哈尔滨工程大学试卷考试科目自动控制元件

题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 评卷人 一、简答题（共30分） 1. 一个自动控制系统正常工作应该包括哪几类控制元件？分别起什么作用？(5分) 2. 普通直流伺服电动机和直流力矩电动机能否工作在堵转状态？为什么？ （3分） 3. 直流电动机是否可以作为直流发电机使用？他们的电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流的关系有何不同？（4分） 4. 直流测速发电机在负载时为何输出特性发生非线性？（3分） 第1页 共8页

5. 如何控制步进电动机的位移和转速？（3分）

6. 为什么交流伺服电动机的转子电阻要选得相当大？它应具有怎样的机械特性？（5分）

7. 幅值控制的两相伺服电动机，当有效信号系数e1时，理想空载转速为何低于同步转速？当控制电压变化时，电机的理想空载转速为什么会发生改变？ （4分）

8. 霍尔元件中，霍尔材料的选择应注意哪些方面？（3分）

二、计算题（共18分）

1. 一台直流伺服电动机其电磁转矩为0.2倍额定电磁转矩时，测得始动电压

为4V，并当电枢电压Ua49V时，电机转速n1500r/min。试求电机为额定电磁转矩，转速为3000r/min时，应加多大电枢电压？（6分）

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：名姓 装 订 ： 线号学 ：级班 2. 现有某直流伺服电动机，当励磁电压为110V，控制电压Ua100V时，空载时其技术数据为：转速n4500r/min，电枢电流Ia0.1A；现将励磁电压同为110V，结构参数完全相同的直流测速发电机与伺服电动机组成电动机——发电机组。发电机负载电阻为伺服电动机电阻Ra的9倍时，机组转速n4000r/min。励磁电压不变，控制电压Ua110V时，求（12分） 1）直流伺服电动机的机械特性。 2）若已知直流伺服电动机的转动惯量J,如何从机械特性上求出电机的机电时间常数m； 3）给直流伺服电动机加额定电压，如何用实验方法测定空载时的m 第3页 共8页 三、分析题（共52分）

1．试分析图1所示的控制系统，当机械负载变化时，直流测速发电机作为反馈元件的作用（6分）

2. 四相反应式步进电动机单相运行时的矩角特性族如图2所示。试求：（10分）

1) 在负载状态下，在图中哪些点，步进电机从C相换接到D相时可以正向启

动而不丢步？

2) 指出B相的静稳定区和动稳定区

3) 单拍制和双拍制时该电机能带动多大的负载正向启动？ 4) 采取哪些方法可以提高带负载能力？

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：名姓 装 订 ： 线号学 ：级班 3. 当正余弦旋转变压器的正弦输出绕组和余弦输出绕组负载阻抗不同时，会产生什么现象？详细说明（8分） 第5页 共8页 4. 图3为控制式自整角机对，当发送机转子绕组通以励磁电流，定子三相绕组错接时，自整角变压器转子绕组输出的感应电势是多少？(10分)

5. 对于交流伺服电动机：①当电机的轴被卡住不动，定子绕组仍加额定电压，为什么转子电流会很大？伺服电动机从启动到运转时，转子绕组的频率、电势及电抗会有什么变化？为什么会有这些变化？②交流伺服电动机转子内感应电势的频率与定子绕组内感应电势的频率有何不同？③若p4，转子相对于定子磁场的转速为20r/min，则转子转速为多少？（8分）

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：名姓 装 订 ： 线号学 ：级班 6. 直流电机的励磁绕组和电枢绕组各产生怎样的磁场？交流电机单相绕组通以交流电时产生怎样的磁场？两相异步电动机两相绕组通以交流电时满足什么条件形成圆形旋转磁场？如何形成椭圆磁场？形成椭圆磁场时应如何分解（10分） 第7页 共8页

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