寶雞文理學(xué)院電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)A卷試題及答案

1、寶雞文理學(xué)院試題課程名稱 自動(dòng)控制系統(tǒng) 適 用 時(shí) 間 2011年1月6日 試卷類別 A 適用專業(yè)、年級(jí)、班電氣專業(yè)08級(jí)1、2、3班 一、選擇題（每小題2分，2×1020分）1、靜差率和機(jī)械特性的硬度有關(guān)，當(dāng)理想空載轉(zhuǎn)速一定時(shí)，特性越硬，則靜差率（ ）。A、越小 B、越大 C、不變 2、下列異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率不變型的調(diào)速系統(tǒng)是（ ）。A、降壓調(diào)速 B、串級(jí)調(diào)速 C、變壓變頻調(diào)速3、可以使系統(tǒng)在無(wú)靜差的情況下保持恒速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差調(diào)速的是（ ）。A、比例控制 B、積分控制 C、比例微分控制4、控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的首要條件是（ ）。A、抗擾性B、穩(wěn)定性 C、準(zhǔn)確性5、轉(zhuǎn)

2、速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器的英文縮寫是（ ）。A、ACR B、AVR C、ASR 6、在微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的中斷服務(wù)子程序中中斷級(jí)別最高的是（ ）。A、故障保護(hù) B、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) C、電流調(diào)節(jié) 7、 采用準(zhǔn)PI調(diào)節(jié)器的目的是（ ）。A、提高系統(tǒng)增益 B、 減小高頻干擾 C、 抑制運(yùn)算放大器零點(diǎn)漂移8、 在微機(jī)數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中，M法測(cè)速適用于（ ）。A、高速段 B、低速段 C、以上都可以9、在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中，下列哪個(gè)量變化時(shí)系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力（ ）。A、 電網(wǎng)電壓 B、 測(cè)速電機(jī)勵(lì)磁 C、 轉(zhuǎn)速反饋電位器10、采用比例積分調(diào)節(jié)器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一定屬于（ ）。A、無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng) B、有靜

3、差調(diào)速系統(tǒng) C、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 二、填空題（每小題3分，3×515分）1、某直流調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為nN=1430r/min，額定速降為115 r/min，如果希望調(diào)速范圍達(dá)到10，所能滿足的靜差率是 。2、PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 （比例積分式）或 （積分和比例微分形式）。3、采用PI調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速取決于 、控制電壓Uc取決于 。4、調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)包括 和 。5、微機(jī)數(shù)字控制的直流調(diào)速系統(tǒng)， 采樣頻率要求滿足香農(nóng)定理，即 。三、判斷題（每小題2分，2×510分） 1、電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)采用PI控制規(guī)律能消除靜差。2、采用PI控制規(guī)律的

4、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速必然有超調(diào)。3、閉環(huán)系統(tǒng)能夠減小穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它能根據(jù)負(fù)載變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)電樞電壓以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降的變化。4、異步電動(dòng)機(jī)采用恒壓頻比控制方式可以獲得和直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性。5、采用積分調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)器輸入偏差電壓為零，故調(diào)節(jié)器輸出電壓也為零。 四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，5×5=25分）1、簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器的作用。2、數(shù)字控制的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)常見故障檢測(cè)有哪些？ 3、電流截止負(fù)反饋起什么作用，其工作原理是什么？4、異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型有何性質(zhì)？5、簡(jiǎn)述矢量控制系統(tǒng)和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。五、

5、計(jì)算題（每小題10分，10×3=30分）1、有一轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)V-M有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)，采用線性集成電路運(yùn)算放大器作為電壓放大器，電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為：10Kw，220V，55A，1000r/min，Ra=0.5。觸發(fā)整流環(huán)節(jié)放大倍數(shù)Ks=44，V-M系統(tǒng)電樞回路總電阻R=1.0。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=0.01158V、min/r。若閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)放大系數(shù)K=53.3。（1）畫出其電路原理圖和穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖；（5分）（2）試計(jì)算運(yùn)算放大器的放大系數(shù)。 （5分）2、 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)：電動(dòng)機(jī)：PN=3.7kW，UN=220V，IN=20A，nN=10

6、00r/min，電樞回路總電阻R=1.5。設(shè)Unm*= Uim*=8V，電樞回路最大電流Idm=40A，電力電子放大器的放大系數(shù)Ks=40。試求： （1）電流反饋系數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。（2分）（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的Udo、Ui*、Ui、Uc值。（8分）3、設(shè)控制對(duì)象傳遞函數(shù)為式中，K1=2，T1=0.4s；T2=0.08s；T3=0.015s；T4=0.005s。 要求階躍輸入時(shí)系統(tǒng)超調(diào)量%<5%。 用PI調(diào)節(jié)器校正成典型型系統(tǒng)，試設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器參數(shù)。（10分）寶雞文理學(xué)院試題參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程名稱 自動(dòng)控制系統(tǒng) 適 用 時(shí) 間 2011年1月6日 試卷類型 A 適用專業(yè)、年

7、級(jí)、班電氣專業(yè)08級(jí)1、2、3班 一、選擇題（每小題2分，2×1020分）1、（A） 2、（C） 3、（B） 4、（B） 5、（A） 6、（A） 7、（C） 8、（A） 9、（A） 10、（B）二、填空題（每小題3分，3×515分）1、44.6% 2、 或 3、 給定電壓，給定電壓和負(fù)載電流 4、調(diào)速范圍，靜差率5、采樣頻率應(yīng)不小于信號(hào)最高頻率的2倍，fsam2fmax三、判斷題（每小題2分，2×510分）1、（X） 2、（） 3、（） 4、（X） 5、（X）四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，5×5=25分）1、 答：（1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過(guò)程中

8、，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。 (2分)（2）對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。 (1分)（3）在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過(guò)程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過(guò)程。(1分)（4）當(dāng)電機(jī)過(guò)載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。 (1分)2、答：（1）供電電源的故障檢測(cè)。三相供電電源常見的故障為過(guò)電壓、欠電壓、缺相。(2分)（2）過(guò)電流、過(guò)載故障檢測(cè)。 (1分)（3）失磁故障檢測(cè)。當(dāng)If Ifmin時(shí)，出現(xiàn)失磁故障。 (1分)（4）超速故障。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)最高限定轉(zhuǎn)速時(shí)，出現(xiàn)超速故障。 (1分)3、答：作用:防止電

9、動(dòng)機(jī)起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)電樞電流過(guò)大而燒壞電動(dòng)機(jī)。(2分)原理:根據(jù)反饋控制原理，要維持哪一個(gè)物理量基本不變，就應(yīng)該引入那個(gè)物理量的負(fù)反饋。那么，引入電流負(fù)反饋，應(yīng)該能夠保持電流基本不變，使它不超過(guò)允許值。采用某種方法，當(dāng)電流大到一定程度時(shí)才接入電流負(fù)反饋以限制電流，而電流正常時(shí)僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用控制轉(zhuǎn)速。(3分)4、答：異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。 (5分)5、答：VC系統(tǒng)強(qiáng)調(diào) Te 與r的解耦，有利于分別設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器；實(shí)行連續(xù)控制，可獲得較寬的調(diào)速范圍；但按r 定向受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，降低了系統(tǒng)的魯棒性。(3分) DTC系統(tǒng)則實(shí)行 Te 與s 砰-砰控制，避開了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)；控制定子磁鏈而不是轉(zhuǎn)子磁鏈，不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響；但不可避免地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低速性能較差，調(diào)速范圍受到限制。 (2分)五、計(jì)算題（每小題10分，10×3=30分） 1、 解：（1） (3分) (2分)（2）2、解:（1）轉(zhuǎn)速