電力拖動自控系統(tǒng)期末考試復習資料

電力拖動自控系統(tǒng)第1頁共12頁《電力拖動自控系統(tǒng)》課程綜合復習資料一、單選題1、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)起動過程的轉速調節(jié)階段，兩個調節(jié)器的工作狀態(tài)為（）。A、ASR、ACR均不飽和B、ASR、ACR均飽和C、ASR飽和、ACR不飽和D、ASR不飽和、ACR飽和答案：A2、某雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，ASR、ACR均采用近似PI調節(jié)器，發(fā)現下垂特性不夠陡，應調節(jié)（）。A、電流反饋系數B、轉速反饋系數C、增大ACR的穩(wěn)態(tài)放大系數D、增大ASR的穩(wěn)態(tài)放大系數答案：C3、當系統(tǒng)的機械特性硬度一定時，如要求的靜差率s越小，調速范圍D（）。A、越小B、越大C、不變D、可大可小答案：A4、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)起動過程，恒流升速階段，ASR的工作狀態(tài)為（）。A、不飽和B、飽和C、退飽和D、不能確定答案：B5、下面關于轉速反饋控制的描述正確的是（）。A、轉速反饋控制系統(tǒng)是轉速有靜差的控制系統(tǒng)B、轉速反饋控制系系統(tǒng)對控制回路中的所有擾動有抑制作用，轉速的高低由給定信號決定C、轉速控制精度與給定信號密切相關，與檢測信號無關D、以上描述都不正確答案：D6、在采用有續(xù)流二極管的半控橋式整流電路對直流電動機供電的調速系統(tǒng)中，其主電路電流的檢測應采用（）。A、交流互感器B、直流互感器C、霍爾元件答案：B7、轉速電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中轉速調節(jié)器的英文縮寫是（）。A、ACRB、AVRC、ASRD、ATR答案：C8、直流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中出現電源電壓波動和負載轉矩波動時（）。A、ACR抑制電網電壓波動，ASR抑制轉矩波動B、ACR抑制轉矩波動，ASR抑制電壓波動C、ACR放大轉矩波動，ASR抑制電壓波動D、ACR放大電網電壓波動，ASR抑制轉矩波動答案：A9、調速系統(tǒng)的靜差率一般是指系統(tǒng)在（）時的靜差率。A、高速時B、低速時C、額定轉速時答案：B10、無靜差調速系統(tǒng)的調節(jié)原理是（）。A、依靠偏差的積累B、依靠偏差對時間的積累C、依靠偏差對時間的記憶D、用偏差進行調節(jié)答案：B11、在晶閘管直流調速系統(tǒng)中，當整流器輸入電壓一定、觸發(fā)延遲角一定時，平波電抗器電感量越大，電流連續(xù)段機械特性區(qū)域（）。A、越大B、越小C、不變答案：A12、轉速負反饋有靜差調速系統(tǒng)中，當負載增加以后，轉速要下降，系統(tǒng)自動調速以后，可以使電動機的轉速（）。A、等于原來的轉速B、低于原來的轉速C、高于原來的轉速D、以恒轉速旋轉答案：B13、可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速運行，實現無靜差調速的是（）。A、比例控制B、積分控制C、微分控制D、比例微分控制答案：B14、V-M可逆直流調速系統(tǒng)應用時，須考慮環(huán)流，采用環(huán)流電抗器可限制（）的大小。A、瞬時脈動環(huán)流B、直流平均環(huán)流C、靜態(tài)環(huán)流D、動態(tài)環(huán)流答案：A15、下面選項中，屬于電流調節(jié)器作用的是（）。A、調速系統(tǒng)的主導調節(jié)器，它使轉速很快地跟隨給定電壓變化B、對負載變化起抗擾作用最高速C、在轉速動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流D、其輸出限幅值決定電動機允許的最大電流任意速度答案：C16、轉速負反饋單閉環(huán)有靜差直流調速系統(tǒng)中，不能抑制（）的擾動。A、調節(jié)器放大倍數B、電網電壓波動C、負載D、測速發(fā)電機勵磁電流答案：D17、下面關于開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的描述錯誤的是（）。A、閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)機械特性硬得多B、如果比較同一n0的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，則閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多C、當要求的靜差率一定時，開環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調速范圍D、閉環(huán)系統(tǒng)的實現成本比開環(huán)系統(tǒng)高答案：C18、轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)起動時，轉速調節(jié)器處于（）。A、調節(jié)狀態(tài)B、飽和狀態(tài)C、截止狀態(tài)答案：B19、一個設計較好的雙閉環(huán)調速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作時（）。A、兩個調節(jié)器都飽和B、兩個調節(jié)器都不飽和C、速度調節(jié)器飽和，電流調節(jié)器不飽和D、速度調節(jié)器不飽和，電流調節(jié)器飽和答案：B20、雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中的電流環(huán)的輸入信號有兩個，即（）。A、主電路反饋的轉速信號及轉速環(huán)的輸出信號B、主電路反饋的電流信號及轉速環(huán)的輸出信號C、主電路反饋的電壓信號及轉速環(huán)的輸出信號答案：B二、判斷題1、轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，為了實現電流的實時控制和快速跟隨，希望電流調節(jié)器進入飽和狀態(tài)。答案：錯2、以微處理器為核心的數字控制系統(tǒng)（簡稱微機數字控制系統(tǒng)）硬件電路的標準化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響。答案：對3、可逆調速系統(tǒng)主電路的電抗器是均衡電抗器，用來限制脈動電流。答案：對4、在兩組晶閘管變流器反并聯(lián)可逆電路中，必須嚴格控制正、反組晶閘管變流器的工作狀態(tài)，否則就可能產生環(huán)流。答案：對5、在晶閘管直流調速系統(tǒng)中，直流電動機的轉矩與電樞電流成正比，也和主電路的電流有效值成正比。答案：錯6、雙閉環(huán)直流自動調速系統(tǒng)包括電流環(huán)和轉速環(huán)。電流環(huán)為外環(huán)，轉速環(huán)為內環(huán)，兩環(huán)是串聯(lián)的，又稱雙環(huán)串級調速。答案：錯7、有靜差調速系統(tǒng)是依靠偏差進行調節(jié)的，而無靜差調速系統(tǒng)則是依靠偏差對作用時間的積累進行調節(jié)的。答案：對8、調速系統(tǒng)的靜態(tài)轉速降是由電樞回路電阻壓降引起的。轉速負反饋之所以能提高系統(tǒng)硬度特性，是因為它減少了電樞回路電阻引起的轉速降。答案：錯9、在電動機調速系統(tǒng)中，控制對象是電動機的轉速和電流，是快速變化的物理量，必須具有較低的采樣頻率。答案：錯10、在調速范圍中規(guī)定的最高轉速和最低轉速，它們都必須滿足靜差率所允許的范圍。若低速時靜差率滿足允許范圍，則其余轉速時靜差率自然就一定滿足。答案：對11、對自動控制系統(tǒng)而言，若擾動產生在系統(tǒng)內部，則稱為內擾動。若擾動來自系統(tǒng)外部，則叫外擾動。兩種擾動都對系統(tǒng)的輸出量產生影響。答案：對12、在開環(huán)控制系統(tǒng)中，由于對系統(tǒng)的輸出量沒有任何閉合回路，因此系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有直接影響。答案：對13、弱磁控制時電動機的電磁轉矩屬于恒功率性質只能拖動恒功率負載而不能拖動恒轉矩負載。答案：錯14、只有一組橋式晶閘管變流器供電的直流電動機調速系統(tǒng)在位能式負載下能實現制動。答案：對15、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中，當電動機過載甚至堵轉時，轉速調節(jié)器可以限制電樞電流最大值，起快速自動保護作用。答案：錯16、自動控制的直流調速系統(tǒng)，往往以調節(jié)電樞供電電壓為主。答案：對17、閉環(huán)調速系統(tǒng)的靜特性表示閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉速與負載電流或轉矩間的穩(wěn)定關系。答案：對18、閉環(huán)系統(tǒng)可以改造控制對象。答案：對19、積分調節(jié)能夠消除靜差，而且調節(jié)速度快。答案：錯20、調速范圍和靜差率合稱調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標。答案：對三、問答題1、在轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中，若要改變電動機的轉速，改變轉速反饋系數α行不行？若要改變電動機的堵轉電流，應調節(jié)系統(tǒng)中的什么參數？答：改變α可改變轉速，但一般不采用該方法。若要改變堵轉電流，應調節(jié)電流反饋系數β。2、說明雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中引入電流環(huán)的原因。答：采用轉速負反饋和PI調節(jié)器的單閉環(huán)調速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實現轉速無靜差。如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如要求快速起制動、突加負載動態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。這主要是因為在單閉環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照需要來控制動態(tài)過程的電流或轉矩。要達到目的必須引入電流閉環(huán)。3、V-M調速系統(tǒng)的電流脈動和斷續(xù)是如何形成的？答：整流器輸出電壓大于反電動勢時，電感儲能，電流上升，整流器輸出電壓小于反電動勢時，電感放能，電流下降。整流器輸出電壓為脈動電壓，時而大于反電動勢時而小于，從而導致了電流脈動。當電感較小或電動機輕載時，電流上升階段電感儲能不夠大，從而導致當電流下降時，電感已放能完畢、電流已衰減至零，而下一個相卻尚未觸發(fā)，于是形成電流斷續(xù)。4、轉速閉環(huán)調速系統(tǒng)，正常運行中，突然轉速反饋線掉落，會發(fā)生什么現象？為什么？答：閉環(huán)運行，轉速反饋線斷開，轉速調節(jié)器的反饋信號為零，轉速調節(jié)器飽和，使得電流給定達到最大值；電流調節(jié)器輸出達到最大值，飽和，流過電樞電流增大，電機輸出轉矩大于負載轉矩，電機轉速提高，反電動式上升，但由于負載不變，電流電流回落，最后系統(tǒng)穩(wěn)定運行，但其轉速大于最初轉速。5、從工作原理方面比較V-M系統(tǒng)和PWM調速系統(tǒng)的相同之處和不同之處。答：V-M系統(tǒng)通過改變晶閘管的觸發(fā)角度，控制可控整流橋輸出電壓，進而調節(jié)轉速，PWM調速系統(tǒng)通過調整高頻脈沖的占空比，改變施加在電樞繞組兩端的電壓，調節(jié)轉速。6、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中電流調節(jié)器的作用？答：（1）作為內環(huán)的調節(jié)器，在外環(huán)轉速的調節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調節(jié)器的輸出量）變化。（2）對電網電壓的波動起及時抗擾的作用。（3）在轉速動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程（4）當電機過載甚至堵轉時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。7、H橋可逆直流調速系統(tǒng)中泵升電壓是怎樣產生的？答：泵升電壓是當電動機工作于回饋制動狀態(tài)時，由于二極管整流器的單向導電性，使得電動機由動能轉變?yōu)榈碾娔懿荒芡ㄟ^整流裝置反饋回交流電網，而只能向濾波電容充電，造成電容兩端電壓升高。8、轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)中，如果給定電壓不變，調節(jié)轉速反饋系數是否能夠改變轉速，為什么？答：調節(jié)轉速反饋系數而不改變給定電壓能改變轉速。因為改變轉速反饋系數則改變實際轉速反饋電壓，而給定電壓不變，則電壓偏差改變，從而電力電子變換器輸出電壓改變，即電動機電樞電壓改變，轉速改變。9、在無靜差轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)中，轉速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)電機精度的影響，為什么？答：仍然受影響。因為無靜差轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)只是實現了穩(wěn)態(tài)誤差為零，因此若給點電源發(fā)生偏移，或者測速發(fā)電機精度受到影響而使反饋電壓發(fā)生改變，系統(tǒng)仍會認為是給定或轉速發(fā)生改變，從而改變轉速，以達到電壓偏差為零。10、由于機械原因，造成轉軸堵死，分析雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的工作狀態(tài)。答：電動機堵轉則轉速恒為零，在一定的給定下，偏差電壓相當大，從而使ASR迅速達到飽和，又電動機轉速由于轉軸堵死無法提升，故ACR無法退飽和，因此系統(tǒng)處于ASR飽和狀態(tài)。11、簡述V-M調速系統(tǒng)存在的問題。答：整流器晶閘管的單向導電性導致的電動機的不可逆行性。整流器晶閘管對過電壓過電流的敏感性導致的電動機的運行不可靠性。整流器晶閘管基于對其門極的移相觸發(fā)控制的可控性導致的低功率因數性。12、在轉速負反饋單閉環(huán)有靜差調速系統(tǒng)中，當下列放大器的放大系數Kp發(fā)生變化時系統(tǒng)是否有調節(jié)作用，為什么？答：有。假設Kp減小，則控制電壓減小，則電力電子變換器輸出減小，則電動機轉速下降;而電動機轉速下降，則反饋電壓減小，則偏差電壓增大，則控制電壓增大，則轉速上升。13、在晶閘管整流器-電動機開環(huán)調速系統(tǒng)中，為什么轉速隨負載增加而降低？答：負載增加意味著負載轉矩變大，電機減速，并且在減速過程中，反電動勢減小，于是電樞電流增大，從而使電磁轉矩增加，達到與負載轉矩平衡，電機不再減速，保持穩(wěn)定。故負載增加，穩(wěn)態(tài)時，電機轉速會較增加之前降低。14、什么是泵升電壓？如何限制泵升電壓？答：直流電源靠二極管整流供電，不可能回饋電能，電機制動時只好對濾波電容充電，將使電容兩端電壓升高，稱作“泵升電壓”。采用鎮(zhèn)流電阻Rb來消耗掉部分動能。分流電路靠開關器件VTb在泵升電壓達到允許數值時接通。15、簡述轉速反饋控制的直流調速系統(tǒng)的靜特性本質。答：在閉環(huán)系統(tǒng)中，每增加（或減少）一點負載，就相應地提高（或降低）一點電樞電壓，使電動機在新的機械特性下工作。因此閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性本質上就是無數開環(huán)機械特性上各取一個相應的工作點連接而成的。16、試寫出轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中，轉速調節(jié)器的作用。答：（1）轉速調節(jié)器是調速系統(tǒng)的主導調節(jié)器，它使轉速n很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時可減小轉速誤差，如果采用PI調節(jié)器，則可實現無靜差。（2）對負載變化起抗擾作用。（3）其輸出限幅值決定電機允許的最大電流。17、轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)，若改變給定電壓能否改變電動機的轉速？為什么？答：改變給定電壓會改變電動機的轉速，因為反饋控制系統(tǒng)完全服從給定作用。18、直流電動機有哪幾種調速方法，各有哪些特點？答：調壓調速，弱磁調速，轉子回路串電阻調速，第一個無級調速，后面有級調速。19、閉環(huán)調速系統(tǒng)減少或消除轉速穩(wěn)態(tài)誤差的實質是什么？答：在于它的自動調節(jié)作用，在于它能隨著負載的變化而相應地改變電樞電壓，以補償電樞回路電阻壓降的變化。20、簡述比例積分控制規(guī)律。答：比例部分能（迅速響應控制作用），積分部分則（最終消除穩(wěn)態(tài)偏差）。四、論述題1、直流電動機為，，，，。相控整流器內阻，采用降壓調速。（1）當生產機械要求s=20%時，求系統(tǒng)的調速范圍；（2）如果s=30%時，則系統(tǒng)的調速范圍又為多少？解：2、旋轉編碼器光柵數1024，倍頻系數4，高頻時鐘脈沖頻率，旋轉編碼器輸出的脈沖個數和高頻時鐘脈沖個數均采用16位計數器，M法測速時間為0.01s，求T法測速時，轉速和時的測速分辨率和誤差率最大值。解：分辨率：時，時，最大誤差率：，，當時，當時，時，時，可見T法適合低速3、有一晶閘管直流電動機系統(tǒng)，電動機參數為：，，，，，電樞回路電抗器電阻，整流裝置內阻，要求D=10，s=20%。試求計算開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和滿足調速要求所允許的穩(wěn)態(tài)速降。解：4、有一個V—M調速系統(tǒng)，電機參數為：，，，，電樞電阻。若采用開環(huán)控制系統(tǒng)，只考慮電樞電阻引起的轉速降。問題：（1）要使靜差率S=0.1，求系統(tǒng)的調速范圍D。（2）要使調速范圍D=2，其允許的靜差率S為多少？（3）若要求調速范圍D=10，靜差率S=0.05，則允許的轉速降為多少？答：⑴⑵⑶5、系統(tǒng)的調速范圍是1000~100，要求靜差率s=2%，那么系統(tǒng)允許的靜差轉速降是多少？解：系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降為。五、填空題1、反饋控制可確保特定量的恒定，轉速閉環(huán)調速系統(tǒng)中反饋控制的作用是：抵抗擾動，（）。答案：服從給定2、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的起動過程中的恒流升速階段轉速（ASR）調節(jié)器飽和，（）調節(jié)器不飽和。答案：電流（ACR）3、控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括對（）輸入信號的跟隨性能指標和對擾動輸入信號的抗擾性能指標。答案：給定4、采用配合控制的V-M可逆直流調速系統(tǒng)，消除了（）環(huán)流。答案：直流平均5、對于運動控制系統(tǒng)而言，常用的生產機械負載轉矩特性分別是（）、恒功率和風機、泵類三類。答案：恒轉矩6、無靜差直流調速系統(tǒng)的實質是調節(jié)器中包含（）環(huán)節(jié)。答案：積分7、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運行時，轉速n取決于（），ASR的輸出取決于負載電流IdL。答案：給定電壓（）8、V-M可逆直流調速系統(tǒng)，兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路，采用α＝β配合控制，可以消除的是（）環(huán)流，不能消除瞬時脈動環(huán)流。答案：直流平均9、采用PI控制的轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中，當兩個調節(jié)器都不飽和且穩(wěn)態(tài)時，它們的輸入偏差電壓分別為（）。答案：零10、轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，為了實現電流的實時控制和快速跟隨，在整個工作過程中，希望（）始終處于不飽和狀態(tài)。答案：電流調節(jié)器《電力拖動自控系統(tǒng)》課程綜合復習資料一、填空題1．位置隨動系統(tǒng)一般由五個部分組成，這五個部分分別是：位置傳感器、電壓比較放大器、、和減速器與負載。2．對調速系統(tǒng)轉速控制的要求主要集中在三個方面，具體為、和。其中和穩(wěn)態(tài)性能指標相對應的是：和。3．調壓調速是直流調速系統(tǒng)的主要方法，調節(jié)電樞供電電壓需要有專門的可控直流電源，常用的可控直流電源有三種，具體為：、和。直流調速系統(tǒng)的主要形式是晶閘管－電動機調速系統(tǒng)，簡稱為系統(tǒng)。常用的可逆PWM變換器的主電路的結構的結構型式有、型和等。6．在隨動系統(tǒng)動態(tài)校正中，常用的有、和。7．在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，常優(yōu)先考慮串聯(lián)校正方案。由調節(jié)器可構成的超前校正，提高穩(wěn)定裕度和改善快速性能；由調節(jié)器構成的滯后校正，可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；用調節(jié)器構成滯后－超前校正，兼具兩者的優(yōu)點。8．在晶閘管—電動機系統(tǒng)中，抑制電流脈動可采取的措施是：、和。選擇題1．在直流電動機調速方法中，調速性能最好的是（）A、減弱勵磁磁通 B、調節(jié)電樞供電電壓改變電樞回路電阻 D、改變負載2．與開環(huán)系統(tǒng)相比，閉環(huán)系統(tǒng)增加了反饋電路，反饋電路對干擾（）不起作用。A、電壓擾動 B、負載擾動反饋電路元件的本身影響 D、負載沖擊3．位置信號檢測裝置是構成位置閉環(huán)控制所必不可少的環(huán)節(jié)。下列位置檢測裝置中，不屬于電磁感應的是（）自整角機 B、光電碼盤 C、旋轉變壓器 D、感應同步器4．對閉環(huán)系統(tǒng)而言，控制精度依賴于給定和反饋檢測精度，而反饋電路對干擾并不全起作用，主要對干擾（）起作用。A、電壓擾動 B、給定電源擾動反饋電路元件的本身影響 D、測速電機誤差5．調速系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)在控制中十分常用，兩者的主要性能不同。對隨動系統(tǒng)來說，主要是要求輸出量準確地跟隨給定量的變化，因此它的（）成了主要指標。A、快速性 B、靈活性 C、跟隨性能 D、準確性三、簡答題1．某雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，ASR、ACR均采用近似PI調節(jié)器，試問：①調試中怎么才能做到Uim*=6V時，Idm=20A；如欲使Unm*=10V時，n=1000r/min，應調什么參數？②如發(fā)現下垂特性不夠陡或工作段特性不夠硬，應調什么參數？2．調速系統(tǒng)常用的穩(wěn)態(tài)性能指標分為那幾類？并寫出相應的性能指標。3．某直流電動機帶動一恒轉矩負載（即轉矩不變），測得始動電壓Ud0=4V，當電樞電壓UA=50V時，其轉速n=1500r/min。若要求轉速n=3000r/min，試問要加多大的電樞電壓？4．轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中，電流調節(jié)器的作用。試比較串聯(lián)校正中常用的三種方法的優(yōu)缺點。6．在轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中，兩個調節(jié)器均采用PI調節(jié)器。當系統(tǒng)帶額定負載運行時，轉速反饋線突然斷線，系統(tǒng)重新進入穩(wěn)態(tài)后，電流調節(jié)器的輸入偏差電壓△Ui是否為零？為什么？7．電流波形連續(xù)和斷續(xù)對開環(huán)V－M調速系統(tǒng)機械特性的影響較大，電流連續(xù)段特性較硬，改變控制角可得到一簇彼此平行的直線；斷續(xù)段則呈現非線性，理想空載轉速高，特性軟，內阻大。為了工作在電流連續(xù)區(qū)，須采取什么措施？試比較開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)機械特性的靜特性。9．某直流電動機帶動一恒轉矩負載（即轉矩不變），測得始動電壓Ud0=4V，當電樞電壓UA=50V時，其轉速n=1500r/min。若要求轉速n=3000r/min，試問要加多大的電樞電壓？10．對于轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)來說，改變給定電壓能否改變電動機的轉速？為什么？如果給定電壓不變，調整轉速反饋系數能否改變轉速？為什么？11．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。12．環(huán)流的分類及抑制方法？13．一組晶閘管供電的直流調速系統(tǒng)需要快速回饋制動時，為什么必須采用可逆線路？它有哪幾種型式？14．直流斬波器有哪幾種控制方式？15．晶閘管調速系統(tǒng)中，在回饋制動時電機工作在哪幾個象限？16．試畫出單閉環(huán)調速系統(tǒng)的原理圖、穩(wěn)態(tài)結構圖和動態(tài)結構圖。四、繪圖題1．試畫出雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的原理圖和穩(wěn)態(tài)結構圖。2．試對應繪出雙閉環(huán)調速系統(tǒng)起動過程轉速、電流變化曲線并注明圖中各個階段名稱。五、計算題1．有一個V—M調速系統(tǒng)，電機參數為：Pn=10KW，Un=220V，In=55A，nn=1000r/min，電樞電阻。若采用開環(huán)控制系統(tǒng)，只考慮電樞電阻引起的轉速降。（1）要使靜差率S=0.1，求系統(tǒng)的調速范圍D。（2）要使調速范圍D=2，其允許的靜差率S為多少？（3）若要求調速范圍D=10，靜差率S=0.05，則允許的轉速降為多少？2．有一V－M調速系統(tǒng)，電動機參數為Pnom=2.5kw、Unom＝220V、Inom＝15A、nnom=1500r／min、Ra=2Ω，整流裝置內阻Rrec=1Ω，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數Ku=30，要求調速范圍D=20，轉差率s=10%。試：（1）計算開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和調速要求所允許的穩(wěn)態(tài)速降。（2）采用轉速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖。（3）調整該系統(tǒng)，使時轉速n=1000r/min，此時轉速反饋系數應為多少？（可認為）（4）計算所需的放大器放大系數。3．試分析雙極性H型變換器是如何實現系統(tǒng)可逆的？并畫出相應的電壓、電流波形。4．被控對象的傳遞函數為式中，K1＝2；T1＝0.4s；T2＝0.08s；T3＝0.015s；T4＝0.005s。要求階躍輸入時系統(tǒng)的超調量σ%<5%。試分別用I、PI和PID調節(jié)器校正成典型Ⅰ系統(tǒng)，并設計各調節(jié)器參數并計算調節(jié)時間ts。

綜合復習資料參考答案一、填空題1．電力電子變換器、伺服電機。2．調速、穩(wěn)速、加減速、調速、穩(wěn)速。3．旋轉變流機組（G-M系統(tǒng)）、靜止可控整流器（V-M系統(tǒng)）、直流斬波器或脈寬調制變換器4．V-M5．M、T、H6．串聯(lián)校正、并聯(lián)校正和復合控制7．比例微分、比例積分、比例積分微分8．增加整流電路相數、采用多重化技術、設置平波電抗器。二、選擇題B、C、B、A、C三、簡答題1．①當Uim*固定時，只需調節(jié)電流反饋系數α即可實現；當Unm*已知時，調節(jié)轉速反饋系數可實現。②發(fā)現下垂特性不夠陡時，可增大ACR的穩(wěn)態(tài)放大系數；如工作特性不夠硬時，可增大ASR的穩(wěn)態(tài)放大系數。。2．①穩(wěn)速和調速②調速范圍和靜差率3．根據直流電動機的機械特性可知，隨著電動機兩端電壓的變化，其機械特性水平上下移動，始動電壓為4V，確定了負載的起動轉矩，對應著轉速為零；轉速n=1500r/min，對應的電壓為50V，其間電壓差為46V，因而n=3000r/min對應的電壓為50＋46＝96V。4．①作為內環(huán)的調節(jié)器，在外環(huán)轉速的調節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調節(jié)器的輸出量）變化。②對電網電壓的波動起及時抗擾的作用。③在轉速動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程。④當電機過載甚至堵轉時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復正常。這個作用對系統(tǒng)的可靠運行來說是十分重要的。5．①PD，超前校正，提高穩(wěn)定裕度，快速性好，穩(wěn)態(tài)精度差；②PI，滯后校正，保證穩(wěn)態(tài)精度，限制快速性；③PID，滯后-超前校正，集中PI和PD優(yōu)點，但實現與調試復雜。6．①；②轉速反饋斷線，ASR飽和，輸出限幅值；③系統(tǒng)再次穩(wěn)定后，由于帶額定負載，最終運行在上，所以電流調節(jié)器的輸入偏差電壓。7．電流脈動會產生以下兩個方面的問題：(1)脈動電流產生脈動轉矩，對生產機械不利。(2)脈動電流造成較大的諧波分量，流入電源后對電網不利，同時也增加電機發(fā)熱。V-M系統(tǒng)抑制電流脈動的主要措施：(1)增加整流電路的相數。(2)設置平波電抗器。當V-M系統(tǒng)主電路串接的電抗器有足夠大的電感量，而且電動機的負載電流也足夠大時，整流電流的波形便可能是連續(xù)的8．(1)閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)機械特性硬得多。(2)如果比較同一no的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，則閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多。(3)當要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調速范圍。(4)閉環(huán)系統(tǒng)必須設置放大器。閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調速范圍，為此所需付出的代價是，須增設檢測元件、反饋裝置和電壓放大器。9．根據直流電動機的機械特性可知，隨著電動機兩端電壓的變化，其機械特性水平上下移動，始動電壓為4V，確定了負載的起動轉矩，對應著轉速為零；轉速n=1500r/min，對應的電壓為50V，其間電壓差為46V，因而n=3000r/min對應的電壓為50＋46＝96V。10．改變給定電壓，電動機轉速隨之改變，轉速系統(tǒng)是轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)，輸出要跟隨給定變化；調整轉速反饋系數能改變轉速，因為反饋值要跟隨給定變化。11．由PD調節(jié)器可構成的超前校正，提高穩(wěn)定裕度和改善快速性能；由PI調節(jié)器構成的滯后校正，可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；用PID調節(jié)器構成滯后－超前校正，兼具兩者的優(yōu)點。12．環(huán)流分為穩(wěn)態(tài)環(huán)流與動態(tài)環(huán)流兩類。而穩(wěn)態(tài)環(huán)流又可分為直流平均環(huán)流與瞬時脈動環(huán)流兩種。采網α＝β工作制配合控制可以消除直流平均環(huán)流，但不能抑制瞬時脈動環(huán)流。為抑制脈動環(huán)流，必須在環(huán)流回路中串入環(huán)流電抗器。13．當系統(tǒng)要快速回饋制動時，系統(tǒng)中的動能要轉化成其它能量，必須要為其尋找能量消耗的渠道，最好的方法是將能量反饋回電網，單組晶閘管供電的直流調速系統(tǒng)不能將電能反饋電網，必須要借助于其它方式，因而必須要采用可逆線路。常用的可逆線路主要有電樞反接和勵磁反接兩種。電樞反接又分為反并聯(lián)聯(lián)接和交叉聯(lián)接兩種。14．PWM、PFM和兩點式控制。15．位勢性負載工作在第二象限；發(fā)電回饋制動工作在第四象限。16．原理圖穩(wěn)態(tài)結構圖動態(tài)結構圖四、繪圖題1．試畫出雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的原理圖和穩(wěn)態(tài)結構圖。2．試對應繪出雙閉環(huán)調速系統(tǒng)起動過程轉速、電流變化曲線并注明圖中各個階段名稱。第Ⅰ階段0～t1是電流上升的階段。第Ⅱ階段t1～t2是恒流升速階段。第Ⅲ階段t2以后是轉速調節(jié)階段。五、計算題1．解：⑴⑵⑶2．解：計算電動機的Ce由可得開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)壓降為滿足調速要求所允許的穩(wěn)態(tài)壓降為采用轉速負反饋系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構如圖所示。當時n=1000r/min，則轉速反饋系數為閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數為則所需的放大器放大系數為改用電壓反饋后，電動機電樞電阻Ra造成的穩(wěn)態(tài)速降已經是可見，不可能達到題中提出的調速要求。采用電壓負反饋調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性方程為式中其中電壓反饋系數為所以3．解：雙極式可逆PWM變換器的電流波形和不可逆但有制動電流通路的PWM變換器也差不多，怎樣才能反映出“可逆”的作用呢？這要視正、負脈沖電壓的寬窄而定。當正脈沖較寬時，ton>T／2，則電樞兩端的平均電壓為正，在電動運行時電動機正轉。當正脈沖較窄時，ton<T／2，平均電壓為負，電動機反轉。如果正、負脈沖寬度相等，ton=T／2，平均電壓為零，則電動機停止。4．解：用I調節(jié)器校正時，調節(jié)器的傳遞函數為按典型I型系統(tǒng)校正，校正后的開環(huán)傳遞函數為式中，按σ%<5%，可取K＝KIK1＝1/2T，所以調節(jié)時間用PI調節(jié)器校正時，調節(jié)器傳遞函數為取，并將T2、T3、T4看成小時間常數，令則按典型I型系統(tǒng)校正時系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數為同樣，取，則調節(jié)時間用PID調節(jié)器校正時，其傳遞函數為取，，令則按典型I型系統(tǒng)校正時系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數為同樣，取，則調節(jié)時間比較采用不同調節(jié)器時的調節(jié)時間，用PID調節(jié)器校正效果比較好?！峨娏ν蟿幼钥叵到y(tǒng)》課程綜合復習資料一、填空題直流調速系統(tǒng)的主要形式是晶閘管－電動機調速系統(tǒng)，簡稱為系統(tǒng)。在隨動系統(tǒng)動態(tài)校正中，常用的有、和。在閉環(huán)調速系統(tǒng)中，常常會用到PD、PI和PID，依次代表、和三種調節(jié)器。二、選擇題1、位置信號檢測裝置是構成位置閉環(huán)控制所必不可少的環(huán)節(jié)。下列位置檢測裝置中，不屬于電磁感應的是（）A、自整角機 B、光電碼盤 C、旋轉變壓器 D、感應同步器2、調速系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)在控制中十分常用，兩者的主要性能不同。對隨動系統(tǒng)來說，主要是要求輸出量準確地跟隨給定量的變化，因此它的（）成了主要指標。A、快速性 B、靈活性 C、跟隨性能 D、準確性3、對閉環(huán)系統(tǒng)而言，控制精度依賴于給定和反饋檢測精度，而反饋電路對干擾并不全起作用，主要對干擾（）起作用。A、電壓擾動 B、給定電源擾動C、反饋電路元件的本身影響 D、測速電機誤差三、簡答題1、直流電機常用的調速方法有那些？試寫出各自的適用范圍。2、直流調速系統(tǒng)常用的可控直流電源有那些？試做詳細說明。3、閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實質。4、雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中，轉速調節(jié)器的作用。5、試繪出轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的原理圖、穩(wěn)態(tài)結構圖和動態(tài)結構圖。6、試寫出微機控制系統(tǒng)的主要特點，并做簡單解釋。7、某雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，ASR、ACR均采用近似PI調節(jié)器，試問①調試中怎么才能做到Uim*=6V時，Idm=20A；如欲使Unm*=10V時，n=1000r/min，應調什么參數？②如發(fā)現下垂特性不夠陡或工作段特性不夠硬，應調什么參數？8、試說明雙極式H型PWM變換器的優(yōu)點。9、電流波形連續(xù)和斷續(xù)對開環(huán)V－M調速系統(tǒng)機械特性的影響較大，電流連續(xù)段特性較硬，改變控制角可得到一簇彼此平行的直線；斷續(xù)段則呈現非線性，理想空載轉速高，特性軟，內阻大。為了工作在電流連續(xù)區(qū)，須采取什么措施？四、繪圖題1、試畫出雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的原理圖和穩(wěn)態(tài)結構圖。五、計算題1、旋轉編碼器光柵數為1024，倍頻系數為4，高頻時鐘脈沖頻率f0=1MHz，旋轉編碼器輸出的脈沖個數和高頻時鐘個數均采用16位計數器，M法和T法測速時間均為0.01s，求轉速n=1500r/min和n=150r/min時的測速分辨率和誤差率最大值。2、被控對象的傳遞函數為式中，K1＝2；T1＝0.4s；T2＝0.08s；T3＝0.015s；T4＝0.005s。要求階躍輸入時系統(tǒng)的超調量σ%<5%。試用PID調節(jié)器分別校正成典型Ⅰ系統(tǒng)和典型Ⅱ系統(tǒng)。3、有一V－M調速系統(tǒng)，電動機參數為Pnom=2.5kw、Unom＝220V、Inom＝15A、nnom=1500r／min、Ra=2Ω，整流裝置內阻Rrec=1Ω，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數Ku=30，要求調速范圍D=20，轉差率s=10%。試：（1）計算開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和調速要求所允許的穩(wěn)態(tài)速降。（2）采用轉速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖。（3）調整該系統(tǒng)，使時轉速n=1000r/min，此時轉速反饋系數應為多少？（可認為）（4）計算所需的放大器放大系數。六、分析題1、試分析雙極性H型變換器是如何實現系統(tǒng)可逆的？并畫出相應的電壓、電流波形。2、有一個V—M調速系統(tǒng)，電機參數為：Pn=10KW，Un=220V，In=55A，nn=1000r/min，電樞電阻。若采用誤差率最大值開環(huán)控制系統(tǒng)，只考慮電樞電阻引起的轉速降。（1）要使靜差率S=0.1，求系統(tǒng)的調速范圍D。（2）要使調速范圍D=2，其允許的靜差率S為多少？（3）若要求調速范圍D=10，靜差率S=0.05，則允許的轉速降為多少？

綜合復習資料參考答案一、填空題V－M系統(tǒng)串聯(lián)校正、并聯(lián)校正和復合校正比例微分、比例積分和比例積分微分二、選擇題題號123答案BCA三、簡答題1、答：有三種方法調節(jié)電動機的轉速：（1）調節(jié)電樞供電電壓U；（2）減弱勵磁磁通；（3）改變電樞回路電阻R。對于要求在一定范圍內無級平滑調速的系統(tǒng)來說，以調節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級調速；減弱磁通雖然能夠平滑調速，但調速范圍不大，往往只是配合調壓方案，在基速（即電機額定轉速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，自動控制的直流調速系統(tǒng)往往以調壓調速為主。2、答：旋轉變流機組——用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，以獲得可調的直流電壓。靜止式可控整流器——用靜止式的可控整流器，以獲得可調的直流電壓。直