具体表现为： 1．1765年瓦特（Jams Watt）发明了蒸汽机，1788年发明了蒸汽机离心式飞球调速器，2．1868年麦克斯威尔（J.C.Maxwell）发表“论调速器”文章；从理论上加以提高，并首先提出了“反馈控制”的概念； 3．劳斯（E.J.Routh）等提出了有关线性系统稳定性的判据 4．20世纪30年代奈奎斯特（H.Nyquist）的稳定性判据，伯德（H.W.Bode）的负反馈放大器； 5．二次世界大仗期间不断改进的飞机、火炮及雷达等，工业生产自动化程度也得到提高； 6．1948年维纳（N.Wiener）通过研究火炮自动控制系统，发表了著名的“控制论—关于在动物和机器中控制和通讯的科学”一文，奠定了控制论这门学科的基础，提出 了控制论所具有的信息、反馈与控制三要素； 7．1954年钱学森发表“工程控制论” 8．50年代末开始由于技术的进步和发展需要，并随着计算机技术的快速发展，使得现代控制理论发展很快，并逐渐形成了一些体系和新的分支。 9．当前现代控制理论正向智能化方向发展，同时正向非工程领域扩展（如生物系统、医学系统、经济系统、社会系统等）， 1-2．试述控制系统的工作原理。 控制系统就是使系统中的某些参量能按照要求保持恒定或按一定规律变化。它可分为人工控制系统（一般为开环控制系统）和自动控制系统（反馈控制系统）。人工控制系统就是由人来对参量进行控制和调整的系统。自动控制系统就是能根据要求自动控制和调整参量的系统，系统在受到干扰时还能自动保持正确的输出。它们的基本工作原理就是测量输出、求出偏差、再用偏差去纠正偏差。 1-3．何谓开环控制与闭环控制？ 开环控制：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用没有影响。系统特点：系统简单，容易建造、一般不存在稳定性问题，精度低、抗干扰能力差。 闭环控制：系统的输出端和输入端存在反馈回路，输出量对控制作用有直接影响。闭环的反馈有正反馈和负反馈两种，一般自动控制系统均采用负反馈系统，闭环控制系统的特点：精度高、抗干扰能力强、系统复杂，容易引起振荡。 1-4．试述反馈控制系统的基本组成。 反馈控制系统一般由以下的全部或部分组成（如图示）： 1．给定元件：主要用于产生给定信号或输入信号

机电控制工程基础-形考册答案1

《机电控制工程基础》第一章形成性考核册作业习题答案 一、简答1．什么是 自动控制？ 就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。 2．控制系统的基本要求有哪些？控制系统的基本要求可 归结为稳定性；准确性和快速性。 3．什么是自动控制系统？指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。它一般由控制装置和被控制对象组 成 4．反馈控制系统是指什么反馈？ 反馈控制系统是指负反馈。 5．什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？反馈信号(或称反馈)：从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或 元件)输入端，这就是反馈信号。当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。反之，符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。 6．什么叫做反馈控制系统系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统称为反馈控制 系统（或闭环控制系统）。 7．控制系统按其结构可分为哪 3 类？控制系统按其结构可分为开环控制 系统、闭环控制系统和复合控制系统。 8．举例说明什么是随动系统。这种系统的控制作用是时间的未知函数，即给定量的变化 规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量(即输入量)的变化，这样的系统称之为随动系统。随动系统 应用极广，如雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等等。 9．自动控制技术具有什么优点？ ⑴极大地提高了劳动生产率；⑵提高了产品的质量；⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动；⑷由于近代科学技术的发展，许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的，还有许多生产过程则因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导等等。在这种情况下，自动控制更加显示出其巨大的作用 10．对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有几种情况？ 单调过程衰减振荡过程持续振荡过程发散振荡过程

大作业1(机电控制系统时域频域分析)

《机电系统控制基础》大作业一 基于MATLAB的机电控制系统响应分析 哈尔滨工业大学 2013年11月4日

1 作业题目 1. 用MATLAB 绘制系统2 ()25()() 425 C s s R s s s Φ== ++的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。 2. 用MATLAB 求系统2 ()25 ()()425 C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应性能指标：上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。 3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下： X i 伺服电机原理图如下： L R (1)假定电动机转子轴上的转动惯量为J 1，减速器输出轴上的转动惯量为J 2，减速器减速比为i ，滚珠丝杠的螺距为P ，试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J ； (2)假定工作台质量m ，给定环节的传递函数为K a ，放大环节的传递函数为K b ，包括检测装置在内的反馈环节传递函数为K c ，电动机的反电势常数为K d ，电动机的电磁力矩常数为K m ，试建立该数控直线工作平台的数学模型，画出其控制系统框图； (3)忽略电感L 时，令参数K a =K c =K d =R=J=1，K m =10，P/i =4π，利用MATLAB 分析kb 的取值对于系统的性能的影响。

2 题目1 单位脉冲响应曲线 单位阶跃响应曲线

源代码 t=[0:0.01:1.6]; %仿真时间区段和输入 nC=[25]; dR=[1,4,25]; fi=tf(nC,dR); %求系统模型 [y1,T]=impulse(fi,t); [y2,T]=step(fi,t); %系统响应 plot(T,y1); xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on; plot(T,y2); xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on; %生成图形 3 题目2 借助Matlab，可得： ans = 0.4330 0.6860 25.3826 1.0000 即

控制工程基础 作业

控制工程基础(L 变换基础) 综合练习一 班级 学号 姓名 成绩 1 已知f(t)，求F(s) t T e t f 11)() 1(--= )2cos 1(03.0)() 2(t t f -= ) 35sin()() 3(π +=t t f t e t f t 12cos )() 4(4.0-= 2 已知 F(s) ，求 f(t) 1152)1(2 2)s(s s s F(s)++-=

s s s F(s)178(2)2 ++= 100 120211 ) (32 3+++= s s s F(s) s s )s(s s s F(s))42(28 23) (422+++++= ))(s s(s s F(s)2 132 )(5+++=

控制工程基础(数学模型) 综合练习二 班级 学号 姓名 成绩 1 求) 22(1 )(2 +++=s s s s s X 拉氏变换式的原函数。 2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，试求系统的 传递函数和脉冲响应。 3 飞机俯仰角控制系统结构图如图2-32所示，试求闭环传递函数)() (s Q s Q r c 。

4 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。 5 已知控制系统结构图如图2-34所示，求输入()31()r t t =?时系统的输出)(t c 。

控制工程基础(时域分析) 综合练习三 班级 学号 姓名 成绩 一、填空 1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做 。 2、在初条件为零时， 与 之比称为线性系统的传递函数。 3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 和非线性控制系统。 4、若前向通道的传递函数为G （s ），反馈通道的传递函数为H （s ），则开环传递函数 为 ___________________。 5、函数 f(t)=t e 54- 的拉氏变换式是____________。 6、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数 ，结构 ， 与输入 ；不同的物理系统， 有相同的传递函数，传递函数与初始条件。 7、 环节的传递函数是()()()1 +==Ts K s X s Y s G 。 8、二阶系统的标准型式为 。 9、两个系统具有相同的阻尼系数，则这两个系统具有相同的 。 10、I 型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e(∞)为 。 二、综合题 1、已知系统的结构图如图所示，若)(12)(t t x ?= 时, 使δ％=20%，τ应为多大,此时 %)2(s t 是多少? 2、设单位反馈系统的开环传递函数为G （S ）=) 1(1 +s s ，求阶跃响应性能指标δ%及 s t （5%）？

北航《机电控制工程基础》在线作业二满分答案

北航《机电控制工程基础》在线作业二 一、单选题（共 20 道试题，共 40 分。） 1. 人为地给系统施加某种测试信号，记录其输出响应，并用适当地数学模型逼近的方法又称为（）。 A. 最优控制 B. 系统辨识 C. 系统分析 D. 自适应控制 -----------------选择：B 2. 二阶系统的传递函数G(s)=5/(s2+2s+5)，则该系统是（）。 A. 临界阻尼系统 B. 欠阻尼系统 C. 过阻尼系统 D. 零阻尼系统 -----------------选择：B 3. 若已知某串联校正装置的传递函数为G(s)=(s+1)/(10s+1)，则它是（）装置。 A. 反馈校正 B. 相位超前校正 C. 相位滞后-超前校正 D. 相位滞后校正 -----------------选择：D 4. 若系统的闭环传递函数为φ(s)=1000/(s2+34.5s+1000)，则峰值时间为（）。 A. 0.2 B. 0.25 C. 0.12 D. 0.5 -----------------选择：C 5. 就连续系统和离散系统的分析工具而言，以下说法正确的是（）。 A. 二者均以拉氏变换为分析工具 B. 连续系统以拉氏变换为分析工具，离散系统以z变换为分析工具 C. 连续系统以z变换为分析工具，离散系统以拉氏变换为分析工具 D. 二者均以z变换为分析工具 -----------------选择：B 6. 由系统结构、输入外作用形式和类型所产生的稳态误差称为（）。 A. 结构性稳态误差 B. 附加稳态误差 C. 原理性稳态误差 D. 以上均不正确 -----------------选择：C

机电系统控制技术大作业

哈尔滨工业大学工业工程系 机电系统控制技术大作业 班级：1008401班 学号：1100800807 姓名：匡野 日期：2013.7.14 指导教师：崔贤玉成绩：

机电系统控制技术大作业要求 根据PI 、PD 、PID 调节器的频率特性简述其校正的作用；以近似PID 调节器为例详述其校正的过程；最后以下题的指标要求为例详细设计校正网络及参数。 题：某单位反馈系统的开环传递函数为 ()11(1)(1)1060K G s s s s =++ 当输入速度为1rad/s 时，稳态位置误差为 e ss ≤1 126rad ，相位裕度,0()30c γω≥，幅值穿越频率,20c ω≥rad/s 。

（1）根据稳态精度位置误差求出系统开环放大系数 原系统为I型系统，所以 。 做出原系统的图，如图所示。由图可得，错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。，原系统不稳定。 （2）选择校正方式 虽然采用一级超前校正，无法实现如此大的相位超前；若采用两级超前校正，虽可以实现需要的相位超前，但响应速度将远远超出性能指标的要求，带宽过大，抗高频干扰能力变差，同时需要放大器，系统结构复杂，故不宜采用两级超前校正。如采用串联滞后校正，虽

可实现相位裕量的要求，但响应速度又不能满足要求，同时之后校正装置的转折频率必须远离错误！未找到引用源。，则校正装置的时间常数错误！未找到引用源。将大大增加，物理上难以实现，故也不宜采取滞后校正。因此，现拟采用无源串联滞后-超前网络来校正。（3）设计滞后-超前校正装置 首先选择校正后系统的幅值穿越频率错误！未找到引用源。。从原系统的博德图可以看出，当错误！未找到引用源。时，原系统的相角为错误！未找到引用源。。故选择校正后的系统幅值穿越频率错误！未找到引用源。较为方便。这样在错误！未找到引用源。处，所需相位超前角应大于或等于错误！未找到引用源。。当错误！未找到引用源。选定之后，下一步确定滞后-超前校正网络的相位滞后部分打的转折频率错误！未找到引用源。，选错误！未找到引用源。。且取错误！未找到引用源。，则滞后部分的另一转折频率错误！未找到引用源。，故滞后-超前校正网络的滞后部分的传递函数错误！未找到引用源。就可确定为 滞后-超前校正网络网络超前部分可确定如下：因为校正后的幅值穿越频率错误！未找到引用源。，从图1可以找出，未校正系统在错误！未找到引用源。处的对数幅值错误！未找到引用源。。因此，如果滞后-超前校正网络在错误！未找到引用源。处产生错误！未找到引用源。幅值，则校正后的幅值穿越频率即为所求。根据这一要求，

机电一体化系统设计大作业

6011机电一体化系统设计基础大作业 责任教师高秋红 学校：北京一轻高级技术学校学号：111100140 姓名： 一、基础知识题（每题10分，共40分） 1.机电一体化系统的定义？机电一体化产品的分类？ 答：机电一体化系统是由机械技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。 按发展水平分：功能附加型初级系统，功能代替型中级系统，机电融合型高级系统 按应用分：民用机电一体化产品，办公机电一体化产品和产业机电一体化产品 2. 机电一体化系统的基本组成要素？试分析试说明图中的各个部分分别属于机电一体化系统的哪一基本结构要素。 答：按照机电一体化系统的基本结构要素，图示数控机床的各个部分归类如下：（1）控制及信息处理单元：键盘、计算机、显示 （2）测试传感部分：光电编码器、信号处理 （3）能源：电源 （4）驱动部分：功放、电机 （5）执行机构：联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台

3. 为什么采用机电一体化技术可以提高系统的精度？ 机电一体化技术使机械传动部分减少，因而使机械磨损，配合间隙及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用电子技术实现自动检测，控制，补偿和校正因各种干扰因素造成的误差，从而提高精度。 4．简述机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤） 机电一体化产品设计的工程路线（主要步骤）：拟定产品开发目标和技术规范；收集资料，市场分析，可行性分析和技术经济性分析；总体方案设计；总体方案的评审和评价；详细设计；详细设计方案的评审和评价；试制样机；样机实验，测试；技术评价与审定；小批量生产；试销；正常生产；销售。 二、综合分析设计题（60分） 1．已知电机驱动的三自由度位置控制系统，单个自由度的驱动系统如图所示。要求： （1）说明单自由度驱动系统的两种测量方案；（20分） 要求给出传感器的类型及具体安装位置。 （2）确定整个系统的控制方案、画出控制系统原理图。（40分） 要求写出两种控制方案，方案一使用工业PC机完成系统的控制和方案二使用单片机完成系统的控制。 解：依题意有两种测量方案 1）高速端测量方案： 传感器安装在电机的尾部，通过测量电机的转角实现工作台位移的间接测量。可选用光电编码器式传感器或者磁电式编码器。

机电控制工程基础第4次作业

机电控制工程基础第4次作业 第6章 一、判断 1．PI 校正为相位滞后校正。 2．系统如图所示，)(s G c 为一个并联校正装置，实现起来比较简单。 3．系统校正的方法，按校正装置在系统中的位置和连接形式区分，有串联校正、并联(反馈)校正和前馈（前置）校正三种。 4．按校正装置G c (s)的物理性质区分，又有相位超前(微分)校正，相位滞后(积分)校正，和相位滞后—超前(积分-微分)校正。 5．相位超前校正装置的传递函数为Ts aTs s G c ++= 11)(，系数a 大于1。 6．假设下图中输入信号源的输出阻抗为零，输出端负载阻抗为无穷大，则此网络一定是一个无源滞后校正网络。 7．下图中网络是一个无源滞后校正网络。 8．下图所示为一个系统的开环对数幅频特性，该系统是稳定的。

0.010.10.510 20 -60 -0 L () L ωd B ?020 γ=-90 -180 -ω ω 6040 20 1 20 -40 -1 .2) (ω? 9．利用相位超前校正，可以增加系统的频宽，提高系统的快速性，但使稳定裕量变小。 10．滞后－超前校正环节的传递函数的一般形式为：) 1)(1() 1)(1()(2121s T s T s aT s bT s G c ++++=，式 中a >1，b <1且b T 1>a T 2。 二、已知某单位反馈系统开环传递函数为) 12(10 )(0+= s s s G ,校正环节为 ) 12.0)(1100() 12)(110()(++++= s s s s s G c 绘制其校正前和校正后的对数幅频特性曲线以及校正环节图 形与校正后的相角裕量?)(=c ωγ 三、什么是PI 校正？其结构和传递函数是怎样的？ 四、某单位负反馈系统的结构图如图所示。 要求校正后系统在r(t)=t 作用下的稳态误差e ss ≤0.01，相位裕量γ≥45о ，试确定校正装置的传递函数

控制工程基础 作业

控制工程基础(L 变换基础) 综合练习一 班级 学号 姓名 成绩 1 已知f(t)，求F(s) t T e t f 11)() 1(--= )2cos 1(03.0)() 2(t t f -= ) 35sin()() 3(π +=t t f t e t f t 12cos )() 4(4.0-= 2 已知 F(s) ，求 f(t) 1152)1(2 2) s(s s s F(s)++-=

s s s F(s)178(2)2 ++= 100 120211 ) (32 3+++= s s s F(s) s s )s(s s s F(s))42(28 23) (422+++++= ))(s s(s s F(s)2 132 )(5+++=

控制工程基础(数学模型) 综合练习二 班级 学号 姓名 成绩 1 求) 22(1 )(2+++=s s s s s X 拉氏变换式的原函数。 2 已知在零初始条件下，系统的单位阶跃响应为 t t e e t c --+-=221)(，试求系统的传 递函数和脉冲响应。 3 飞机俯仰角控制系统结构图如图2-32所示，试求闭环传递函数)() (s Q s Q r c 。

4 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数 ) () (s R s C 。 5 已知控制系统结构图如图2-34所示，求输入()31()r t t =?时系统的输出)(t c 。

控制工程基础(时域分析) 综合练习三 班级 学号 姓名 成绩 一、填空 1、描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做 。 2、在初条件为零时， 与 之比称为线性系统的传递函数。 3、自动控制系统主要元件的特性方程式的性质，可以分为 和非线性控制系统。 4、若前向通道的传递函数为G （s ），反馈通道的传递函数为H （s ），则开环传递函数 为 ___________________。 5、函数 f(t)=t e 54- 的拉氏变换式是____________。 6、传递函数反映系统本身的瞬态特性，与本身参数 ，结构 ， 与输入 ；不同的物理系统， 有相同的传递函数，传递函数与初始条件。 7、 环节的传递函数是()()()1+==Ts K s X s Y s G 。 8、二阶系统的标准型式为 。 9、两个系统具有相同的阻尼系数，则这两个系统具有相同的 。 10、I 型系统开环增益为10，系统在单位斜坡输入作用下的稳态误差e(∞)为 。 二、综合题 1、已知系统的结构图如图所示，若)(12)(t t x ?= 时, 使δ％=20%，τ应为多大,此时 %)2(s t 是多少?

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考网考作业及答案

国家开放大学电大《机电控制工程基础》网络课形考网考作业及答案 100%通过 考试说明：2020年秋期电大把该网络课纳入到“国开平台”进行考核，该课程共有4个形考任务，针对该门课程，本人汇总了该科所有的题，形成一个完整的标准题库，并且以后会不断更新，对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用，会给您节省大量的时间。做考题时，利用本文档中的查找工具，把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内，就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核及教学考一体化答案，敬请查看。 课程总成绩 = 形成性考核×50% + 终结性考试×50% 形考任务1 一、判断题（共20道，每道2分） 题目1 自动控制就是在人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程的输出量按照给定的规律运行或变化。 选择一项： 对 错 题目2 反馈控制系统通常是指正反馈。 选择一项： 对 错 题目3 所谓反馈控制系统就是的系统的输出必须全部返回到输入端。 选择一项： 对 错 题目4 给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量，这样的系统称之为随动系统。 选择一项： 对 错 题目5 自动控制技不能提高劳动生产率。 选择一项： 对 错 题目6

对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加时，输出量的暂态过程一定是衰减振荡。 选择一项： 对 错 题目7 对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能出现单调过程。选择一项： 对 错 题目8 被控制对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。 选择一项： 对 错 题目9 任何物理系统的特性，精确地说都是非线性的，但在误差允许范围内，可以将非线性特性线性化。 选择一项： 对 错 题目10 自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。 选择一项： 对 错 题目11 一个动态环节的传递函数为1/s，则该环节为一个微分环节。 选择一项： 对 错 题目12 控制系统的数学模型不仅和系统自身的结构参数有关，还和外输入有关。 选择一项： 对

运动控制 大作业 单闭环直流调速系统仿真 直流电机Z

目录 本科生课程论文 ........................................................................... 错误!未定义书签。 一、仿真题目 (2) 单闭环直流调速系统仿真 (2) 二、仿真过程 (2) 2.1 仿真总图 (2) 2.2 PWM模块 (3) 2.3 电机模块 (3) 2.4 仿真结果 (4) 三、心得体会 (10)

一、仿真题目 单闭环直流调速系统仿真 直流电动机：型号为Z4-132-1，额定电压400N U =V ，额定电流52.2dN I =A ，额定转速为2610 r/min ，反电动势系数e C =0.1459 V ?min/r ，允许过载倍数λ=1.5；PWM 变换器开关频率：8KHz ，放大系数：s K =107.5；(538/5=107.5)，直流母线电压为538V 。 电枢回路总电阻： 0.368R =Ω； 时间常数：电枢回路电磁时间常数l T =0.0144s ，电力拖动系统机电时间常数 m T =0.18s ；转速反馈系数0.00383min/V s =?α(N n V /10≈)； 对应额定转速时的给定电压V U n 10* =。 ● 在matlab/simulink 仿真平台下搭建系统仿真模型。其中PWM 变换器利用给 出的PWM 控制器模块和simulink/Powersystem 工具包中的功率封装模块搭建，不能直接利用传递函数建模。比例积分调节器进行积分和输出限幅，输出限幅值为+5和-5。 ● 给出采用比例调节器（7p K =）、比例积分调节器时（7p K =，1107 =τ ）空载起动 到额定转速的转速波形，并就稳态静差和动态性能进行对比，分析说明原因。 ● 给出采用比例积分调节器时（7p K =，1107 =τ ）的转速、电流、电枢电压波形， 分析空载起动过程中电流过流原因，请给出解决过流问题的方法。 ● 在4s 突加40%额定负载，给出仿真波形（包括转速、电流、转速调节器输 出），并加载过程中波形变化加以分析，比较加载前后稳态转速，说明原因。 二、仿真过程 2.1 仿真总图

《控制工程基础》课程作业习题

第一章概论 本章要求学生了解控制系统的基本概念、研究对象及任务，了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类，开环控制与闭环控制的区别；闭环控制系统的基本原理和组成环节。学会将简单系统原理图抽象成职能方块图。 例1 例图1-1a为晶体管直流稳压电源电路图。试画出其系统方块图。 例图1-1a 晶体管稳压电源电路图 解：在抽象出闭环系统方块图时，首先要抓住比较点，搞清比较的是什么量；对于恒值系统，要明确基准是什么量；还应当清楚输入和输出量是什么。对于本题，可画出方块图如例图1-1b。 例图1-1b 晶体管稳压电源方块图 本题直流稳压电源的基准是稳压管的电压，输出电压通过 R和4R分压后与稳压管的电 3 压 U比较，如果输出电压偏高，则经3R和4R分压后电压也偏高，使与之相连的晶体管基极w 电流增大，集电极电流随之增大，降在 R两端的电压也相应增加，于是输出电压相应减小。 c 反之，如果输出电压偏低，则通过类似的过程使输出电压增大，以达到稳压的作用。 例2 例图1-2a为一种简单液压系统工作原理图。其中，X为输入位移，Y为输出位移，试画出该系统的职能方块图。 解：该系统是一种阀控液压油缸。当阀向左移动时，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动；当阀向右移动时，高压油则从右端进入动力油缸，推动动力活塞向左移动；当阀的位置居中时，动力活塞也就停止移动。因此，阀的位移，即B点的位移是该系统的比较点。当X向左时,B点亦向左，而高压油使Y向右，将B点拉回到原来的中点，堵住了高压油，Y的运动也随之停下；当X向右时,其运动完全类似，只是运动方向相反。由此可画出如例图1-2b的职能方块图。

《机电控制工程基础》资料整理

一、不定项选择题 1. 控制系统的基本要求可归结为 D. 稳定性；准确性和快速性。 2. 反馈控制系统一般是指什么反馈？ B. 负反馈 3. 以下控制系统按结构分类正确的是 A. 开环控制系统、闭环控制系 统和复合控制系统？ 4. 以下不属于随动系统的是 D. 恒温控制系统。 5. 自动控制技术可以实现以下 A. 极大地提高劳动生产率B. 提高产品 的质量C. 减轻人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来D. 原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导。 6. 自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使 A. 生产过程 B. 被控对象的某一物理量准确地按照给定的规律运行或变化。 7. 反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫 C. 正反馈 8. 系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统是 A. 反馈控制系统 B. 闭环控制系统 9. 自动控制系统一般由 A. 控制装置和被控制对象组成。 10. 对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量 的暂态过程可能出现以下A. 单调过程B. 衰减振荡过程C. 持续振荡过程D. 发散振荡过程 11. 单位斜坡函数的拉氏变换结果是( D. )。 12. 以下属于一阶系统的阶跃响应特点的是 D. 没有超调量？ 13. 阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间叫 A. 上升时间 14. 劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性？D. 线性定常系统

15. 已知系统闭环传递函数为：则系统的ωn为 C. 2 16. 已知系统闭环传递函数为：则系统的超调σ％为 D. 0.043 17. 二阶系统的临界阻尼比是B. 1 18. 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是( A. ) 19. 峰值超出终值的百分比叫 B. 超调量 20. 已知系统闭环传递函数为：则系统的ts（5％）是C. 2.1s 21. 在欠阻尼的情况下，二阶系统的单位阶跃响应为 A. 振幅按指数规律衰 减的简谐振荡 22. 阶跃响应到达并保持在终值％误差带内所需的最短时间；有时也用 终值的％误差带来定义叫 D. 调节时间 23. 阶跃响应第一次达到终值的50％所需的时间叫B. 延迟时间 24. 以下为二阶系统阻尼比，其中一定不稳定的是D. ζ≤0 25. 某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲 线有什么特点？A. 单调上升 26. 已知系统闭环传递函数为：则系统的阻尼比ξ为 B. 0.707 27. 阶跃响应越过稳态值达到第一个峰值所需的时间叫C. 峰值时间 28. 时间t满足什么条件时（系统的时间常数为T），一阶系统的阶跃响应值与 稳态值之间的当误差为5%～2%。 A. 3T< t<4T

机电控制工程基础作业答案-2

机电控制工程基础第2次作业 第3章 一、简答 1. 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是什么？ 单位斜坡函数的拉氏变换结果是什么？ 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果：X r (s)=L[1(t)]=1/s 单位斜坡函数的拉氏变换结果：X r (s)=L[At]=A/s 2 2．什么是极点和零点？ 如果罗朗级数中有有限多个0z z -的负幂项，且m z z --)(0为最高负幂称0z 是f(z)的m 级 极点。 )()()(0z z z z f m ?--=其中)(z ?在0z 解析且)(z ?不等于0，0z 是f(z)的m 级零点。 3. 某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线有什么特点？ 该系统的单位阶跃响应曲线动态过程呈现非周期性，没有超调和振荡 4．什么叫做二阶系统的临界阻尼？画图说明临界阻尼条件下 二阶系统的输出曲线。 当ζ=1时是二阶系统的临界阻尼 5．动态性能指标通常有哪几项？如何理解这些指标？ 延迟时间d t 阶跃响应第一次达到终值)(∞h 的50％所需的时间。 上升时间r t 阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间；对有振荡的系统，也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间。 峰值时间p t 阶跃响应越过稳态值)(∞h 达到第一个峰值所需的时间。 调节时间s t 阶跃响到达并保持在终值)(∞h 5±％误差带内所需的最短时间；有时也用终值的2±％误差带来定义调节时间。 超调量σ％ 峰值)(p t h 超出终值)(∞h 的百分比，即 σ％100)() ()(?∞∞-=h h t h p ％ 6．劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性？ 能够判定一个多项式方程在复平面内的稳定性。 7．一阶系统的阶跃响应有什么特点？当时间t 满足什么条件时响应值与稳态值之间的误差

《机电系统控制器与应用》大作业

《机电系统控制器与应用》 大作业三 （2015年春季学期） 题目：小彩灯循环闪烁控制 姓名：韩威 学号：1120810613 班级：1208106 专业：机械设计制造及其自动化报告提交日期：2015.5.2 哈尔滨工业大学

大作业要求 1.请根据课堂内容，自己选择灯闪烁方式，题目自拟，但拒绝雷同 和抄袭，否则均为零分； 2.作业最后应包含自己的心得、体会或意见、建议等； 3.统一用该模板撰写，每份报告字数不少于2000字，上限不限； 4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距； 5.用A4纸双面打印；左侧装订，1枚钉； 6.需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐， 统一发送至：chenzhg@https://www.wendangku.net/doc/9a2717901.html,。 7.此页不得删除。 评语： 教师签名： 年月日

大作业题目：小彩灯循环闪烁控制 一、功能 利用PLC控制四个灯的循环闪烁。四个输出端控制四个彩灯，当开关1被按下时从第一个开始灯循环闪烁，每隔一定的时间下一个灯亮保持同样的时间接着下一个灯亮，且每次只有一个灯亮。当按下另一个开关2后所有的灯都熄灭。当接通开关1后又重新开始循环。 二、i/o分配 三、plc接线图

五、梯形图

六、调试结果及分析 结果： 利用PLC 的Q0.0 到Q0.3 四个输出端控制四个彩灯，每隔一秒亮一个并循环。当接通I0.0后所有的灯都熄灭。当接通I0.1后又重新从Q0.0开始循环。 分析： 上电后sm0.0一直保持接通。所以t37进行延时计时，延时到后t38启动计时，t38计时到后t38常闭触点断开所以t37断开计时，t37常开触点恢复为常开所以t38 也断开计时。此时t38 的常闭触点恢复为常闭所以t37 又重新计时，同时计数器C0开始计数一次。如此的反复计数。 当计数为1时，Q0.0接通。计数器计数为2是Q0.1接通……如此下去当计数器计数到4时Q0.3接通。当计数器计到5时时计数器C0 清零。当按下在线控制面板上的I0.0f（即I0.0）接通，此时计数器，和Q0.0~Q0.3都清零，即没有一个灯亮。当按下在线控制面板上的I0.1f(即I0.1接通)此时计数器开始重新计数，灯又开始重新亮。 体会： PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现。抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证彩灯控制的可靠稳定，随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。彩灯成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和各种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间通过PLC来达到控制要求。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是主要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制。流水灯负载变换频率高，变换速度快，是人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性的花样变化，但频率不高。 流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的彩灯装置远远不能满足当前高度自动化的需要。可编程控制器彩灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。

“控制工程基础”大作业

“控制工程基础”工程训练大作业 ————直流电机转速控制 直流电动机是一种将直流电能转换成机械能的装置。由于其带有机械换向器，较比交流电动机结构复杂，生产运行成本较高，并有逐步被交流电动机所取缔。但是由于直流电动机具有启动转矩大，调速范围宽等优势，在轧钢机、电力机车的等方面有一定的应用。 1. 直流电动机数学模型（以他激式直流电动机为例分析直流电动机数学模型）： M Ld d U Rd +-E n T L i d ·电枢回路的微分方程式： d d d d d d u dt di L R i e =++ ·机械运动方程 e d m m d C u n dt dn T dt n d T T =++22 ·已知某直流电动机调速系统，控制系统主回路与直流电动机的主要参数如下： ·计算得到此直流电动机的相关参数： 电势常数： )/(185.01000 05 .07002201-?=?-=-= mim r V n R I U C nom a nom nom e 转矩常数： mA kg C C e M .18.003.1185.003.1=== 电磁时间常数： 电动机： 主回路： 负载及电动机转动惯量： kW P nom 150=min /1000r n nom =A I nom 700=Ω =05.0a R Ω =08.0d R mH L d 2=6 =m 2 2 120m kg GD ?=全控桥式整流

s R L T d d d 025.008.01023 =?==- 机电时间常数： s C C R GD T e m d m 77.0185.018.037508.01203752=???== 直流电动机数学模型的传递函数表达形式: 177.0019.041 .5177.077.0025.0185.0111)(222++= ++?=++== s s s s s T s T T C X X s W m m d e r c 6 .52417 .284177.0019.041.5)(22++=++== s s s s s W 2. 直流电动机转速控制系统分析 · 自学MATLAB 软件； · 在MATLAB 软件平台上，以单位阶跃信号为系统的参考信号，应用时域分析 法或频域分析法对直流电动机速度控制系统进行一系列分析，分析其动、稳态性能、稳定性等； · 直流电动机速度控制系统的动、稳态性能、稳定性等分析应该借助于MATLAB 软件平台用图形进行分析。 3. 提交电脑打印的说明书一份。 4. 最后成绩占期末总成绩的6%。 【组合方案】 ⑴ I nom =650、660A 、670A 、680A 、690A 、700A 、710A 、720A 、730A 、740A 、 750A 、760A 、770A ⑵ GD 2=105kg.m 2、110 kg.m 2、115 kg.m 2、120 kg.m 2、125 kg.m 2、130 kg.m 2、135 kg.m 2、140 kg.m 2、145 kg.m 2、150 kg.m 2 组合方案： A I nom 700= 22120m kg GD ?= 时域分析： 6 .52417 .284177.0019.041.5)(2 2++=++== s s s s s W 1.在单位阶跃信号下响应 num=[284.7]; den=[1 41 5 2.6]; step (num,den) grid