焊接设备及自动化

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1、1、什么是传递函数？什么是堵转矩？⑴运用拉氏变换求解系统的线性常微分方程，可以得到系统在复数域的数学模型，称其为传递函数。⑵由于电动机外特性（又称输出特性、力矩特性）原因，在电动机工作区间转速随轴上负载变化而变化很小，随着负载增大到一定程度转速会急剧下降，当轴上负载使电动机转速下降为0时，称堵转，此时负载转矩即为堵转转矩，单位kg.m，是衡量一台电动机极限输出能力的物理量。2、焊接自动控制系统中可测量的间接变量有哪些？为什么存在测量困难？⑴熔池附近的温度和温度梯度；熔池及其周围的凝固部分和工件的形状；熔池金属的流动状态；电弧(或等离子弧)的形状、大小、辉度等。⑵①由于电弧发出的

2、光、热、声波、飞溅等的干扰，在其他领域可使用的测量技术在近弧区无法使用。另外，埋弧焊时因为熔渣的存在也妨碍了有效的测量；②电弧焊多半是工件固定电弧移动，要在有电弧的一面检测，必须使检测器与焊炬连接在一起同时移动。这样就必须使用能沿焊缝移动的长探测头，这是相当麻烦的。另外，使用垫板也会便焊缝背面的检测性能变坏。③因为近缝区金属处于不稳定的过渡过程与不平衡状态，所以对它的检测要测得很准确也是困难的。因此，在考虑电弧焊的自动控制时，就产生了被控制量检测的困难问题。3、可作为操作变量的有哪些？电弧电压、焊接电流、电弧形状、焊接速度、送丝速度、保护气体流量、焊剂供给量、焊炬的位置和倾角(

3、姿态)、焊件的位置及倾斜度、带不带垫板操作等等。4、什么是Z变换？试写出数学表达式。在采样系统中连续量成了离散量，将拉氏变换用于离散量中，就得到了所谓的“Z”变换。5、自动控制系统中典型环节有哪些？写出几个主要环节的传递函数。放大环节、一阶微分环节、二阶微分环节、积分环节、惯性环节、振荡环节、滞后环节。放大环节：；一阶微分环节：二阶微分环节：；积分环节：惯性环节：；振荡环节：滞后环节：6、说明自感式、互感式传感器的工作原理。⑴电感式传感器由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁由导磁材料制成。在铁芯和衔铁之间有气隙，传感器的运动部分与衔铁相连。当衔铁移动时，气隙厚度δ发生改变，

4、引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感值变化，因此只要能测出这种电感量的变化，就能确定衔铁位移量的人小和方向。⑵互感型传感器的工作原理是利用电磁感应中的互感现象，将被测位移量转换成线圈互感的变化。由于常采用两个次级线圈组成差动式，故又称差动变压器式传感器。螺管形差动变压器螺管形差动变压器传感器由初级线圈和两个参数完全相同的次级线圈、组成。线圈中心插入圆柱形铁芯p，次级线圈、反极性串联。当初级线圈加上交流电压时，如果，则输出电压；当铁芯向上运动时；当铁芯向下运动时。铁芯偏。7、说明无槽电枢式直流伺服电动机结构及性能特点。⑴无槽电枢直流伺服电动机的电枢铁芯上是不开槽的，电枢绕组

5、直接排列在铁芯表面，再用环氧树脂和玻璃布带把它固定，使与电枢铁芯构成一个整体。由于绕组直接处于气隙中，因此这种电机的气隙较大，故与同容量的传统式直流伺服电动机相比，定子磁钢的尺寸较大。为了用增加气隙磁密来满足较高的动态指标，因而定子尺寸显得更大。⑵性能特点：①动态性能好由于这类电机的电枢绕组是直接排列在铁芯表面，因此电枢可以做成细长，而不存在下线工艺的困难。同时省去了电枢铁芯上齿部的雾量，使电枢的转动惯量大大降低。因此，这类电机具有机械时间常数小(一般在10ms左右或更低)、频串范围宽等特点。②过载能力强这类伺服电机往往工作在频繁起动和正反转的间断工作状态，其最大负载比额定负载

6、要大得多，在暂短(几秒钟)上作制的状态中；最大转矩可能比额定值大10倍以上，使过载电流也在10倍以上。因此，这类伺服电动机多采用强迫通风装置进行冷却。③力矩波动小由于电枢无槽、电感量小，使其具有输出力矩波动小、换向性能良好、对无线电干扰差等优点。据测得一般有槽电枢直流伺服电动机的力矩波动为7~10%，而无槽电枢直流伺服电动机的力矩波动仅为1~3%。8、被控量的选择要组成自动控制系统，当然要在所选定的被控制量中，选出有决定意义的一个或多个物理量来定出操作量。对操作量与被控制量间的静态和动态关系，事先就要有充分的了解。为了弄清楚它们的静态关系，最好进行实验，但动态关系则往往不大容易

7、弄得十分清楚，故电弧焊的自动控制中操作量的选择也较复杂。9、什么是自动控制?自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控制的对象〔如焊接电弧、设备或生产过程)自动地按照予定的规律去工作。被控制的机器设备或生产过程称为控制对象;所用的控制装置，有的地方又称为控制元件。控制装置和控制对象的总合，称做控制系统。二者组合在一起才能完成自动控制的任务。10、开环控制系统和闭环控制系统⑴开环控制系统概念：对输入量（电位器的控制作用）没有反馈作用的控制系统，称做开环控制系统（或称做非反馈控制系