電力拖動(dòng)自控系統(tǒng)綜合復(fù)習(xí)資料

1、 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合復(fù)習(xí)資料一、 填空題1、直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式是晶閘管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為系統(tǒng)。2、對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制的要求主要集中在以下三個(gè)方面：、和。3、在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，常優(yōu)先考慮串聯(lián)校正方案。用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)的串聯(lián)校正裝置可有、和三類調(diào)節(jié)器。4、常用的H型PWM變換器按控制方式分為、型和等。5、 常用的可逆PWM變換器的主電路的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式有、型和等。6、 在隨動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)校正中，常用的有、和。7、位置隨動(dòng)系統(tǒng)一般由五個(gè)部分組成，這五個(gè)部分分別是：位置傳感器、電壓比較放大器、 、 和減速器與負(fù)載。8、可逆VM系統(tǒng)存在環(huán)流的問(wèn)題，環(huán)流可以分為靜態(tài)環(huán)流和動(dòng)態(tài)環(huán)流兩種，靜態(tài)環(huán)流

2、由可分為 和 兩種。9、對(duì)于可逆調(diào)速系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)有源逆變必須滿足以下兩項(xiàng)條件：和。10、調(diào)速系統(tǒng)實(shí)際的轉(zhuǎn)矩和功率究竟有多少，要由具體的負(fù)載決定。不同性質(zhì)的負(fù)載要求也不一樣，對(duì)礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)和載客電梯，當(dāng)最大載重量相同時(shí)，無(wú)論速度大小，負(fù)載轉(zhuǎn)矩都一樣，屬于“ ”的負(fù)載；機(jī)床主軸傳動(dòng)，調(diào)速時(shí)允許的最大切削功率一般不變，屬于“ ”的負(fù)載。11、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò)程有三個(gè)特點(diǎn)，具體如下： 、 和 。12、對(duì)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的要求主要集中在三個(gè)方面，具體為 、 和 。其中和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的是： 和 。二、 選擇題1、在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法中，調(diào)速性能最好的是（）A、減弱勵(lì)磁磁通B、調(diào)

3、節(jié)電樞供電電壓C、改變電樞回路電阻D、改變負(fù)載2、在直流電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速中，最常用的得到可變電壓的方法為（）A、旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組B、直流斬波器C、脈寬調(diào)制變換器D、靜止可控整流器3、與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)相比，閉環(huán)系統(tǒng)增加了反饋電路，反饋電路對(duì)干擾（）不起作用。A、電壓擾動(dòng)B、負(fù)載擾動(dòng)C、 反饋電路元件的本身影響D、負(fù)載沖擊4、調(diào)速系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)在控制中十分常用，兩者的主要性能不同。對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是要求輸出量準(zhǔn)確地跟隨給定量的變化，因此它的（）成了主要指標(biāo)。A、快速性B、靈活性C、跟隨性能D、準(zhǔn)確性三、 簡(jiǎn)答題1、直流調(diào)速方法有哪幾種?2、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速環(huán)的作用？3、某雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，ASR、ACR

4、均采用近似PI調(diào)節(jié)器，試問(wèn)調(diào)試中怎么才能做到Uim*=6V時(shí)，Idm=20A；如欲使Unm*=10V時(shí)，n=1000r/min，應(yīng)調(diào)什么參數(shù)？如發(fā)現(xiàn)下垂特性不夠陡或工作段特性不夠硬，應(yīng)調(diào)什么參數(shù)？4、 試比較閉環(huán)控制系統(tǒng)中串聯(lián)校正方案中PD、PI、PID三種方法。5、 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。6、 閉環(huán)系統(tǒng)可以減少速降的實(shí)質(zhì)是什么？結(jié)合負(fù)載增加的情況加以說(shuō)明。7、 試比較開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性的靜特性。8、 試說(shuō)明雙極式H型PWM變換器的優(yōu)點(diǎn)。9、與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)相比，閉環(huán)系統(tǒng)可以減少速降的實(shí)質(zhì)是什么？10、在他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，何為“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式”和“恒功率調(diào)速方式”？11、調(diào)

5、速系統(tǒng)常用的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)分為那幾類？并寫出相應(yīng)的性能指標(biāo)。12、試比較串聯(lián)校正中常用的三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。13、位置隨動(dòng)系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)的區(qū)別。四、繪圖題1、試畫(huà)出雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖和穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。五、計(jì)算題1、有一VM調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)參數(shù)為Pnom=2.5kw、Unom220V、Inom15A、nnom=1500rmin、Ra=2，整流裝置內(nèi)阻Rrec=1，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數(shù)Ku=30，要求調(diào)速范圍D=20，轉(zhuǎn)差率s=10%。試：（1）計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和調(diào)速要求所允許的穩(wěn)態(tài)速降。（2）采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫(huà)出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。（3）調(diào)整該系統(tǒng)，使時(shí)轉(zhuǎn)速n=1000r/min

6、，此時(shí)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)應(yīng)為多少？（可認(rèn)為）（4）計(jì)算所需的放大器放大系數(shù)。2、設(shè)控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為式中，K12；T10.4s；T20.08s；T30.015s；T40.005s。要求階躍輸入時(shí)系統(tǒng)的超調(diào)量%<5%。試分別用I、PI和PID調(diào)節(jié)器校正成典型系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)各調(diào)節(jié)器參數(shù)并計(jì)算調(diào)節(jié)時(shí)間ts。3、有一個(gè)VM調(diào)速系統(tǒng)，電機(jī)參數(shù)為：Pn=2.8kW，Un=220V，In=15.6A，nn=1500r/min，電樞電阻Ra=1.5，電源內(nèi)阻Rn=1，Ks=37。（1）開(kāi)環(huán)工作時(shí)，試計(jì)算D=30時(shí)s的值。（2）當(dāng)D=30、s=10%時(shí)，計(jì)算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。（3）如為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)

7、，要求D=30、s=10%，在Un*=10V時(shí)，使電動(dòng)機(jī)在額定點(diǎn)工作，計(jì)算放大器放大系數(shù)Kp和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。六、分析題試分析雙極性H型變換器是如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可逆的？并畫(huà)出相應(yīng)的電壓、電流波形。電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合復(fù)習(xí)資料參考答案一、填空題1、VM系統(tǒng)。2、穩(wěn)速、調(diào)速和加減速。3、PD、PI、PID。4、雙極式、單極式和受限單極式。5、M、T、H 6、串聯(lián)校正、并聯(lián)校正和復(fù)合控制 7、電力電子變換器、伺服電機(jī)。8、直流平均環(huán)流、瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。9、控制角大于90度和外電路必須有一直流電源且極性與原直流電壓反向。10、恒轉(zhuǎn)矩、恒功率。11、飽和非線性控制、轉(zhuǎn)速超調(diào)、準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。12、調(diào)速、穩(wěn)速

8、、加減速、調(diào)速、穩(wěn)速。二、選擇題1、B2、D3、C4、C三、簡(jiǎn)答題1、有三種方法調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。（1） 調(diào)節(jié)電樞供電電壓U。（2） 減弱勵(lì)磁磁通。（3） 改變電樞回路電阻R。2、(1)使轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓Um*變化，穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。 (2)對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。 (3)其輸出限幅值決定允許的最大電流。3、當(dāng)Uim*固定時(shí)，只需調(diào)節(jié)電流反饋系數(shù)即可實(shí)現(xiàn)；當(dāng)Unm*已知時(shí)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)可實(shí)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)下垂特性不夠陡時(shí)，可增大ACR的穩(wěn)態(tài)放大系數(shù)；如工作特性不夠硬時(shí)，可增大ASR的穩(wěn)態(tài)放大系數(shù)。4、由PD調(diào)節(jié)器可構(gòu)成的超前校正，提高穩(wěn)定裕度和改善快速性能；由PI調(diào)節(jié)器構(gòu)成的滯后校正，可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)

9、精度；用PID調(diào)節(jié)器構(gòu)成滯后超前校正，兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)。5、（1）主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率元件少；（2）開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗和發(fā)熱都較??；（3）低速性能好，穩(wěn)速精度高，因而調(diào)速范圍寬；（4）系統(tǒng)頻帶寬，快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；（5）主電路元件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，裝置效率較高；（6）直流電源采用不控三相整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)高。6、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的實(shí)質(zhì)：通過(guò)反饋調(diào)節(jié)電樞電壓。7、 （1）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多。（2）如果比較同一no的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，則閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多。（3）當(dāng)要求的靜差率一定時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍。8

10、、 （1）電流一定連續(xù)；（2）可使電動(dòng)機(jī)在四象限中運(yùn)行；（3）電機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；（4）低速時(shí)，每個(gè)晶體管的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證晶體管可靠導(dǎo)通；（5）低速平穩(wěn)性好，調(diào)速范圍可達(dá)20000左右。9、 轉(zhuǎn)速反饋減小引起控制器輸入偏差變化，輸出電壓發(fā)生變化，調(diào)節(jié)輸出電壓使轉(zhuǎn)速跟隨給定。10、 按照電力拖動(dòng)原理，在不同轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，為了充分利用電機(jī)，都應(yīng)使電樞電流達(dá)到其額定值恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式：由于電磁轉(zhuǎn)矩，在調(diào)壓調(diào)速范圍內(nèi)，因?yàn)閯?lì)磁磁通不變，容許的轉(zhuǎn)矩也不變。恒功率調(diào)速方式：在弱磁調(diào)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速越高，磁通越弱，容許的轉(zhuǎn)矩不得不減少，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的乘積則不變，即容許功率不變。

11、11、 穩(wěn)速和調(diào)速調(diào)速范圍和靜差率12、 PD，超前校正，提高穩(wěn)定裕度，快速性好，穩(wěn)態(tài)精度差；PI，滯后校正，保證穩(wěn)態(tài)精度，限制快速性；PID，滯后-超前校正，集中PI和PD優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)現(xiàn)與調(diào)試復(fù)雜。13、 位置隨動(dòng)系統(tǒng)要求輸出跟隨給定變化，強(qiáng)調(diào)快速跟隨性能；調(diào)速系統(tǒng)保證穩(wěn)定和抵抗擾動(dòng)，強(qiáng)調(diào)抗擾性。四、繪圖題1、試畫(huà)出雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖和穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。五、計(jì)算題1、計(jì)算電動(dòng)機(jī)的Ce由可得開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)壓降為滿足調(diào)速要求所允許的穩(wěn)態(tài)壓降為采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)時(shí)n=1000r/min，則轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)為閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)為則所需的放大器放大系數(shù)為改用電壓反饋后，電動(dòng)機(jī)電樞電阻Ra造成的穩(wěn)態(tài)速降已經(jīng)是可見(jiàn)，不可能達(dá)到題中提出的調(diào)速要求。采用電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性方程為式中其中電壓反饋系數(shù)為所以2、用I調(diào)節(jié)器校正時(shí)，調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為按典型I型系統(tǒng)校正，校正后的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為式中，按%<5%，可取KKIK11/2T，所以調(diào)節(jié)時(shí)間用PI調(diào)節(jié)器校正時(shí)，調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為取，并將T2、T3、T4看成小時(shí)間常數(shù)，令則按典型I型系統(tǒng)校正時(shí)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為同樣，取，則調(diào)節(jié)時(shí)間用PID調(diào)節(jié)器校正時(shí)，其傳遞函數(shù)為取，令則按典型I型系統(tǒng)校正時(shí)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為同樣，取，則調(diào)節(jié)時(shí)間比較采用不同調(diào)節(jié)器時(shí)的調(diào)節(jié)時(shí)間，用PID調(diào)節(jié)器校正效果比較好。3、解：開(kāi)環(huán)放大