2013-2014年《材料成形装备控制技术》试题
（一） 填空题（25分）
1. （6分） 液态成形设备的控制主要牵涉到 温度控制 、 液位 、 流量 、 压力 、 气动和液压 和 程序 。
2. （3分）模数(A/D)转换过程主要有三个步骤，分别是 采集模拟信号 、 量化 和 转换成二进制数 。
3. （2分）光电式编码盘的分辨率与 码道 有关。一个具有N位码道
的码盘其分辨率为 360度除以2的n次方 。
4. （2分）热电势存在必须具备的两个条件是 两种不同材料的接触电势 和 单一材料的温差电势 。
5. （2分）电阻应变式传感器可分为 金属电阻应变片式 与 半导体应变片式 两类。
6. （5分）PID算法中比例、积分和微分的作用为 使被控制量朝着减小误差方向变化；对误差进行记忆并积分，有利于消除静差；对误差进行微分，增大微分控制作用加快系统响应，使超调量减少，增加系统稳定性。P123
（5分）交流伺服电机驱动矢量控制的实质和实现方法是 矢量控制又叫磁场定向
控制，基本思想是把异步机经过坐标变换等效成直流机，然后仿照直流机的控制方法，求得直流电动机的控制；再经过相应的坐标变换，就可以控制交流机了。
矢量控制的基本思想: 以旋转磁场不变为准则，进行坐标变换。首先是把三相静止坐标系下得定子交流电流ia,ib,ic,通过三相/ 两相变换，等效成两相静止坐标下得交流电流iα,iβ然后，再把两相静止电流iα,iβ，通过转子磁场定向得旋转变换VR，等效成两相旋转坐标系下得电流iM1,iT1。
此时如果观察者站在铁心上与坐标系一起旋转，他所看到得就是一台直流电机，原交流电机的总磁通就是等效直流电机的磁通，iM1相当于直流电机的励磁电流，iT1相当于直流机的电枢电流。这样从外部看，他是一台交流电机;从内部看，他是一台经过变换的直流电机。
在矢量控制中，定子电流被分解为互相垂直的两个分量iM1,iT1，其中iM1 用以控制转子磁链，称为磁链分量，iT1用于调节电机转矩，称为转矩分量。因此，矢量控制的最终结果就是实现了定子电流分解，分别进行转子磁链和电磁转矩的解藕控制。
矢量控制的实现
（二） 简答题（35分）
1. 简述主要测温元件的种类及应用范围。采用热电偶测温时为什么要进行冷端补
偿。（10分）
2. 画出增量式PID调节器的软件实现框图。（5分）
3. 概述塑性成型设备计算机控制系统的当前现状和发展方向。（5分） 4. 画出3种典型的弧焊电源外特性曲线并分析说明弧焊电源外特性的控制原理。
（15分）
（三） 综合题（40分）
1. （13分） 分析快速成形设备（LOM、SLS、SLA）中控制系统的特点，描述
其硬软件组成的特点及实现。
2. （15分） 设计一个基于MCS-51单片机的电磁吸盘生铁配料控制系统。 要求：
a) 画出控制系统的框图并说明其控制流程； b) 试选择合适的传感器及主要过程通道的元器件。
3. （12分）设计电阻加热装置中晶闸管触发脉冲的产生电路，分析电路原理，说
明控制过程，画出相关波形。
单向晶闸管的导通条件是：1。有正向压降；2。有触发信号。 2个都满足就会开通导电。
反向并联的晶闸管，在交流电路中，不管什么时候，都会有一个管子是正向压降，一个是反向压降，所以，只要同时给两个管子一模一样的触发信号，肯定有一个可以导通。
