护理学基础自学指导书
护理学基础自学指导书
《运动控制系统》自学指导书
一、课程名称：运动控制系统
二、自学学时：9 0课时
三、教材名称：《电力拖动运动控制系统》，刘军等主编，机械工业出版社
四、参考资料：1、《电机与拖动》，刘锦波等主编，清华大学出版社
2、《电机及拖动基础》，顾绳谷主编，机工出版社
五、课程简介：《电力拖动与控制》主要体现了三方面的技术进步：全控型电力电子器件取代半控型器件，变换技术由相位控制转变成脉宽调制；模拟电子控制已基本上让位于数字电子控制；交流可调拖动系统逐步取代直流拖动系统已经成为不争的事实，而且交流拖动控制技术本身也有不小的进展。
六、考核方式: 闭卷考试
七、自学内容指导：
第一章单闭环直流调速控制系统
1、本章内谷概述：
直流电动机由于具有良好的控制性能，适用于在宽
范围内平滑调速，在调速系统中占有突出的地位，本章着重学习直流调速系统的各典型环节、组成、稳态和动态性能分析、调速系统的基本控制规律。
2、自学学时安排：8学时
3、知识点：
A、直流电动机的调速方法P1
B、晶闸管可控整流器P3
4、难点:
（1）直流斩波器和脉宽调制变换器
（2）开环系统机械特性和闭环系统静特性
5、章节同步习题（客观题）：
单选题：
（1）对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统
来说，以（）的方式为最好
A 、调节电枢供电电压B、改变电
枢回路电阻
C、减弱励磁磁通 D 、改变励
磁回路电阻
（2）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（）作小范围的调速
A以下B、以上C、左右D、同频率
（3）直流电动机改变电枢回路电阻调速特性（）
A、转速下降，机械特性曲线变硬。
B、转速上升，机械特性曲线变软。
C、转速下降，机械特性曲线变软。D转速上
升，机械特性曲线变硬。
（4）直流电动机减弱励磁磁通调速特性
（）
A、转速下降，机械特性曲线变硬。
B、转速上升，机械特性曲线变软。
C、转速下降，机械特性曲线变软。
D转速上升，机械特性曲线变硬。
（5）直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在
于（）中。
A、电枢绕组
B、励磁绕组
C、电枢绕组和励磁绕组
（6）如果并励直流发电机的转速上升20% 则空载时发电机的端电压升高（）。
A 20%
B 、大于20% C、
小于20%
（7）直流电动机拖动电路，为了克服电流的波动或不连续，可在电枢回路中串接（）。
A 、限流电阻
B 、电容器
C、滤波器 D 、平波电抗器
（8）工作中测速发电机的电枢电压与转速
（），并将测速发电机电枢电压的一部分Uf
反馈到系统的输入端，与给定电压Ug进行比
较，以其差值△ U =
Ug-Uf来控制放大器，从而达到控制电
动机转速的目的。
A、正比
B、反比
C、平方成正比
D、平方成反比
（9）有些生产机械的直流电动机可能会遇到堵转的情况，闭环系统特性很硬，若无限流措施，电流会大大超过允许值。所以应采用
（）保护。
A、过电流继电器
B、电流截
止负反馈
C、快速熔断器
D、热继电
器
多选题：
（1）直流电动机的调速的方法有（）
A、调节电枢供电电压。
B、减弱励磁磁通。
C、改变电枢回路电阻。
D、改变电枢绕组的极性。
（2）开环系统机械特性和闭环系统静特性比较（）
A、闭环系统静特性可以比开环机械特性硬的
多；
B、闭环系统静特性可以比开环机械特性软的
多；
C、闭环静差率小得多；
D、闭环静差率大得多；
E、静差率一定时，闭环系统可比开环系统有
更大的调速范围
6、课后作业题：
（1）衡量调速系统的性能指标是哪些？
（2）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
（3）什么是检测误差、原理误差和扰动误差？哪些无法克服？哪些能克服？
（4）位置随动系统解决的主要问题是什么？试
比较位置随动系统与调速系统的异同
第二章转速、电流双闭环直流调速系统
1、本章内容概述：
在双闭环调速系统中，电动机、晶闸管整流装置、触发装置都可按负载的工艺要求来选择和设计。根据生产机械和工艺的要求提出系统的稳态和动态性能指标，而系统的固有部分往往不能满足性能指标要求，所以需要设计合适的校正环节来达到。
2、自学学时安排：
16学时
3、知识点：
A、闭环调速系统组成P10
B、单闭环调速系统的基本特征P12
C电压负反馈调速系统P16
D电流正反馈的调速系统P仃
4、难点:
(1) 单闭环调速系统的基本特征
(2) 电压负反馈调速系统
(3) 无静差调速系统
5、章节同步习题(客观题)：
单选题：
(1) 转速、电流双闭环调速系统从闭环结构上 ) A 、电流调节环是内环；转速调节环是 B 、电流调节环是外环；转速调节环是
内环。 C 、电流调节环、转速调节环是内环
D 、电流调节环、转速调节环是外环
多选题:
(1 )双闭环直流调速系统的起动过程特点
()
A 、饱和非线性控制
B 、转速超调
C 准时间最优控制(有限制条件的最短 时间控
看( 外环
制）
（2）双闭环调速系统主要扰动源（）
A、负载变化
B、电源电压变化
C、电流变化
D、转速变化
（3）双闭环调速系统转速调节器的作用
（）
A、速度调节
B、抗扰作用
C、限制电机最大电流
D、过流自动
保护作用
（4）双闭环调速系统电流调节器的作用
（）
A、跟随作用
B、抗扰作用
C、加快动态过程
D、过流自动保护
作用
判断题：
（1）（）采用转速负反馈和PI调节器的
单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定
的前提下实现转速无静差。
（2）（）要得到好的动态性能，必须控制好转矩，即控制好电流。
（3）（）电流截止负反馈环节只是用来限制电流的冲击，并不能很好地控制电流的动态波形。
（4）（）按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。
（5）（）起动过程，只有电流负反馈，没有转速负反馈。稳态时，只有转速负反馈，没有电流负反馈。
（6）（）PI调节器未饱和时，其输出量
的稳态值是输入的积分，最终使PI调节器输入为零，才停止积分。
（7）（）双闭环系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比
较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗扰性能大有改善。
6、课后作业题：
简答：
（1）在转速、电流双闭环调速系统中转速调节器有那些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值又应如何整定？
（2）为抑制零漂，通常在PI调节器的反馈回路中并联一个高阻值的电阻。试分析这对闭环调速系统的影响。（3）在突加给定启动时，转速调节器退饱和超调的条件是什么？在给定积分器启动时，转速调节器是否存在退饱和超调现象？
（4）闭环系统的静特性优于开环系统的机械特性，表现在哪些方面。
第三章直流调速系统的工程设计方法
1、本章内容概述：
工程设计的原则是在一定的条件下将实际高价调速系统化简为低价系统，然后根据动静控制指标校正成典型系统。
2、自学学时安排：
16学时
3、知识点：
A、带给定滤波的双闭环直流调速系统结构
P58
B、电流环的等效闭环传递函数P59
C电流控制器的设计P27
4、难点:
(1)电流控制器的设计
(2)转速环设计
5、章节同步习题(客观题)：
( )1、电压负反馈调速系统，在低速运行时容易发生停转现象，主
要原因是电压负反馈太强。
( )2、有静差调速系统是依靠偏差进行调节；无静差调速系统是依靠偏
差的积累进行调节的。
( )3、自动调速系统采用PI调节器，因它既有较高的静态精度，又有较快的动态响应。
( )4、削除直流环流的典型办法是：a =B =90°工作制。
( )5、转速超调是速度调节器退出饱和的唯一方式。
( )6、及时抑制电压扰动是双环调速系统中电流调节器作用之一。
( )7、矢量变换控制是将静止坐标系所表示的电动机矢量变换到以气
隙磁通或转子磁通定向的坐标系。
( )8、无静差调速系统是指动态有差而静态无差。
( )9、单闭环直流调速系统，突加给定信号启动时，限制电流冲击的
方法是电流截止负反馈。
( )10、安装均衡电抗器是削除脉动环流的办法。
( )11、自动调速系统采用PI调节器，因它既有较高的静态精度，又
有较快的动态响应。
( )12、转速超调是速度调节器退出饱和的唯一方式。
( )13、及时抑制电压扰动是双环调速系统中电流调节器作用之一。
( )14、电流截止负反馈是一种只在调速系统主电路过电流下起负反馈
调节作用的环节，用来限制主回路过电流。
( )15、调速范围满足一定的静差率条件，同理，静差率是在满足一定
的调速范围条件下讲的。
( )16、无静差调速系统，比例调节器的输出电压与输入电压成正比。
( )17、若理想空载转速相同，直流调速闭环系统的静差率只有开环系
统静差率的
( )18、在转速，电流双闭环控制系统中，引
入电流内环的目的是实现时间准时间最优控制
( )19、在转速单闭环调速系统中，转速调节
器采用比例、积分控制器，则该系统是转速无静差系统
)20、在转速单闭环调速系统中，转速调节
器采用比例控制器，则该系统是转速无静差系统。
第四章可逆调速系统
1、本章内容概述：
晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统，又称静
止的Ward-Leonard系统），图中VT是晶闸管可控整流
器，通过调节触发装置GT的控制电压U c来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压U d ,从而实现平滑调速。
2、自学学时安排：
16学时
3、知识点：
A、可逆直流调速系统：P73
B、静态环流：P77
C逻辑无环流系统：P83
4、难点:
（1）逻辑无环流系统
（2）可控环流的可逆调速系统组成的特点
（3）错位无环流系统与逻辑无环流系统的
区别
5、章节同步习题（客观题）：
单选题：
（1）用晶闸管变流装置给直流电动机的电枢供电时，一般有（）种可逆运行方案。
A 、1
B 、2 C、3 D 、4
（2 ）用晶闸管开关切换的可逆线路适用于
（）
A 、不需要经常和快速正反转的生产机
械
B 、中小容量的可逆系统
C、频繁快速启动、制动的中小容量的
生产机械
D、轻载或空载生产机械
（3）当可逆线路在一定的控制角下稳定时所出现的环流叫做（）。
A、动态环流 B 、静态环流C、
间接环流
多选题：
（1）晶闸管-电动机系统的可逆线路有（）方式。
A 、电枢反接可逆线路
B 、励磁反接可逆线路
C、逻辑无环流线路
D、可控环流的可逆调速线路
（2）励磁反接可逆线路实现直流电动机正
反转的方案（）
A、用接触器切换励磁电流的可逆线路
B、晶闸管开关切换磁场的可逆线路
C、两套晶闸管装置反并联励磁反接可逆线路
D、电枢电压可逆线路
（3）有环流可逆系统的优点（）
A、制动过程完全衔接
B、启动过程完全衔接
C、不需要添置环流电抗器
D、适用于快速正反转的系统
（4）有环流可逆系统的缺点（）
A、晶闸管等元件的负担加重
B、启动过程不能完全衔接
C、需要添置环流电抗器
D、不适用于快速正反转的系统
判断题：
（1）（）可逆直流调速系统，即在直流电力传动系统中，能够改变直流电动机转矩方向的系统。
（2）（）环流是指不流过电动机或其他负载，而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流。
（3）（）当可逆线路在一定的控制角下稳定工作时，所出现的环流叫做静态环流。
（4）（）稳态运行时并不存在，只在系统处于过渡过程中出现的环流，叫做动态环流。
（5）（）可控环流可逆系统可分为采样R、C环
流控制环节的可控环流系统和交叉电流负反馈可控环流系统。
（6）（）逻辑无环流可逆调速系统中保留平波电抗器，保证稳定运行时电流波形连续。
第五章PWM直流调速系统
1、本章内容概述：
自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制（PWM的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，即直流PWM调速系统。
2、自学学时安排：
16学时
3、知识点：
A、不可逆PWM变换器：P87
B、脉宽调速系统组成：P95
4、难点:
(1)数字控制器的模拟化设计。
(2)数字PID控制器的位置算式、增量算式。
(3)常用的数字PID算法。
(4)数字控制器模拟化设计方法步骤。
5、章节同步习题(客观题)：
单选题：
(1)()是门极可关断晶闸管。
A 、GTO
B 、IGBT C、SCR
D、GTR
(2)晶闸管从门极触发，使其从断态变为通态，撤除门极信号后仍能维持导通的最小电流是( )。
A、维持电流 B 、擎住电流
C 、浪涌电流
D 、通态电流
（3）转速负反馈系统中，给定电阻尺。增