Đáp án đề thi kết thúc học kỳ I năm học 2017-2018 môn Hệ thống truyền động servo (Đề thi 1) - ĐH Sư phạm Kỹ thuật
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (466.79 KB, 5 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ
ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ 1, NĂM HỌC 1718
Môn: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG SERVO
Mã môn học: SERV424029
Đề số: 01; Đề thi có 2 trang.
Thời gian: 60 phút.
Được phép sử dụng tài liệu
Bài 1: (3đ)
a. Drawing a general diagram of a servo system for a 3axis CNC machine using
DC servo motors.
It is similar to the figure 2.1 in the lecture note (chapter 2)
b. What are differences between semiclosed loop and fullclosed loop system?
According to your diagram from (a), is it a openloop, semiclosed loop or full
closed loop system?
In many servo systems, a feedback system can be only established based on the
information of servo actuator. This kind of control system is called a semi
closed loop. Otherwise, a full closedloop is a system that feedback information
is obtained from a mechanism part
Fullclosed loop
According to the diagram, it is a semiclosed loop system because there are
only feedback loops from the servo actuators.
c. Express the advantages and disadvantages of a servo system using DC servo
motors? Choose a reason that makes DC servo motors less common in
industrial applications?
Advantages:
Smooth rotation at low speeds and capability of high speed applications (up
to 5000 RPM).
No power used at standstill: with no static loads on the motor, no current is
required to hold position
Wide variety of types available: being produced in many styles including
very low inertia types for high dynamic applications.
Closedloop control: high precision in trajectory control
Disadvantages:
Số hiệu: BM1/QTPĐBCLRĐTV
1
Brush maintenance: limiting their use in clean rooms, and other
environments where brush dust is not acceptable.
Poor thermal performance: all the heat is generated in the rotor, from
which the thermal path to the outer casing is very inefficient.
Increased installed cost: the installed cost of a DC servo system is higher
than that of a stepper due to the requirement for feedback components.
The reason that makes DC servo motors less common in industrial
applications is brush maintenance
Bài 2: (4đ)
a. Vẽ sơ đồ khối mạch điều khiển động cơ bước lưỡng cực (bipolar)? Viết lưu
đồ giải thuật điều khiển động cơ trên ở 2 chế độ “1 phase ON” và “2 phase
ON”? Lợi ích của việc điều khiển “2 phase ON” là gì?
OUT 1
IN 1
HBridge 1
IN 2
OUT 2
CONTROLLER
OUT 3
IN 3
HBridge 2
IN 4
OUT 4
1 phase ON
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
+
0
0
0
0
+
+
0
0
0
0
+
+
0
0
0
0
+
+
0
0
0
0
+
+
0
0
0
0
+
+
0
0
0
0
+
Dựa vào bảng trên sinh viên vẽ lại lưu đồ giải thuật
2 phase ON
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
0
0
+
+
+
+
+
Dựa vào bảng trên sinh viên vẽ lại lưu đồ giải thuật
Điều khiển “2 phase ON” giúp tăng moment lực của động cơ lên khoảng
30%40% so với “1 phase ON”
Số hiệu: BM1/QTPĐBCLRĐTV
1
b. Cho sơ đồ khối bộ điều khiển tốc độ động cơ DC servo như hình:
Để giảm ảnh hưởng của việc tốc độ đặt thay đổi đột ngột và sự nhạy với
nhiễu tần số cao của khâu D, ta sử dụng bộ điều khiển PID sữa đổi như sau:
K s
K
U (s) = K p E (s) − D ω (s) + I E (s)
Ns + 1
s
Viết giải thuật PID cho bộ điều khiển số bất kỳ sử dụng phương trình trên?
Tính sai số
ek = ω d k − ωk
Khâu P:
u P k = K p ek
Khâu I (sử dụng công thức tích phân lùi)
u I k = u I k −1 + K I Tek
T: thời gian lấy mẫu (s)
Khâu D:
ω − ωk −1
u D (k ) = K D k
T
D
u f (k ) = (1 − α )u D f (k − 1) + α u D (k )
(2.1)
(2.2)
(2.3)
(2.4)
(2.5)
T
( 0 < α 1 )
T+N
Sử dụng các phương trình (2.1) đến (2.5) sinh viên viết lại lưu đồ giải thuật
Với α =
Bài 3: (3đ) Sử dụng giải thuật DS để nội suy 1 cung tròn ở góc phần tư I, theo
chiều kim đồng hồ (CW), R=6.
a. Lập bảng tính các giá trị cần thiết theo lưu đồ giải thuật?
b. Vẽ kết quả chạy được theo bảng câu a?
c. Tính sai số của hình nội suy được?
a.
D
D1
Số hiệu: BM1/QTPĐBCLRĐTV
D2
D3
∆X
∆Y
X
Y
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
1
4
2
4
2
4
1
0
Lưu ý:
1
4
9
5
5
9
17
14
11
10
7
11
11
7
1
0
1
3
5
7
9
11
13
13
13
10
7
2
4
2
4
14
13
11
11
11
9
7
5
3
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
X =1 nghĩa là tăng 1 BLU theo trục X
Y= 1 nghĩa là giảm 1 BLU theo trục Y
b.
6
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
c.
1
1
3.14 62 = 28.26
Diện tích của ¼ cung tròn: S = π R 2 =
4
4
1
Diện tích của hình nội suy được: S1 = 2 6 + (2 + 6)4 = 28
2
S −S
Sai số nội suy ε = 1
100% = 0.9%
S
Số hiệu: BM1/QTPĐBCLRĐTV
1
Số hiệu: BM1/QTPĐBCLRĐTV
1
