运动控制系统综合练习答案
运动控制系统综合练习答案
一．单项选择题
1.A
2.B
3.A
4.B
5.A
6.A
7.C
8.A
9.B 10.D 11.D 12.C 13.C 14.A
15.B
16. B 17.A 18. B 19.B 20.D 21C 22.A 23.D 24.C 25.D 26.C 27.D 28.B
29.B 30.A
31.A 32.B 33.B 34.C 35.D 36.B 37.D 38.B 39.B 40.D 41.B 42.D
43. A 44.B 45.B
46. B 47.B 48.C 49.D 50.A 51.D 52.A 53.A 54.B 55.D 56.C 57.B 58.D
59. B 60. B
61.A 62.D 63.C 64.A 65.B 66.D 67.A 68.D 69.B 70.C 71.B 72.A 73.A
74.C 75.D
76. C 77.D 78 A 79.A 80.B 81.C 82.A 83.B 84.C 85.D 86.B 87.B 88.A
89.B 90.D
91. C 92.B 93.D 94.C 95.D 96.C 97.A 98.B 99.B 100.D 101.D 102.A 103.D 104.D 105.A
106.C 107.D 108.C 109.B 110.C 111. D 112. D 113 A 114.A 115.C 116.B 117.A 118. A 119.B 120.A
二．填空题
1. 静特性
2. 加快动态响应
3. 滤波器
4. 积分（累加或PI调节器）
5. 转速n
6. 环流
7. 限幅
8. 降低9 一条直线
10. 转速开环恒压频比控制系统（通用变频器-异步电动机调速系统）
11. 转速闭环12. 比例积分调节器13. I 14. 全部历史15. 控制电流16.
回馈制动17. 0~s m18. 转速闭环转差频率控制19 电压20 动态指标
21. 调速范围22. 前向23. 大于24. 电流25. 稳定性26 跟随
27. 环流电抗器28. Er/f1=常值29. 电流源30. 矢量控制系统
31. 整流32. 最低速33. 稳态偏差34. 0 35. 转速36. 抗干扰37. 整流
38. 消耗39. 0～N N 40. 恒功率
41.断续42.不能43.无44.转速45.负载电流46.低通滤波
47.配合控制48.恒转矩49.电压源50.转子总磁通恒定
51. 纯滞后52. 比例53 开54. 好55. 电流截止负反馈56. 受限单极
57. 转速闭环转差频率控制58. 转矩59. 电源角频率60. 独立的
61.静差率62. 给定和反馈检测63. 比例64限幅值65.饱和（饱和限幅输出）66. Ⅱ67 直流侧68 正69. 降低70. 除法
71. 触发角α72. 电流截止负反馈73. 积分74. 电流75. 大
76. I 77 反 78. 电流给定电压 79. 直接转矩控制系统 80. 定子电流转矩分量
三．名词解释
1. 对于PWM 变换器，由于直流电源靠二极管整流器供电，（1分）不可能回馈电能，
（1分）电机制动时只好对滤波电容充电，这将使电容两端电压升高。 （1分）
2. 定子旋转磁场转速（1分）与转子转速之差（1分）再除以定子旋转磁场转速
（1分）
3. 在正弦调制波的半个周期内，（1分）三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，
（1分）所得到的SPWM 波也只处于一个极性的范围内，（1分）叫作单极性控制方式。
4. 以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高的等腰三角波作为载波，
用频率和期望波相同的正弦波作为调制波，（1分）调制波与载波的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，（1分）从而获得在调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波，这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。（1分）
5. 采用磁链开环控制，（1分）利用矢量控制方程中的转差公式，（1分）构成转差型矢量控制，即间接矢量控制。（1分）
6. 指系统在最低速时（1分） 还能满足所需静差率（1分）的转速可调范围（1分）。
7. 从阶跃扰动作用开始，（1分）到输出量基本上恢复稳态，（1分）距新稳态值之差进
入某基准值的%5±（或%2±）范围内所需的时间。（1分）
8. 两组可逆线路在一定控制角稳定工作时出现的环流。（3分）
9. 在正弦调制波的半个周期内，（1分）三角载波在正负极性之间连续变化，（1分）
所得到的SPWM 波也正负之间变化。（1分）
10. 软起动器是带电流闭环的电子控制器,可以限制起动电流并保持恒值，直到转速升高
后电流自动衰减下来。（1分）主电路采用晶闸管交流调压器，连续地改变其输出电压保证恒流起动，（1分）稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路，以免晶闸管不必要地长期工作。（1分）
11. 开关管的开关频率或开关周期关断的时间不变，（1分）只改变导通时间，（1分）即只改变输出直流平均电压。（1分）
12. 在跟随过程中（1分），输出量从零起（1分）第一次上升到输出量稳态值所经过的
时间（1分）。
13. 两组晶闸管输出的直流平均电压为零（1分），但因电压波形不同（1分），存在瞬
时的电压差，仍会产生脉动的环流（1分）。
14. 载波频率fc （1分）与调制信号频率fr （1分）之比（1分）。
15. 低频输出时采用异步调制方式（1分），高频输出时切换到同步调制方式（1分），
把两者的优点结合起来，和分段同步方式效果接近的一种调制方式（1分）
16. 在直流传动系统中人为地或自动地改变电动机的转速，（1.5分）以满足工作机械对
不同转速的要求。（1.5分）
17. 电压—脉冲变换装置，（1分）把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变
的脉冲电压序列（1分），从而改变平均输出电压的大小。 （1分）
18.电机 在三相静止绕组A 、B 、C 和两相静止绕组α、β 之间的变换。（3分）
19. 在交-直-交变压变频器中，直流环节采用大电容滤波，（1分）直流电压波形比较
平直，（1分）在理想情况下是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压是矩形波或 阶梯波。（1分）
20. 针对在电动机空间形成圆形磁场以产生恒定的电磁转矩的目标，把逆变器和直流
电动机视为一体，（1分）按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，（1分）磁 链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得到的，（1分）这种工作方式称作磁链 跟踪控制。
21. 当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时（1分）所对应的转
速降落N n ?（1分），与理想空载转速n 0之比（1分）。
22. 由晶闸管装置输出（1分）的直流平均电压差（1分）所产生的环流（1分）。
23. 在交流异步电动机中，按照恒E g /ω1控制，在转差率值很小的稳态运行范围内，如
果能能够保持气隙磁通不变（1分），异步电动机的转矩就近似与转差角频率成正比（1分）。控制转差频率就代表转矩（1分），这就是转差频率控制。
24. 将工频交流电源通过整流器（1分）变换成直流（1分），再通过逆变器变换成可
控频率和电压的交流的变压变频器（1分）。
25. 在逆变器的整个变频范围内，载波比不等于常数。（1分）逆变器输出电压一个周
期内的脉冲个数发生变化（1分），且正负半周的脉冲数和相位发生不对称的调制 方式（1分）
26. 除给定信号外，作用在控制系统各环节上的一切会引起输出量变化的因素。
（3分）
27. 仅在可逆V-M 系统处于过渡过程中出现的环流 。（3分）
28. 异步电机电流（代表磁动势）的空间矢量经过坐标变换可以等效成直流电机，（1
分）模仿直流电机的控制策略，得到直流电机的控制量，（1分）经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电机了。（1分）
29. 把 fr 范围划分成若干个频段，每个频段内保持N 恒定，不同频段N 不同；（1分）
在 fr 高的频段采用较低的N ，使载波频率不致过高；（1分）在fr 低的频段采用较高的N ，使载波频率不致过低。（1分）
30. 把逆变器和交流电动机视为一体，（1分）按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得到的，所以称“电压空间矢量控制”（2分）
31. 脉冲周期T 不变，（1分）只改变主晶闸管的导通时间t on ，（1分）即改变脉冲的
宽度。（1分）
32 在阶跃响应过程中，（1分）超过上升时间以后，输出量有可能继续升高，到峰值
时间时到达输出最大值，（1分）输出最大值超过稳态值的百分数。（1分）
33. 在采用两组相同晶闸管装置反并联的可逆V-M 系统中，为防止产生产生直流平均
环流，(1分)在正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且使整流电压等 于逆变电压，（1分）这时有正组的控制角αf 等于反组的逆变组βr ，（1分）这种
消除直流平均环流的方法被称作α = β配合控制。
34. 在交流异步电动机中，把逆变器和交流电动机视为一体（1分），按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作（1分），磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量（1分）
35. 只有一个变换环节，（1分）把恒压恒频的交流电源直接变换成变压变频输出（2 分）的变压变频器。
36. 生产机械要求电动机提供的最高转速n max 和最低转速n min 之比。（3分）
37. 系统稳定运行时，突加一个约定的标准负扰动量，所引起的输出量最大降落值。（3
分）
38. 在交-直-交变压变频器中，直流环节采用大电感滤波，（1分）直流电流波形比较平
直，相当于一个恒流源，（1分）输出交流电流是矩形波或阶梯波。（1分）
39. 利用半导体器件的开通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列，（1分）
实现变频、变压并有效地控制（1分）和消除谐波（1分）的一门技术。
40. 在进行电动机调速时，异步电动机绕组中感应电动势难以控制，当电动势值较高时， （1分）可忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，（1分）认为定子相电压g s U U =，得 =1f U s 常值的控制方式（1分）被称为恒压频比控制。
四。简答题
1. 闭环系统静性可以比开环系统机械特性硬得多；（2分）如果比较同一的开环和闭
环系统，则闭环系统的静差率要小得多；（2分）当要求的静差率一定时，闭环系 统可以大大提高调速范围。（2分）
2. 为了实现转速无静差，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节，它应该包含在
转速调节器ASR 中，（2分）在扰动作用点后面已经有了一个积分环节，（2分） 因此转速环开环传递函数应共有两个积分环节，所以应该设计成典型Ⅱ型系统， 这样的系统同时也能满足动态抗扰性能好的要求。（2分）
3. 省去环流电抗器，没有附加的环流损耗；（2分）节省变压器和晶闸管装置等设备
的容量；（2分）降低因换流失败而造成的事故。（2分）
4. 异步电机经过坐标变换可以等效成直流电机，（2分）模仿直流电机的控制策略，
得到直流电机的控制量，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电机了。（2
分）由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量。（2分）
5. 转差功率消耗型调速系统；（2分）转差功率馈送型调速系统；（2分）转差功率不 变型调速系统。（2分）
6.旋转变流机组 （2分）、 静止式可控整流器 （2分）、 直流斩波器或脉宽调制解调（2
分）。
7. （1）电动机停止时，电枢电压是正负脉宽相等的交流脉冲电压，因而电流也是交变
的，其平均值为零，不产生平均转矩，增大电动机的损耗；（3分）（2）在工作中，4个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，因而在切换时可能发生上、下桥臂直通事故。（3分）
8. 采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组晶闸管装置工作；（3分）采用
配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流状态，另一组则工作在逆变状态。（3分）
9. 变压变频调速的基本控制方式中，在基频以下，希望维持气隙磁通不变，须按比例地
同时控制电压和频率 ，低频时还应适当抬高电压以补偿定子压降。（3分）在基频以上，由于电压无法再升高，只好仅提高频率而迫使磁通减弱。（3分）
10. 异步电机经过坐标变换可以等效成直流电机，模仿直流电机的控制策略，得到直流
电机的控制量（3分），经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电机了（3分） 由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统。（3分）
11. 由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难；（2
分）晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt 都十分敏感，若超过允许值会在很短的时间内损坏器件（2分）；由谐波与无功功率引起电网电压波形畸变，殃及附近的用电设备，造成“电力公害”（2分）。
12. 从稳态要求上看，希望电流无静差，以得到理想的堵转特性，采用I型系统就够了；
（2分）从动态要求上看，实际系统不允许电枢电流在突加控制作用时有太大的超调，以保证电流在动态过程中不超过允许值，（2分）而对电网电压波动的及时抗扰作用只是次要的因素，为此，电流环应以跟随性能为主，即应选用典型I型系统（2分）。
13. 由电流给定信号的极性和零电流检测信号共同发出逻辑切换指令。当电流给定信
号改变极性，且零电流检测器发出“零电流”信号时，允许封锁原工作组，开放另一组；（2分）发出切换指令后，须经过封锁延时时间才能封锁原导通组脉冲，再经过开放延时时间后，才能开放另一组脉冲；（2分）无论在任何情况下，两组晶闸管绝对不允许同时加触发脉冲，当另一组工作时，另一组的触发脉冲必须被封锁住。（2分）
14. 由于采用砰-砰控制，实际转矩必然在上下限内脉动，而不是完全恒定的；（3分）
由于磁链计算采用了带积分环节的电压模型，积分初值、累积误差和定子电阻的变化都会影响磁链计算的准确度。（3分）
15. 降电压调速；（1分）转差离合器调速；（1分）转子串电阻调速；（1分）绕线转子
电动机串级调速和双馈电动机调速；（1分）变极对数调速；（1分）变压变频调速。
（1分）
16.晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显
示出较大的优越性；（3分）在控制作用的快速性上有了很大的提高，大大提高了系统的动态性能。（3分）
17. 主电路线路简单，需用的功率器件少；开关频率高，电流容易连续，谐波少，电
机损耗及发热都较小；（2分）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；（1分）系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；（1分）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；（1分）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。（1分）
18. 电流上升阶段（2分）、恒流升速阶段（2分）、转速调节阶段（2分）。
19. 优点：适用于要求快速正反转的系统，正转制动和反转制动的过程完全衔接起来，
没有间断或死区；（3分）缺点：需要添置环流电抗器，而且晶闸管等器件都要负担负载电流加上环流。（3分）
20. 频率控制——转速调节器ASR的输出信号是转差频率给定ωs* ，（1分）与实测
转速信号ω相加，即得定子频率给定信号ω1* ；（1分）
电压控制——由ω1和定子电流反馈信号I s（1分）从微机存储的Us = f (ω1 , I s) 函数中查得定子电压给定信号U s* （1分），用U s* 和ω1* 控制PWM电压型逆变器，（1分）即得异步电机调速所需的变压变频电源。（1分）
21. 用PWM调制的方法，把恒定的直流电源电压（2分）调制成频率一定、宽度可变
的脉冲电压序列（2分），从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速（2 分）。
22. 为了解决闭环调速系统起动和堵转时电流过大的问题，（2分）在系统中引入电流
负反馈，能保持电流基本不变，使它不超过允许值（2分）。这种作用只应在起动
和堵转时存在，在正常运行时又得取消，让电流自由地随着负载增减（2分）。23. 作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给
定电压（即外环调节器的输出量）变化；（1.5分）对电网电压的波动起及时抗扰的作用；（1.5分）在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程；（1.5 分）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。（1.5分）
24. 在两组晶闸管反并联的可逆线路中，当一组晶闸管工作时，用逻辑电路（硬件）
或逻辑算法（软件）（2分）去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，（2分）以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路。（2分）25. “保持磁通Φm恒定”的结论也只在稳态情况下才能成立。在动态中Φm变化不
恒定，这会影响系统的实际动态性能；（2分）U s = f (ω1 , I s) 函数关系中只抓住了定子电流的幅值，没有控制到电流的相位，而在动态中电流的相位也是影响转矩变化的因素。（2分）在频率控制环节中，取ω1 = ωs + ω，使频率得以与转速同步升降，然而，如果转速检测信号不准确或存在干扰，就会直接给频率造成误差。（2分）
26. 增加整流电路相数（2分）、采用多重化技术（2分）、设置平波电抗器（2分）。
27. 带电流截止负反馈的单闭环调速系统的静特性为下垂特性（或挖土机特性）。（2分）
电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大的电阻，因而稳态速降极大，特性急剧下垂。（2分）比较电压与给定电压的作用一致，好象把理想空载转速提高。（2分）
28. 当需要切换到正组晶闸管VF工作时，封锁反组触发脉冲而开放正组脉冲；（3分）
当需要切换到反组VR工作时，封锁正组而开放反组。（3分）
29. VC系统强调T e 与Ψr的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器；（1分）实行连
续控制，可获得较宽的调速范围；（1分）但按Ψr 定向受电动机转子参数变化的影响，降低了系统的鲁棒性。（1分）DTC系统则实行T e 与Ψs 砰-砰控制，避开了旋转坐标变换，简化了控制结构；（1分）控制定子磁链而不是转子磁链，不受转子参数变化的影响；（1分）但不可避免地产生转矩脉动，低速性能较差，调速范围受到限制。（1分）
30. （1）死区形成偏差电压会使SPWM变压变频器实际输出基波电压的幅值比理想的
输出基波电压有所减少。（3分）（2）随着变压变频器输出频率的降低，基波电压偏差系数就会增大，说明死区的影响电压偏差的相对作用越来越大。（3分）
31. 调节电枢供电电压U；（1分）减弱励磁磁通Φ；（1分）改变电枢回路电阻R。
（1分）调节电枢供电电压：在一定范围内无级平滑调速的系统；（1分）改变电阻：只能有级调速；（1分）减弱磁通：虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。（1分）32. 转速调节器是调速系统的主导调节器，转速跟踪给定电压变化，稳态时可减小转
速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差；（2分）对负载变化起抗扰作用；
（2分）其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。（2分）
33. 在采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统中，如果两组装置的整流电压同时出现，
（2分）便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，（2分）称作环流。环流分为：静态环流和动态环流（2分）
34. 实现补偿的方法有两种：（1）在微机中存储多条不同斜率和折线段的U/f函数，由
用户根据需要选择最佳特性；（3分）（2）采用霍尔电流传感器检测定子电流或直流回路电流，按电流大小自动补偿定子电压。（3分）
35. 转速开环恒压频比控制调速系统——通用变频器-异步电动机调速系统；（3分）转
速闭环转差频率控制的变压变频调速系统。（3分）
36. 在V-M 系统中，由于电流波形的脉动，当电感量较小或负载较轻时，在某一相导
通后电流升高的阶段里，电感中的储能较少；（3分）等到电流下降而下一相尚未 被触发以前，电流已经衰减到零，造成电流波形断续的情况。（3分）
37. 饱和非线性控制；（2分）转速超调；（2分）准时间最优控制。（2分）
38. 因为r f βα=能使dor f d U U -=0，这只是就电压的平均值而言的（2分），由于整
流与逆电压波形上的差异，仍会出现瞬时电压dor f d u u ->0的情况（2分），从而 仍能产生瞬时的脉动环流，这个瞬间脉动环流是自然存在的（2分）。
39. 一般性能的节能调速和按工艺要求调速；（2分）高性能的交流调速系统和伺服系
统；（2分）特大容量、极高转速的交流调速。（2分）
40. 在 ωs ≤ ωsm 的范围内，转矩 T e 基本上与 ωs 成正比，条件是气隙磁通不变；
（2分）在不同的定子电流值时，按上图的函数关系 U s = f (ω1 , I s ) 控制定子电
压和频率，就能保持气隙磁通Φm 恒定。（2分）
五．计算题
1. 解：当电流连续时，V-M 系统的额定速降为
min /r 275min /r 2
.018.0305e dN =?==?C R I n op （2分） 开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率为
%6.21216.0275
1000275N N N N ==+=?+?=n n n s （2分） 在额定转速时的静差率超过了5%的要求，最低速时必超过，故采用开环调速不
能满足要求。
如果要求D = 20，s ≤ 5%
min /r 63.2min /r )
05.01(2005.01000)1(N c =-??≤-=?s D s n n l （2分） 6.103163
.22751cl op
=-≥-??=n n K （2分） 462
.0/015.0306.103/e s p =?≥=C K K K α（2分） 即只要放大器的放大系数等于或大于46，闭环系统就能满足所需的稳态性能指
标。
2. 解：用PI 调节器校正时，调节器传递函数为
()()s
s K s G i i i ττ1+=（2分） 取τi =T 1=0.4s （1分），并将T 2、T 3、T 4看成是小时间常数，令
T= T 2+T 3+T 4=0.08+0.015+0.005=0.1s （1分）
则按典型I 型系统校正时系统开环传递函数为（1分）
()(1)K W s s Ts =
+ 取K=12T （1分），则K=1520.1
=?（1分） K K K i
i =τ1
（1分） 12
4.051=?==K K K i i τ（公式、结果1分） 3.解：为满足稳态要求，额定负载时调速系统的稳态速降应为 ()()min /89.70
5.0110150005.01r s D s n n N cl =-?≤-=
? 电动机电势常数
r V n R I U C N a N N e min/1329.01500
5.01.41220?=?-=-=（2分） min /r 2
6.309min /r 1329
.011.41e dN =?==?C R I n op （2分） 196.38189
.726.3091cl op =-=-??=n n K （2分） 有静差系统在稳定运行时，0*≠-=?n n n U U U ，但n U ?值较小，在工程初步设
计时可近似取0=?n U ，则有
n U U n n α==*
r V n U N n min/0066.01500
10*?===α（2分） 9.170066
.0451329.040=??==αs e p K KC K （2分） 4. 解：用PI 调节器校正时，调节器传递函数为
()()s
K s G i i i ττ1+=（2分） 取τi =T 1=0.5s （1分），T= T 2+T 3 =0.09+0.01=0.1s （1分）
则按典型I 型系统校正时系统开环传递函数为()(1)K W s s Ts =
+（2分） 取K=12T （1分），则51
.021=?=K （1分） K K K i i =τ1 0083.0300
5.051=?==K K K i i τ（公式、结果1分）
5解：r V n R I U C N a N N e min/127.01500
215220?=?-=-=（2分） 开环系统的稳态速降 ()()min /33.354127.01215r C R R I C R I n e rec a N e N op =+?=+==
?（2分） 满足调速要求所允许的稳态速降
()()
min /33.81.01201.015001r s D s n n n N N cl =-??=-=?=?（2分） 当V U N 20*=时n=1000r/min ，转速反馈系数
r V n U n U n n min/02.01000
20*?==≈=α（2分） 闭环系统的开环放大系数
54.41133
.833.3541=-=-??=cl op
n n K （2分） 6. 解：用PI 调节器校正时，调节器传递函数为
()()s
s K s G i i i ττ1+=（2分） 由在阶跃输入下系统超调量%40≤σ，取h=5（2分）
则按典型Ⅱ型系统校正时系统开环传递函数为
()()()()()()
11181111822121++=+++=s T s T s K s T s T s s K s W i i i i i i ττττ 025.0005.05=?==hT i τ（公式、结果各1分）
4800005.0521521182
22221=??+=+==T h h T K K i i τ（公式、结果各1分） 67.118/25.0025.0480018/48001=??==T K i i τ（公式、结果各1分）
7. 解：（1）求开环控制系统调速范围D ，先计算电动机的电动势系数
= 0.1925V·min/r （2分） 则开环系统额定速降为
= 285.7r/min （2分） D=n N s/Δn N (1-s)=(1000×0.1)/(285.7×(1-0.1))=0.39 (2分)
1000
5.055220N a N N e ?-=-=n R I U C 1925
.00.155e N op ?==?C R I n
（2）为满足调速系统的稳态性能指标，额定负载时的稳态速降应为
()()
min /26.505.011005.010001r s D s n n N N =-??<-=?(2分) （3）要求调速范围D ＝2时，其允许的静差率s ：
%4.36364.07
.285210007.2852==?+?=?+?=n D n n D s N N (2分) 8. 解：（1）确定时间常数
根据已知数据得
3
200100.071.25 1.30.3
l a rec L L L T s R R R R -?====++++（公式、结果各1分） 由整流装置滞后时间常数T s =0.0017s ，电流反馈滤波时间常数T oi =0.002s
可得电流环的小时间常数为
0.00170.0020.0037i s oi T T T s ∑=+=+=（1分）
（2）选择电流调节器的结构 虽然0.0718.9100.0037
l i T T ∑==>，但由于对电流超调量有严格要求，而抗 干扰指标却没有具体要求，因此电流环按典型Ι型系统设计（1分）
电流调节器选用PI 调节器，其传递函数为
()()1i i ACR i K s W s s
ττ+=（1分） （3）选择电流调节器参数
积分时间常数0.07i l T s τ==（1分）
为满足σi ≤5%要求，取电流环开环增益K I 为
111135.14220.0037
I i K s T -∑===?（公式、结果各1分） 电流调节器比例系数为 135.140.07 2.85 3.270.21837.84I i i s K R K K τβ??=
==?（公式、结果各1分） 9. 解：由公式()()
s D s n n s n s n D N N N N -=??-?=11（2分） 当s=15%时，()
65.1715.011015.010001=-?=?cl n （1分）
当s=5%时，()26.505.011005.010002=-?=
?cl n （1分） 由11-??=?+?=?cl op
op
cl n n K K n n （2分）
当s=15%时，67.4167.5165
.171001=-=-=
K （1分） 当s=5%时，01.18101.19126
.51002=-=-=K （1分） 系统的开环放大系数将从4.67变化到18.01。（2分）
10.解：PI 调节器为()()
1pi i PI i K s W s s ττ+=（1分）
用PI 调节器校正被控对象()()()
11010.021obj K W s s Ts s s ==++，那么校正后的系统传函为 ()()()()()()()()
()221101100.0210.02110.021pi i pi i pi obj i i i K s K s W s W s W s s s s s s K s s s τττττ++==
?=+++=+（2分）
要在阶跃输入下使系统超调量30%σ≤，根据典型II 型系统阶跃输入跟随性能指标表，应选择h=7（1分）
则 70.020.14i hT τ==?= （2分）
22221718204.082270.020.0392
h K h T ++====?? （2分） 由10pi
i K K τ=，可得204.080.14 2.861010
i pi K K τ?===（2分） 11. 解：（1） min /r 26.5min /r )
05.01(1005.01000)1(N c =-??≤-=?s D s n n l （2分） r V n R I U C N a N N e min/1925.01000
5.055220?=?-=-=（1分） min /r 288min /r 1925
.0155e dN =?==?C R I n op （1分） 3.53126
.52881cl op =-=-??=n n K （2分） （2）反馈电流系数
A V I U dbl i /12.055
5.110=?==β（2分）
V I U dcr VS 92.712.0552.1=??==β（2分）
12. 解：用PI 调节器校正时，调节器传递函数为
()()s
K s G i i i ττ1+=（2分） 取τi =T 1=0.25s （公式2分、结果1分） 则按典型I 型系统校正时系统开环传递函数为 ()(1)K W s s Ts =
+ 取K=12T （1分），则100005
.021=?=K （1分） 4.118
25.010018=?==i i K K τ（公式2分、结果1分） 13. 解：（1）先计算电动机的C e
22015.6 1.522023.4196.60.1311min/150015001500
N N a e N U I R C V r n --?-=====? （公式、结果各0.5分）
开环系统的稳态速降为
()()15.6 1.5139297.48/min 0.13110.1311
N a rec N op e e I R R I R n r C C +?+?===== （公式、结果各1分）
由()
1N N n s D n s =?-可得 30297.488924.485.61%150030297.4815008924.4
N N N D n s n D n ??====+?+?+ （公式、结果各1分）
（2）当U n *=10V 时电动机在额定点工作，n N =1500r/min ，转速反馈系数
*100.00671500
n n U U n n α=≈==（公式、结果各0.5分） 由()
1N N n s D n s =?-可知min /56.5r n cl =? 闭环系统的开环放大系数
297.481152.505.56
op
cl n K n ?=-=-=?（公式、结果各1分） 则所需的放大器放大系数为
52.500.1311 6.8827527.76370.00670.2479
e p s KC K K α?====?（公式、结果各1分） 14. 解： （1）当系统稳定运行在U ＊n ＝4V ，I n ＝10A 时，
n=系统最大给定电压U ＊n /系统稳定运行在U ＊
n ×电机额定转速n n
=400 r ／min （2分）
U ct ＝U d /K S ＝（C e n+IR ）/K S ＝（0.127×400-10×2）/20=1.54v （2分）
U ＊i ＝βI n =U im /λI n ×I n ＝5v （2分）
（2）当电动机负载过大而堵转时
U ＊i ＝10v （2分） U ct ＝U d /K S =λI nr R/K S ＝2×10×2/20=2V 。（2分）
15. 解：r V n R I U C N a N N e min/138.01500
15.12220?=?-=-=（2分） ()()
min /26.505.011505.015001r s D s n n N cl =-??=-=?（2分） 则开环系统稳态速降为
min /68.262138
.09.25.12r C R I n e N op =?==?（2分） 所以94.48126.568.2621=-=-??=
cl op
n n K （1分） ()()9.4200167
.0014.000167.000167.0014.0064.02
2=?++=++=s l s s l m cr T T T T T T K （2分） K>K cr ，所以系统不稳定。（1分）
16. 解：解：)(*n n n U U U -=?＝0（2分）
s
d ct K U U 0=（2分） 30
603014001.01002.0=?+?=*+*=s
dL e K R I n C φ 2=（2分） dL I I I U U *==β*（2分
六、分析题
1.答：若转速反馈断线，则在ASR 输入端有U n =0（1分），于是ASR 饱和，输出为
限幅值（1分），故**im i U U =（1分），'c U 上升到cm U （1分），ACR 也饱和，dm d U U = （1
分），I d 上升，使L e T T >，电动机加速，n 上升，E 上升，最后使I d 回降到I N ，系统稳定下
来（2分）。稳定时**im i U U =（1分），cm c U U =（1分），N d I I =（1分）。
2.答：系统在额定情况下运行，N n n =，N d I I =。若Φ下降一半，则E 下降，I d 和i U 将随之增加，但电流环的作用使c U 、d U 下降以维持N d I I =暂不变，这样LN L N e e T T I C T =<=2
1，于是n 下降、n U 下降，使ASR 饱和，输出为限幅值，故**im i U U =。（2分）这时尽管电动机电流也要上升到N dm I I 5.1=，并维持不变，（2分）但由于电磁转矩N e N e e I C I C T 75.05.12
1=?=仍小于负载转矩，所以电动机转速要继续下降，直到n=0。（2分）此时N dm d I I I 5.1==（1分），**im i U U =（1分），s
N c K R I U 5.1=（1分），R I U N d 5.1=（1分）。
3答：（1）SAF ，SAR 分别是正、反组电子模拟开关（3分）
（２）当需要切换到正组晶闸管VF 工作时，关断反组触发脉冲而开通正组脉冲；
当需要切换到反组VR 工作时，关断正组而开通反组（3分）
（3）逻辑无环流可逆系统主要优点与缺点
优点：省去环流电抗器，没有附加的环流损耗；节省变压器和晶闸管装置等设备的
容量；降低因换流失败而造成的事故。（２分）
缺点：由于延时造成了电流换向死区，影响过渡过程的快速性。（２分
4. 答：主电路采用两组晶闸管装置反并联线路，由于没有环流，不用再设置环流电抗器，但为了保证稳定运行时电流波形的连续，仍应保留平波电抗器Ld 。（2分）控制线路采用典型的转速、电流双闭环系统，电流环设一个电流调节器，实际上任何时刻只有一组晶闸管在工作，另一组由于脉冲破封锁而处于阻断状态，这时它的电流调节器和触发装置是闲置着的。（3分）采用电子模拟开关进行选择，节省一套电流调节器和触发装置，利用电子模拟开关进行选触的逻辑无环流系统，其中SAF 、SAR 只分别是正、反组电子模拟开关，DLC 是逻辑无环流控制器。（3分）DLC 是系统中的关键环节，它按照系统的工作状态指挥正反组的自动切换，其输出信号用来控制正反两组触发装置脉冲的封锁或开放。（2分）
5. 答：图a 表示正组晶闸管装置VF 给电动机供电，VF 处于整流状态，（1分）输出
理想空载整流电压U d0f ，极性如图所示，（1分）电机从电网输入能量做电动运行，
V-M 系统工作在第一象限。（1分）当电动机需要回馈制动时，由于反电动势的极
性未变，（1分）要回馈电能必须产生反向电流，而反向电流是不可能通过VF 流
通的。（1分）这时，可以利用控制电路切换到反组晶闸管装置VR ，（1分）并使
它工作在逆变状态，（1分）产生如图b 所示极性的逆变电压U d0r ，（1分）当E>|U d0r |
时，反向电流-I d 便通过VR 流通，（1分）电机输出电能实现回馈制动，V-M 系统
工作在第二象限。（1分）
6. 答：在R e 较大情况下电动机堵转时，*
*im i U U =，cm c U U =，即ASR 、ACR 均饱
和，dm d U U =，e
dm d R R U I +=
比较小，*i i U U <。（2分）当减小R e 时I d 上升，i U 上升，而当R e 减小至R e1时，dm e dm d I R R U I =+=1
，**im i U U =。（2分）这时再继续减小R e 则ACR 推出饱和，并使c U 、d U 下降以维持dm d I I =不变。（2分）因此在R e > R e1时减小R e ，**im i U U =和cm c U U =保持不变，而d I 和i U 则随R e 减小
而增加；（2分）当R e ≤R e1后减小R e ，**im i U U =、*im i U U =与dm d I I =均不变，
而c U 、U d 则随R e 减小而逐渐下降。（2分）
7.（1）转矩和磁链的控制采用双位式砰-砰控制器，并在PWM 逆变器中直接用这
两个控制信号产生电压的SVPWM 波形，避开了将定子电流分解成转矩和 磁链分量，省去了旋转变换和电流控制，简化了控制器的结构。 (4分)
（2）选择定子磁链作为被控量，不象VC 系统中那样选择转子磁链，这样计算磁
链的模型可以不受转子参数变化的影响，提高了控制系统的鲁棒性。（3分）
（3）在加减速或负载变化的动态过程中，可以获得快速的转矩响应，但必须注意
限制过大的冲击电流，以免损坏功率开关器件，因此实际的转矩响应是有限 的。（3分）
8. 答：（1）电动机转速n ’=1/2n 0，Un=αn ，Un *=U n （2分）
（2）静态速降△n ’=1/2△n 0, △n=RI d /C e (1+K)（2分）
（3）对系统稳定性有何影响：K 增加稳定性变差。K=K p K s α/C e （2分）
（4）若系统稳定性下降，可调节PR 1来提高稳定性。（2分）减小调节器的放 大倍数K p 使系统的开环放大倍数K 减小、提高系统稳定性。（2分
最新电力拖动自动控制系统--运动控制系统第四版复习题考试题目1精编版
2020年电力拖动自动控制系统--运动控制系统第四版复习题考试题目1精编版
1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√） 3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√） 4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 5静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ） 的大小并非仅取决7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k 于速度定 U g*的大小。（√） 8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。 （Ⅹ） 9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ） 10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√） 11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（Ⅹ） 与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√）
13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ） 14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 15 闭环系统可以改造控制对象。（√） 16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。 17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（√） 18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（Ⅹ） 19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（√） 20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（√） 二选择题 1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（ A）。 A ACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动 B ACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动 C ACR 放大转矩波动，ASR抑制电压波动 D ACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动 3与机组相比，相控整流方式的优点是（A、B、C、D ），缺点是（ E、F ）。 A 功率放大倍数小于1000倍 B 可逆运行容易实现 C 控制作用的快速性是毫秒级 D 占地面积小，噪音小 E 高次谐波丰富 F 高速时功率因数低 4系统的静态速降△ned一定时，静差率S越小，则（C ）。 A 调速范围D越小 B 额定转速?Skip Record If...?越大
运动控制系统思考题课后习题答案完整版
思考题答案 1.1直流电动机有哪几种调速方式？各有那些特点？ 答：a改变电枢回路电阻调速法外加电阻Radd的阻值越大，机械特性的斜率就越大，相同转矩下电动机的转速越低b减弱磁通调速法减弱磁通只能在额定转速以上的范围内调节转速c调节电枢电压调速法调节电枢电压调速所得的人为机械特性与电动机的固有机械特性平行，转速的稳定性好，能在基速以下实现平滑调速。 1.2为什么直流PWM变换器-电动机系统比相控整流器-电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：a PWM变换器简单来讲调节的是脉冲串的宽度，直流成分没有受到破坏，也就是说其最大值=峰值是不变的，变的是平均值； b 相控整流，是由交流整流得到的直流，虽然也是平均值在变，但是其最大值、峰值也是随着导通角的大小时刻在变，且导通角越小波形的畸变越严重。从而影响了电机的输出特性。 答：直流PWM变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM变换器的时间常数Ts 等于其IGBT控制脉冲周期（1/fc），晶闸管整流装置的时间常数Ts通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc通常为kHz级，而f通常为工频（50或60Hz）为一周内），m整流电压的脉波数，通常也不会超过20直流PWM变换器间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 1.4简述直流PWM 变换器电路的基本结构。 答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 1.5 答：不会
运动控制系统试卷-答案全
一、选择填空：（每空2分、共20分） 1、一个调速系统的调速范围，是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案：（ 1 ） １)最低速；２)最高速； ３)平均速；４)不能确定； 2、闭环调速系统可以获得比开环调速系统的稳态特性。 答案：（ 2 ） １）硬得不多；２）硬得多； ３）软得多；４）软得不多； 3、无静差调速系统的最高转速n max，最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案：（ 2 ） １）n max/U*nmax２）U*nmax/n max ３）n max×U*nmax４）不确定 4、反并联无环流配合控制的条件是答案：（ 4 ）１）α＋β＝240o２）α＋β＝300o ３）α＋β＝360o 4）α＋β＝180o 5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时，。答案：（ 4 ）１）正、反组同时封锁；２）封锁正组开放反组； ３）正、反组同时开放；４）封锁反组开放正组； 6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波，它是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压波形是。答案：（ 3 ） １）锯齿波；２）正弦波 ３）矩形波；４）不能确定； 7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波，它是一个相当于一个恒流源，输出交流电流波形是。答案：（ 1 ） １）矩形波；２）正弦波 ３）锯齿波；４）不能确定；
8、SPWM变频器中，如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做方式。答：（ 3 ） １）多极性控制；２）双极性控制； ３）单极性控制；４）没用定义 9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案：（ 2 ）１）磁场；２）转矩； ３）转速；４）转差率； 10、矢量控制系统是控制系统。答案：（ 2 ） １）静止坐标；２）旋转坐标； ３）极坐标；４）不能确定； 二、什么是有静差闭环调速系统怎样减少静差什么是无静差闭环调速系统怎样实现（12分） 答：系统在稳态时，需要一定的速度偏差来维持的速度控制系统为有静差调速系统。减少静差的方法是提高系统的开环放大倍数，但不能消除静差。系统在稳态时，不需要速度偏差来维持的速度控制闭环调速系统为无静差系统。实现的办法是通过采用积分环节或比例积分环节。 三、简述双闭环调速系统在电机起动时两个调节器的工作过程及工作状态。在双闭环调速系统时，电流环按几型系统设计速度环又按几型系统设计（12分） 答: 双闭环调速系统在电机起动过程中转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况：1.起动初始阶段：由于速度调节器的输入偏差电压比较大，比例积分环节很快进入饱和状态，速度环开环，电机以最大电流起动，此时电机转速变化不大，电流调节器ACR 一般不饱和。2.恒流升速阶段：起动过程中的主要阶段，此时速度调节器一直处于饱和状态，速度环开环，为了保证电流环的主要调节作用，在起动过程中电流调节器不饱和。电机以最大电流加速，
电力拖动自动控制系统期末考试复习资料
电力拖动自动控制系统复习（14电气工程本） 一．题型 填空（20）、选择（10）、简答（30）、计算（40） 二．各章节内容提要 （一）绪论——基本概念 1.运动控制系统的组成（电动机、功率放大与变换装置、控制器、相应的传感器）【P1】【填空】 2.直流电机的数学模型简单，转矩易于控制。交流电机具有结构简单等优点，但其动态数学模 型具有非线性多变量强耦合的性质。【P3】【填空】 3.转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。【P5】【填空】 4.典型的生产机械负载转矩特性主要包含恒转矩负载特性、恒功率负载特性、风机与泵类负载 特性。【P5】【填空】 （二）第2章 1．基本概念 （1）直流调速转速公式、方法。【P7】【填空】 公式：方法：1）调节电枢供电电压U； 2）减弱励磁磁通； 3）改变电枢回路电阻R （2）可控直流电源（G-M系统、V-M系统、PWM变换器）【P9】【填空】 （3）增设平波电抗器来抑制电流脉动，总电感量的计算。【P12】【选择题】 三相桥式 三相半波 单相桥式 （4）失控时间的选择【p15】【选择题】 整流电路形式最大失控时间 单相半波20 10 单相桥式（全波）10 5 三相半波 6.67 3.33 三相桥式 3.33 1.67 ★★★★（5）PWM调速系统的优越性表现【p16】【简答题】 ○1主电路简单，需要的电力电子器件少；
○2开关频率高，电路容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小； ○3低速性能好，稳速精度高，调速范围宽； ○4若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； ○5电力电子器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； ○6直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高 （6）不可逆PWM系统中，γ与ρ的关系。【P17】 γ=ρ （7）泵升电压【P20】【填空题】 对滤波电容充电的结果造成直流侧电压升高 （8）调速系统的稳态性能指标S与D及相互之间的关系。【P21-22】【填空题】 ○1——额定负载时的最高和最低转速 => ○2最低速 => 空载转速 ○3例： ★★★★（9）开环系统与闭环系统比较（4点结论）【P29-30】【简答题】 ○1闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多。 ○2闭环系统的静差率要比开环系统小得多。 ○3当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。 ○4要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。 ★★★★（10）闭环系统能减少稳态转速降的实质问题是什么？结合图形分析【P31】【简答题】闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。 （11）反馈控制规律（3点）【P31】【简答题】 ○1比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统 ○2反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定 ○3系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度
运动控制系统思考题和课后习题答案
第2章 2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？ 答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。 2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。 答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？ 答：脉动直流电压。 2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能？ 答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流 PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？ 答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。 2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。 2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？ 答：不是。因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。2-8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？ 答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿。应合理选择滤波电容的容量，或采用泵升电压限制电路。 2-9 在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负载增加而降低？答：负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，并且在减速过程中，反电动势减小，于是电枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与负载转矩平衡，电机不再减速，保持稳定。故负载增加，稳态时，电机转速会较增加之前降低。 2-10 静差率和调速范围有何关系？静差率和机械特性硬度是一回事吗？举个例子。 答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的，）而机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的。 2-11 调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系？为什么必须同时提才有意义？ 答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。因为若只考虑减小最小静差率，则在一定静态速降下，允许）的调速范围就小得不能满足要求；而若只考虑增大调速范围，则在一定静态速降下，允许的最小转差率又大得不能满足要求。因此必须同时提才有意义。 2-12 转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节转速反馈系数是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁
运动控制系统练习题
判断题 1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√）4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 5静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ） 7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k的大小并非仅取决于速度定 U g*的大小。（√） 8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（Ⅹ） 9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ） 10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√） 11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（Ⅹ） 与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√） 13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ） 14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 15 闭环系统可以改造控制对象。（√） 16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。 17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（√） 18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（Ⅹ） 19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（√） 20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（√） 选择题 1．转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是 A．PID B．PI C．P D．PD 2．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率A．越小B．越大C．不变D．不确定3．下列异步电动机调速方法属于转差功率不变型的调速系统是 A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速4．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是 A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制5．控制系统能够正常运行的首要条件是 A．抗扰性B．稳定性C．快速性D．准确性6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳态精度 A．越高B．越低C．不变D．不确定8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括 A.转速调节阶段 B.电流上升阶段 C.恒流升速阶段 D.电流下降阶段
运动控制系统期末复习题(直流部分)
运动控制直流部分复习题 一、填空： 1. 调速系统的稳态性能指标主要是指和静差率。 2. 采用V-M系统，当系统处于深调速状态时，功率因数将较。 3. 直流调速系统中，晶闸管触发和整流装置的传递函数可近似成环节， 时间常数称为。 4. 晶闸管-电动机转速、电流双闭环调速系统中，环为内环，环为 外环。 5. 双惯性环节校正成典型Ⅰ型系统，引入的调节器是调节器。 6 直流调速的方法包括改变电枢回路电阻调速、调速和减弱磁通调速。7．闭环调速系统对于_ 的扰动具有抑制作用，而对于_ _的扰动则无能为力。 8．转速、电流双闭环调速系统中，调节_ _的限幅值可以调节系统最大电流；调节_ _的限幅值可以调节UPE的最大输出电压。 9．双极性直流PWM变换器的占空比，当时，输出平均电压为正，要使输出平均电压为负，应使。 二、选择题 1.下列说法正确的是（） A 积分调节器的输出决定于输入偏差量的历史过程。 B 比例控制可以使系统在偏差电压为零时保持恒速运行。 C 比例调节器可以实现无静差。 D 采用积分调节器动态相应快。 2.双闭环调速系统中电流调节器具备的作用为（） A 对负载变化起抗扰作用。 B 对电网电压波动起及时抗扰作用。 C 输出限幅决定允许的最大电流。 D 使转速跟随转速给定电压变化。 3.双闭环调速系统中转速调节器不具备的作用为（） A 对负载变化起抗扰作用。 B 对电网电压波动起及时抗扰作用。 C 输出限幅决定允许的最大电流。 D 使转速跟随给定电压变化。 4.在工程设计中，如果将系统校正成典型Ⅰ型系统的过程，KT值取为（）时为无超调。
A B C D 5. 采用工程设计法的双闭环直流调速系统中，电流环设计成典型（）型系统，引入的电流调节器为（）调节器。 A ⅠPI B ⅡPI C ⅠP D ⅡP 6. G-M直流调速系统中的G指的是哪一种直流电源（）。 A 直流发电机； B 静止整流器； C 脉宽调制电源； D 以上情况均可能。 三、分析与简答 1.在调速系统中，为什么在开环系统中晶闸管整流装置的控制电压前面没有加放大器，而在闭环之后要添加放大器？ 2. 双闭环调速系统中，电流调节器的作用各是什么？ 3.采用双极型PWM变换器的调速系统，当电动机停止时，电枢电流是否等于零，为什么？ 4. 假设某转速单闭环调速系统的电源电压突然降低，则该调速系统将如何进行 调节，请结合稳态结构图加以说明。 5. 转速、电流双闭环直流调速系统设计后，ASR限幅对应倍额定电流，但是在空 载额定励磁稳速运行时突加额定转矩负载，转速不能回到给定转速，请分析原因？ 6. 在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带 额定负载运行时，转速反馈线突然断线，试分析系统进入稳态后调节器、转速、电枢电流的情况。 7. 写出直流电动机反馈闭环调速系统的临界放大系数表达式，并请说明表达式中各个参数含义。 8. 请写出双闭环调速系统起动过程的三个特点。 9. 请简述H型双极式PWM变换器的缺点。 四、设计题 1、某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下： 直流电动机220V、136A、1460r/min，C e=r，允许过载倍数λ=。 晶闸管装置放大系数40。 电枢回路总电阻Ω。 时间常数T l=，T m=。 电流反馈系数β=A（≈10V/），转速反馈系数α=r（≈10V/n N）。 将电流环校正成典型Ⅰ型系统，取KT=；将转速环校正成典型Ⅱ型系统，取h=5。电流环滤波时间常数；转速环滤波时间常数。 请选择并设计各调节器参数。 2、有一转速、电流双闭环调速系统,已知电动机参数为：P N =，U N =220V， I N=28A，n N=1490 r/min，电枢回路电阻R=Ω,允许电流过载倍数λ=，电 磁时间常数T L=，机电时间常数T m=，主电路采用三相桥式整流电路，触 发整流环节的放大倍数Ks=35，整流电装置内阻R res=Ω，平均失控时间常
运动控制系统课后习题答案
运动控制系统 课后习题答案 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少 解：10000.02(100.98) 2.04(1) n n s n rpm D s ?==??=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ?=，且在不同转速下额定速降 不变， 试问系统能够达到的调速范围有多大系统允许的静差率是多少 解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=Ω。相控整流器内阻Rrec=Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少 解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-?= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R rpm ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =?-=??-= 某龙门刨床工作台采用 V-M 调速系统。已知直流电动机
运动控制系统试卷
南京农业大学试题纸 2011学年第一学期课程类型：必修试卷类型：A
基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点，但负载的变化将导致磁通的改变，因此采用定子电流补偿控制，根据定子电流的大小改变定子电压，可保持磁通恒定，从而解决了负载改变的扰动问题。 4. 变频能节能，请说明原因。 三．问答（40’） 1. 画出运动控制系统以及组成，并分析各个组成单元的作用？请举例说明实际项目中各个组成部分及其对应关系？ 2. 直流电机的转速公式是什么？通常改变直流电机转速有哪几种方法，各有什么优缺点？ 可以用强磁的方式来调速吗，为什么？对于调节电枢电压调速，为什么必须在额定电压以下进行调速？ 答： n=U-IR/KeФ 方法有：1。调节电枢供电电压U；2。减弱励磁磁通Ф；3。改变电枢回路电阻R。 对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在额定转速以上做小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。 对于调节电枢电压调速，必须在额定电压以下进行调速，因为当电枢电压大于额定电压时，电机电线的绝缘层会被烧坏 3．名词解释PWM、SPWM 、CFPWM 、SVPWM。 p.w.m。脉冲宽度调制。：控制逆变器中电力电子器件的开通或关断，输出电压为幅值相等，宽度为按一定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替期望的输出电压。 s.p.w.m。正弦脉冲调制。：以频率与期望的输出电压波形相同的正弦波作为调制波，以频率比期望高的多的等腰三角波作为载波，当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得幅值相等，宽度按正弦规律变化的脉冲序
电力拖动自动控制系统--运动控制系统第四版复习题考试题目
考试题型及分数分配 1 判断题（20 分，10~20 小题）范围广， 2 选择题（20 分，10~20 小题）内容深，细节区分 3 填空题（10 分，10 小题） 4 设计题（10 分，2 小题） 5 简述题（10 分，2 小题） 6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法 异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算 7 分析计算题（20 分，3 小题） 直流调速系统 一判断题 1 弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖 动恒转矩负载。（X） 2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（V） 3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实 现制动。（V） 4 直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（V） 5 静差率和机械特性硬度是一回事。（X ） 6 带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（X ） 7 电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k 的大小并非仅取决 于速度定U g*的大小。（V） 8 双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（X ） 9 逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（X） 10 可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（V） 11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（X）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（X ） 12a = ^配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（V） 13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（X）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（V）
交直流调速系统期末考试(运动控制系统)资料
交直流调速系统期末考试(运动控制系统)
一．判断题（正确的打√，错误的打×，答案填在题号的前面） 1. （dui ）交 - 直 - 交电压型变频器采用电容滤波，输出交流电压波形是规则矩形波。 2. （错）变频调速效率高，调速范围大，但转速不能平滑调节，是有级调速。 3. （对）有静差调速系统是依靠偏差进行调节的，而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的 4. （错）电动机的机械特性愈硬，则静差度愈大，转速的相对稳定性就愈高。 5. （dui ）转速负反馈调速系统能够有效抑制一切被包围在负反馈环内的扰动作用。 6. （ dui）SPWM 即正弦脉宽调制波形，是指与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列。 7. （cuo ）在一些交流供电的场合，可以采用斩波器来实现交流电动机的调压调速。 8. （错）转速负反馈单闭环无静差调速系统采用比例调节器。 9. （dui ） PWM 型变频器中的逆变器件采用高频、大功率的半控器件。 10. （对）矢量变换控制的实质是利用数学变换把三相交流电动机的定子电流分解成两个分量，一个是用来产生旋转磁动势的励磁电流分量，一个是用来产生电磁转矩的转矩分量。 __________________________________________________
二．填空题 1. 根据公式，交流异步电动机有三种调速方法： ① _调压 __ 调速、②__ 串电阻 __ 调速、③ ___变励 磁磁通 _ 调速。 3. IGBT 全称为 __绝缘栅双极晶闸管__ ，GTO 全称为 _门极可关断晶体管__ ， GTR 全称为 _电力晶体管 ______________ 。 4. 异步电动机的变频调速装置，其功能是将电网的恒压恒频交流电变换成变压变频的交流电，对交流电动机供电，实现交流无级调速。 三、选择题 1、变频调速中的变频电源是（C ）之间的接口。 （A）市电电源（B）交流电机（C）市电电源与交流电机 （D）市电电源与交流电源 2、调速系统的调速范围和静差率这两个指标（ B ）。（A）互不相关（B）相互制约（C）相互补充（D）相互平等 3、电压型逆变器的直流端（ D ）。 （A）串联大感器（B）串联大电容 __________________________________________________
电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第2-5章
习题解答（供参考） 2.1试分析有制动电流通路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个VT是如何工作的？ 解：减小控制电压，使U g1 得正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d 降低，使得E>U d，电机流过反向电流，电机进入制动状态。0 t< t on 时，通过二极管VD1续流，在t on t 2.4 直流电动机为P N =74kW, U N =220V，I N =378A，n N =1430r/min， Ra=0.023Ω 。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？ 0.1478 当s=20%时 D n N s 1430 0.2 3.1 n(1 s) 115 (1 0.2) 当s=30%时 D n N s 1430 0.3 5.33 n(1 s) 115 (1 0.3) 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机 P N 60kW,U N 220V , I N 305 A, n N 1000r min ，主电路总电阻R=0.18 Ω ,Ce=0.2V?min/r,求： 1) 当电流连续时，在额定负载下的转速降落n N 为多少？ 2) 开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率S N 多少？ 3) 若要满足D=20,s≤5%的要求，额定负载下的转速降落n N 又为多少? 解：(1) n N I N R 305 0.18 C e 0.2 274.5rpm (2) s N n N 274.5 n 1000 274.5 21.5% 目录 ㈠直流调速系统（复习）P4 ㈡交流调速系统（回顾）P9 ㈢交流异步电动机变频调速的理论基础P13 ㈣交流异步电动机矢量变换控制P17 ㈤交流异步电动机直接转矩控制P20 ㈥PWM 和 SPWM P31 ㈦双馈调速和内反馈P36 ㈧绕线转子异步电动机串级调速系统P42 ㈨无速度传感器调速系统P46 ㈩同步电机变频调速系统P52 (十一) 开关磁阻电动机调速控制技术P56 (十二) 双定子电机调速系统P75 (十三) 直线电机调速系统P82 一、复习：直流调速系统 问题1-1：电机的分类？ ①发电机（其他能→电能）直流发电机 3 交流发电机 ②电动机（电能→其他能）直流电动机：有换向器直流电动机（串励、并励、复励、他励） 无换向器直流电动机（又属于一种特殊的同步电动机） 交流电动机：同步电动机 异步电动机：鼠笼式 绕线式 ：伺服电机 旋转变压器 控制电机自整角机 力矩电机 测速电机 步进电机（反应式、永磁式、混合式） 问题1-2：衡量调速系统的性能指标是哪些？ ①调速范围 D=n max/n min=n nom/n min ②静差率 S=△n nom/n0*100%对转差率要求高.同时要求调速范围大（D 大 S 小）时.只能 用闭环调速系统。 ③和负载匹配情况： 一般要求：恒功率负载用恒功率调速.恒转矩负载用恒转矩调速。 问题1-3：请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点.并说明今后电力传动系统的发展的趋势. * 直流电机调速系统优点：调速范围广.易于实现平滑调速.起动、制动性能好.过载转矩大.可靠性高.动态性能良好。缺点：有机械整流器和电刷.噪声大.维护困难；换向产生火花.使用环境受限；结构复杂.容量、转速、电压受限。 * 交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉.使用环境广.运行可靠.便于制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。 缺点：调速性能比直流电机差。 * 发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统.达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统. 问题1-4：直流电机有哪几种？直流电机调速方法有哪些?请从调速性能、应用场合和优缺点等方面进行比较. 哪些是有级调速？哪些是无级调速？ 直流电动机中常见的是有换向器直流电动机.可分为串励、并励、复励、他励四种.无换向器 直流电动机属于一种特殊的同步电动机。 根据直流电机的转速速。n U IR K e 公式.调速方法有变压调速、变电阻调速和变转差率调 调压调速：调节电压供电电压进行调速.适应于：U≤U nom.基频以下.在一定范围内 无级平滑调速。弱磁调速：无级.适用于Φ≤Φnom.一般只能配合调压调速方案.在基频以上(即 4 习题解答（供参考） 习题二 2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n s n rpm D s ?==??=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 。 2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落 15min N n r ?=，且在不同转速下额定速降 不变， 统允许的静差率是多少？ 解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511 D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？ 解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-?= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R rpm ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =?-=??-= 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V ?min/r,求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ?为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？ （3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ?又为多少? 解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ?=?=?= 一、选择填空: ( 每空2分、共20分) 1、一个调速系统的调速范围, 是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案: ( 1 ) １)最低速; ２)最高速; ３)平均速; ４)不能确定; 2、闭环调速系统能够获得比开环调速系统的稳态特性。 答案: ( 2 ) １) 硬得不多; ２) 硬得多; ３) 软得多; ４) 软得不多; 3、无静差调速系统的最高转速n max, 最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案: ( 2 ) １) n max/U*nmax２) U*nmax/n max ３) n max×U*nmax４) 不确定 4、反并联无环流配合控制的条件是答案: ( 4 ) １) α＋β＝240o２) α＋β＝300o ３) α＋β＝360o 4) α＋β＝180o 5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时, 。答案: ( 4 ) １) 正、反组同时封锁; ２) 封锁正组开放反组; ３) 正、反组同时开放; ４) 封锁反组开放正组; 6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波, 它是一个内阻为零的恒压源, 输出交流电压波形是。答案: ( 3 ) １) 锯齿波; ２) 正弦波 ３) 矩形波; ４) 不能确定; 7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波, 它是一个相当于一个恒流源, 输出交流电流波形是。答案: ( 1 ) １) 矩形波; ２) 正弦波 ３) 锯齿波; ４) 不能确定; 8、 SPWM变频器中, 如果在正弦调制波的半个周期内, 三角载波只在正或负的一种极性范围内变化, 所得到的SPWM波也只处于 一个极性的范围内, 叫做方式。答: ( 3 ) １) 多极性控制; ２) 双极性控制; ３) 单极性控制; ４) 没用定义 9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案: ( 2 ) １) 磁场; ２) 转矩; ３) 转速; ４) 转差率; 10、矢量控制系统是控制系统。答案: ( 2 ) １) 静止坐标; ２) 旋转坐标; 考试题型及分数分配 1 判断题（20分，10~20小题）范围广， 2 选择题（20分，10~20小题）内容深，细节区分 3 填空题（10分，10小题） 4 设计题（10分，2小题） 5 简述题（10分，2小题） 6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法 异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算 7 分析计算题（20分，3小题） 直流调速系统 一判断题 1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√） 3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√） 4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 5静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ） 的大小并非仅取决于速度7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k *的大小。（√） 定 U g 8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（Ⅹ） 9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ） 10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√）11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（Ⅹ） 与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√）13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ） 14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 15 闭环系统可以改造控制对象。（√） 16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形 一．判断题（正确的打√，错误的打×，答案填在题号的前面） 1. （dui ）交 - 直 - 交电压型变频器采用电容滤波，输出交流电压波形是规则矩形波。 2. （错）变频调速效率高，调速范围大，但转速不能平滑调节，是有级调速。 3. （对）有静差调速系统是依靠偏差进行调节的，而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的 4. （错）电动机的机械特性愈硬，则静差度愈大，转速的相对稳定性就愈高。 5. （dui ）转速负反馈调速系统能够有效抑制一切被包围在负反馈环内的扰动作用。 6. （ dui）SPWM 即正弦脉宽调制波形，是指与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列。 7. （cuo ）在一些交流供电的场合，可以采用斩波器来实现交流电动机的调压调速。 8. （错）转速负反馈单闭环无静差调速系统采用比例调节器。 9. （dui ） PWM 型变频器中的逆变器件采用高频、大功率的半控器件。 10. （对）矢量变换控制的实质是利用数学变换把三相交流电动机的定子电流分解成两个分量，一个是用来产生旋转磁动势的励磁电流分量，一个是用来产生电磁转矩的转矩分量。 二．填空题 1. 根据公式，交流异步电动机有三种调速方法： ① _调压 __ 调速、②__ 串电阻 __ 调速、③ ___变励磁磁通 _ 调速。 3. IGBT 全称为 __绝缘栅双极晶闸管__ ，GTO 全称为 _门极可关断晶体管__ ， GTR 全称为 _电力晶体管______________ 。 4. 异步电动机的变频调速装置，其功能是将电网的恒压恒频交流电变换成变压变频的交流电，对交流电动机供电，实现交流无级调速。 三、选择题 1、变频调速中的变频电源是（C ）之间的接口。 （A）市电电源（B）交流电机（C）市电电源与交流电机 （D）市电电源与交流电源 2、调速系统的调速范围和静差率这两个指标（ B ）。 （A）互不相关（B）相互制约（C）相互补充（D）相互平等 3、电压型逆变器的直流端（ D ）。 （A）串联大感器（B）串联大电容 （C）并联大感器（D）并联大电容 4、变频器主电路中逆变器的任务是把（ B ）。 （A）交流电变成直流电（B）直流电变成交流电 （C）交流电变成交流电（D）直流电变成直流电 5、在转速负反馈系统中，闭环系统的转速降减为开环转速降的（ D ）倍。 （A）1+K（B）1+2K（C）1/（1+2K）（D）1/（1+K） 6、无静差调速系统中，积分环节的作用使输出量（ D ）上升，直到输入信号消失。 （A）曲线（B）抛物线（C）双曲线（D）直线运动控制系统试题库完整
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