运动控制系统A卷及复习资料
运动控制考试复习题及答案(完整版)
运动控制考试复习题及答案(完整版)一、填空题1、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标，而调速系统的动态指标通常以抗扰性能指标为主2、直流电机调速方法有变压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速。
异步电动机调速方式常见有6种分别是：降压调速、差离合调速、转子串电阻调速、串级调速和双馈电动机调速、变级调速、变压变频调速。
其中转差率不变型有：变级调速、变压变频调速，只有变压变频应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。
同步电动机按频率控制方式不同分为：他控式变频调速和自控式变频调速。
（变电阻调速：有级调速。
变转差率调速：无级调速。
调压调速：调节供电电压进行调速）按按转差功率可以怎么划分电动机:转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型3、对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持气隙磁通不变，需按比例同时控制定子电压和定子频率，低频时还应当抬高电压以补偿阻抗压降，基频以下调速属于恒转矩调速；而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高定子频率而迫使磁通减弱，相当直流电动机弱磁升速情况，基频以上调速属于恒功率调速。
4、对于SPWM型逆变器，SPWM的含义为正弦波脉宽调制，以正弦波作为逆变器输出的期望波形，SPWM波调制时，调制波为频率和期望波相同的正弦波，载波为频率比期望波高得多的等腰三角波，SPWM型逆变器控制方式有同步调制、异步调制、混合调制。
SPWM型逆变器的输出的基波频率取决于正弦波。
SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。
5、调速系统的稳定性能指标包括调速范围和静差率6、供变压调速使用的可控直流电源有：旋转交流机组（G-M系统）、静止式可控整流器（V-M系统）与直流斩波器（PWM-M系统）或脉宽调制变换器。
7、典型I型系统与典型II型系统相比,前者跟随性能好、超调小，但抗扰性能差。
典型I型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？答：稳态误差：对于典型I型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K值成反比；在加速度输入下稳态误差为∞。
《运动控制系统》综合复习题及答案.docx
一、单项选择题1.只能实现有级调速调速方式为（C ）2.调速系统的静差率指标，应以（D ）3.某直流调速系统电动机额定转速nN=1430r/min，额定速降A n N=115r/min,当要求静差率sW30%时，允许的调速范围是（C ）4.对自动调速系统来说，主要的扰动量是（B ）5.如果要改变双闭环无静差V-M系统的转速，可调节（C ）6.转速电流双闭环调速系统在稳态工作点上时，控制电压不取决于（D）7.不是跟随性能指标是（D ）8.在转速电流双闭环调速系统中，选用了典型I型系统，是因为电流环（A ）9.两组晶闸管装置反并联的可逆V-M系统在一定控制角下稳定工作时出现的环流叫做（A ）10.在配合无环流可逆系统中，可采用配合控制的触发移相方法对其进行控制，但需将两组晶闸管装置的触发脉冲的初始相位都整定在（C ）11.在两组晶闸管反并联的可逆V-M系统中，当正组的控制角小于反组的逆变角时，将会产生（B ）12.交-直-交PWM变压变频器中，逆变器起作用是（A ）13.当交流电动机由常规的六拍阶梯波逆变器供电时，磁链轨迹是一个（A ）14.不是异步电动机动态数学模型的特点为（B ）15.不是直接转矩控制的特点为（A ）16.采用旋转编码器的数字测速方法不包括（D ）17.交流电动机带恒转矩负载作调压调速时，其转差功率与转差率（A ）18.在低频输出时采用异步调制方式，高频输出时切换到同步调制方式为（D ）19.不是异步电动机动态数学模型的特点。
（D ）20.电流跟踪PWM控制时，当环宽选得较大时（A ）21.只能实现有级调速调速方式为（C ）22.调速系统的静差率指标，应以（D ）23.某直流调速系统电动机额定转速n N=1430r/min,额定速降A n N=115r/min,当要求静差率sW30%时，允许的调速范围是（C ）24.对自动调速系统来说，主要的扰动量是（B ）25.如果要改变双闭环无静差V-M系统的转速，可调节（C ）26.转速电流双闭环调速系统在稳态工作点上时，控制电压不取决于（B ）27.不是跟随性能指标是（D ）28.在转速电流双闭环调速系统中，选用了典型I型系统，是因为电流环（A ）29.两组晶闸管装置反并联的可逆V-M系统在一定控制角下稳定工作时出现的环流叫做（A ）30.在配合无环流可逆系统中，可采用配合控制的触发移相方法对其进行控制，但需将两组晶闸管装置的触发脉冲的初始相位都整定在（C ）31.不适合使用矢量控制方式是（B ）32.PMW变压变频器，通过它可同时调节电压和频率，其可控的是（B ）。
运动控制系统试卷与答案
《运动控制系统》试卷姓名: 班级: 学号: 成绩:一、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、（控制器）与相应的（传感器）构成。
2.一般负载分为恒转矩负载、（恒功率）和（风机）、泵类负载，其中恒转矩负载还分为（反抗性）负载、（位能性）负载。
3.常见的直流调速系统有G-M系统、（V-M系统）和（直流脉宽调制系统或PWM 系统）。
4.闭环控制的方式有单闭环、（多闭环）和（多环控制）。
5.内外环嵌套调节系统中（电流环）在里面，称作内环；（转速环）在外面，称作外环。
6.双闭环控制直流调速系统的动态抗扰性能包括（抗负载扰动）和（抗电网电压扰动）。
7(a) 7(b)7.如图7，当0≤t<t on时晶闸管（VT1）和（VT4）导通，U AB=（U s）,当t on≤t<T 时时晶闸管（VT2）和（VT3）导通，U AB=（-U s）。
8.两组晶闸管整流装置同时工作，产生不流过（负载）而在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作（环流）。
9.按照交流异步电动机的原理，从定子传入转子的电磁功率P m可分为两部分：一部分P mech=(1-S)P m是拖动负载的有效功率称为（机械功率）；另一部分P s=S P m 是传输给转子电路的（转差功率）。
10.从转差功率出发异步电动机调速系统分为三类：转差功率消耗型、（转差功率馈送型）、（转差功率不变型）。
二、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1.电力拖动自动控制系统（调速系统）控制的目标是（A ） A. 速度B. 角加速度C. 加速度D. 角速度2.以下公式中是闭环系统的调速范围的是（D ） A. opop op n n S 0∆=B. cl cl cl n n S 0∆=C. ()S n S n D op N op -∆=1D. ()S n Sn D cl N cl -∆=13.双闭环直流调速系统的启动过程的特点不包括（C ） A. 饱和非线性控制 B. 转速超调C. 对电网电压的波动起到抗扰作用D. 准时间最优控制44.如图4，已知一系统的晶闸管开关处于逆变状态，电动机向电网回馈能量此时关于系统的参数叙述正确的是（A ） A. α>90°，U d0 <E ，n <0B. α>90°，U d0 >E ，n >0C. α<90°，U d0 <E ，n <0D. α<90°，U d0 >E ，n >0 5.以下几个调速方式属于转差功率不变型的是（C ） A. 降电压调速 B. 转差离合器调速C. 变极对数调速D. 转子串电阻调速三、判断题（本大题共5小题，每小题1分，共5分）1.当T e =T l 时可以维持系统储在匀速旋转的稳态中，当T e >T l 系统处在减速状态，当T l >T e 系统处在加速状态（×）2.机械特性越硬则静差率越小，转速稳定度就越高（√）。
《运动控制系统》期末复习资料
第1章绪论1.什么是运动控制?电力传动又称电力拖动，是以电动机作为原动机驱动生产机械的系统的总称。
运动控制系统是将电能转变为机械能的装置，用以实现生产机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其它应用的要求。
2.运动控制系统的组成：现代运动控制技术是以电动机为控制对象，以计算机和其它电子装置为控制手段，以电力电子装置为弱电控制强电的纽带，以自动控制理论和信息处理理论为理论基础，以计算机数字仿真或计算机辅助设计为研究和开发的工具。
3.运动控制系统的基本运动方程式：J dωm=Te-TL-Dωm-Kθm d tdθm=ωmd tJ—机械转动惯量（kg⋅m2）ωm —转子的机械角速度（rad/s）θm—转子的机械转角（rad）Te—电磁转矩（N⋅m）TL—负载转矩（N⋅m）D—阻转矩阻尼系数K—扭转弹性转矩系数第2章转速反馈控制的直流调速系统1.晶闸管-电动机（V-M）系统的组成：纯滞后环节，一阶惯性环节。
2.V-M系统的主要问题：由于电流波形的脉动，可能出现电流连续和断续两种情况。
3.稳态性能指标：调速范围D和静差率s。
D=∆n nNsN (1−s)，额定速降∆nN，D=n maxnmin，s=∆n Nn4.闭环控制系统的动态特性；静态特性、结构图？5.反馈控制规律和闭环调速系统的几个实际问题，积分控制规律和比例积分控制规律。
积分控制规律：U=1c∆U d t ⎰τ0nt比例积分控制规律：稳态精度高，动态响应快6.有静差、无静差的主要区别：比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状；而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
比例积分放大器的结构：PI调节器7.数字测速方法：M法测速、T法测速、M/T法测速。
8.电流截止负反馈的原理：采用某种方法，当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。
电流截止负反馈的实现方法：引入比较电压，构成电流截止负反馈环节9.脉宽调制：利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的。
完整版)运动控制系统试卷A答案
完整版)运动控制系统试卷A答案答：PI调节器的传递函数为Kp + Ki/s，其中Kp为比例增益，Ki为积分增益，s为Laplace 变换域中的复变量。
（1分）3、简述调压调速方法的原理。
（4分）答：调压调速方法的原理是通过改变电动机电枢电压来控制电动机转速。
当需要降低转速时，降低电动机电枢电压；当需要提高转速时，提高电动机电枢电压。
这种方法的优点是简单易行，但缺点是效率低，因为降低电压会导致电动机的效率下降。
（4分）4、简述生产机械对调速系统稳速的要求。
（4分）答：生产机械对调速系统稳速的要求是要求电动机在负载变化的情况下，能够保持稳定的转速。
这需要调速系统具有良好的抗扰性能和跟随性能，能够快速地响应负载变化并自动调节电动机的电压或电流，以维持恒定的转速。
（4分）5、简述数字测速中T法测速和M法测速的适用范围。
（4分）答：T法测速适用于低速，M法测速适用于高速。
T法测速是通过测量电动机的电动势和电枢电流来计算转速，适用于转速较低的情况；M法测速是通过测量电动机的电磁转矩和电枢电流来计算转速，适用于转速较高的情况。
（4分）答：起动开始时ACR输出增加是为了加大电流，提高转矩，加速电机起动；ACR输出减小是为了避免电流过大，保护电机。
（2分）2、起动过程中，ASR输出如何变化？（1分）答：起动过程中，ASR输出保持不变。
（1分）3、起动过程中，转速反馈信号如何变化？（1分）答：起动过程中，转速反馈信号为零，因为电机还未达到稳态转速。
（1分）4、起动过程中，电流反馈信号如何变化？（1分）答：起动过程中，电流反馈信号随着电机电流变化而变化，逐渐接近目标电流。
（1分）1.异步电机的动态数学模型由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程构成，无论是三相静止坐标系、两相静止坐标系，还是两相旋转坐标系下都是如此。
2.单项选择题：1) 异步电动机变压变频调速系统属于转差功率不变型。
2) 异步机机机械特性是一条直线的调速方法是r=常数。
运动控制系统试卷
《运动控制系统》课程试卷（A卷）本试卷用于电气工程系2023级自动化专业本科学生（时量: 120分钟总分100分）注意: 1.答案必须填写在答题纸上, 填写在试卷上旳无效。
2、答卷必须写明题目序号, 并按题号次序答题。
3.请保持行距, 保持卷面整洁。
一、填空题（每空1分, 共30分）1.运动控制系统旳控制对象. 电动. , 运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置. 控制. 及对应旳传感器等构成。
2.运动控制系统旳基本运动方程式.................... 。
3.生产机械常见旳三种负载是恒转矩负载...............。
4.直流电动机调速系统调速措施有三种..... 、弱磁调速和串电阻调速；异步电机调速按转差功率消耗旳不一样来分类有三种, 转差功率消耗型..馈送. 和转差功率不变型, 其中变压变频调速是属..不变.., 是最有前途旳调速方式.5.数字测速中, T法测速合用. 低频.., M法测速合用...高频....。
6.双闭环直流调速系统旳起动过程分为阶段、阶段和转速调整三个阶段。
7.单闭环比例控制直流调速系统可以减少稳态速降旳实质在于它旳自动调整作用，在于它能伴随负载旳变化而对应旳变化电枢电压，以赔偿电枢回路电阻压降旳变化。
8．转速闭环控制旳交流调压调速系统在调速时, 电压变还是不变, 回答是变, 频率变还是不变, 回答是不变；恒压频比控制方式是指给异步电动机供电旳电压和频率之比为常数。
9. 异步电机基于稳态模型旳控制措施有spwm 和cfpwm 115 ；基于动态数学模型旳高性能控制措施有FOC和vc 。
P17910. 异步电动机变压变频调速控制特性曲线中, 基频如下调速称为恒转矩调速, 基频以上调速称为近似旳恒功率调速。
11. 控制变频器逆变部分旳常见旳脉冲宽度调制技术有（1）以追求电压正弦为目旳spwm , （2）以追求电流正弦为目旳旳CFPWM控制技术, （3）以追求磁链正弦为目旳旳SVPWM控制技术。
《运动控制系统》(A)卷及答案
2012-2013学年第二学期课程名称: 运动控制系统（A）一、简述下列问题（每题10分）1．在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？2．哪些因素造成逻辑无环流系统要比配合控制的有环流系统的切换过程长？3．从电压频率协调控制而言，同步电动机与异步电动机的调速有何差异？4．伺服系统的给定误差和扰动误差与那些因素有关？二、采用电压空间矢量PWM控制方法，若直流电压ud恒定，如何协调输出电压与输出频率的关系？（15分）三、分析比较按转子磁链定向和按定子磁链定向异步电动机动态数学模型的特征，指出它们的相同和不同之处。
（15分）网络教育学院2011级（秋）期末试卷五、试比较矢量控制系统和直接转矩控制系统的特点和性能。
（15分）四、论述同步电动机按气隙磁链定向和按转子磁链定向矢量控制系统的工作原理，并与异步电动机矢量控制系统作比较。
（15分）运动控制系统试卷(A)答案一、简答题1、答：若调节电动机转速，应改变给定电压*,n U α，不能改变,n S K K 。
2、答：影响因素有：逻辑切换条件的判断，封锁延时时间，开放延时时间。
3、答：同步电机存在失步问题，可以根据转子位置直接控制变压变频装置换相时刻，进行自控变频调速。
4、答：给定误差与系统的开环增益K 和前向通道中所有积分环节的总数p+q 有关扰动误差则只与扰动作用点以前部分的增益Ｋ１和积分环节个数ｐ 有关。
二、答：有效的方法是插入零矢量，使有效工作矢量的工作时间仅为1t t ∆<∆，其余的时间01t t t ∆=∆-∆用零矢量来补。
则有11()()()s s s d k k u k t U t ψψ=∆=∆=∆在直流电压d U 不变的条件下，要保持()s k ψ恒定，只要使1t ∆为常数即可。
零矢量的插入有效的解决了定子磁链矢量幅值与旋转速度的矛盾，也即在直流电压恒定时很好的协调了输出电压与输出频率的关系。
三、答：按转子磁链定向同步旋转坐标系mt 中的数学模型与直流电动机的数学模型完全一致。
《运动控制系统》试题A
河北结合大学2012～ 2013 学年秋季学期考试一试卷开课学院：电气工程学院课程号：801118课程名称：运动控制系统年级： 09 级专业：自动化试卷种类： A 卷系主任署名：教课院长署名：考试时间：100 分钟题号一二三四共计分数阅卷人一、单项选择题（每题2 分，共20 分）1 当系统的机械特征硬度一准时，如要求的静差率s 越小，调速范围A越小B越大C不变D小大由之2 转速负反应单闭环调速系统中，调理电动机转速可调理（）D（）A K n和K sB U n和C K n和UnD K s和3 转速、电流双闭环系统中，以下参数变化不会影响到转速的是（A 供电电网电压颠簸B 电枢电阻变化C 电机励磁电流颠簸D 转速负反应系数变化4 无静差调速系统的PI 调理器中 P 部分的作用（））Ａ除去稳态偏差Ｂ不可以除去稳态偏差也不可以加速动向响应Ｃ既能除去稳态偏差又能加速动向响应Ｄ加速动向响应5带有比率调理器的单闭环直流调速系统，假如转速的反应值与给定值相等，则调理器的输出为（）Ａ零Ｂ大于零的定植Ｃ小于零的定值Ｄ保持本来的值不变6 双闭环直流调速系统起动过程中，当系统处于恒流升速阶段，工作状态为（）A不饱和B饱和C退饱和D不定ASR处于的7 双闭环直流调速系统中，给定电压U n不变，增大转速负反应系数，系统稳定后实质转速是（A增添B减小）C 不变D 不定8 在无静差调速系统中，突加负载后进入稳态时，转速是（）A 增添B 减小C 不变D 不定9 双闭环 V-M 可逆系统，当正组整流，反组待逆变时，所对应的电动机的工作状态是（）。
A 正向运转，正向反接制动B 反向运转，反向反接制动C 正向运转，反向反接制动D 反向运转，正向反接制动10 有环流可逆系统中所指的环流是（）A 直流环流B 脉动环流C 静态环流D 动向环流二、填空题（每空 1 分，共 20 分）1.直流电动机的调速方法是___________， ___________，___________。
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2012-2013学年第二学期课程名称: 运动控制系统（A）
专业：姓名: 学号: 学习中心:
题号一二三四五六七八九十合计题分
一、简述下列问题（每题10分）
1．在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？2．哪些因素造成逻辑无环流系统要比配合控制的有环流系统的切换过程长？3．从电压频率协调控制而言，同步电动机与异步电动机的调速有何差异？4．伺服系统的给定误差和扰动误差与那些因素有关？
二、采用电压空间矢量PWM控制方法，若直流电压u
d
恒定，如何协调输出电压与输出频率的关系？（15分）
三、分析比较按转子磁链定向和按定子磁链定向异步电动机动态数学模
型的特征，指出它们的相同和不同之处。
（15分）
网络教育学院2011级（秋）期末试卷
五、试比较矢量控制系统和直接转矩控制系统的特点和性能。
（15分）
四、论述同步电动机按气隙磁链定向和按转子磁链定向矢量控制系统
的工作原理，并与异步电动机矢量控制系统作比较。
（15分）
运动控制系统试卷(A)答案
一、简答题
1、答：若调节电动机转速，应改变给定电压*,n U α，不能改变,n S K K 。
2、答：影响因素有：逻辑切换条件的判断，封锁延时时间，开放延时时间。
3、答：同步电机存在失步问题，可以根据转子位置直接控制变压变频装置换相时刻，进行自控变频调速。
4、答：给定误差与系统的开环增益K 和前向通道中所有积分环节的总数p+q 有关扰动误差则只与扰动作用点以前部分的增益Ｋ１和积分环节个数ｐ 有关。
二、答：
有效的方法是插入零矢量，使有效工作矢量的工作时间仅为
1t t ∆<∆，其余的时间01t t t ∆=∆-∆用零矢量来补。
则有
11()()()s s s d k k u k t U t ψψ=∆=∆=∆
在直流电压d U 不变的条件下，要保持()s k ψ恒定，只要使1t ∆为常数即可。
零矢量的插入有效的解决了定子磁链矢量幅值与旋转速度的矛盾，也即在直流电压恒定时很好的协调了输出电压与输出频率的关系。
三、答：
按转子磁链定向同步旋转坐标系mt 中的数学模型与直流电动机的
数学模型完全一致。
通过坐标系旋转角速度的选取，简化了数学模型，通过按转子磁链定向，将定子电流分解为励磁分量sm i 和转矩分量st i ，使转子磁链r ψ仅由定子电流励磁分量sm i 产生，而电磁转矩e T 正比于转子磁链和定子电流转矩分量的乘积st r i ψ，实现了定子电流两个分量的解耦。
而按定子磁链定向将定子电压分解为两个分量sd u 和sq u ，sd u 控制定子磁链幅值的变化率，sq u 控制定子磁量矢量旋转角速度，再通过转差频率控制定子电流的转矩分量sq i ，最后控制转矩。
但两者均受到定子电流两个分量sd i 和sq i 的影响，使受电流扰动的电压控制型。
四、答：
定义mt 坐标系，使m 轴与气隙磁场合成矢量重合，t 轴与m 轴正交，再将定子三相电流合成矢量i s 沿m,t 轴分解为励磁分量i sm 和转矩分量i st ,同样将励磁电流矢量I f 分解成i fm 和i ft ,按气隙磁链定向后，得到同步电动机电磁转矩T e 表达式：T e=st gm p i n ϕ ,则只有保证气隙磁链gm ϕ恒定控制定子电流的转矩分量i st ,就可以方便地控制电磁转矩，将同步电动机等效成直流电动机进行控制。
定义d,q 坐标系，使d 轴与转子磁链矢量重合，d 轴与q 轴正交，在基频以下恒转矩工作区中，令定子电流矢量落在q 轴上，即i sd =0;i sq =i s ,
再按转子磁链定向后得到电磁转矩方程：T e =s f f
md p i L L
n ϕ由于f ϕ恒定，
电磁转矩与定子电流的幅值成正比，控制定子电流幅值就能很好的控制电磁转矩和直流电动机完全一样。
相同：基本原理与异步电动机相似，都是通过坐标变换转换成直流电动机，再按直流电动机的控制方法进行控制。
不同：同步电动机的主磁链由转子的励磁电流和定子的励磁电流分量共同产生，异步电动机的主磁链由定子的励磁分量产生，同步电机需由转子位置检测器检测出r θ角，才能准确地按气隙磁链定向，而异步电动机直接由转速ω定向。
五、答：
不够快
较快
转矩动态响应
比较宽 不够宽 调速范围 按转子磁链定向
需知道定子磁链矢量的位置，但无须定向
磁链定向
旋转坐标变换，较复杂 静止坐标变换，较简单 坐标变换 闭环控制 无闭环控制 电流控制 连续控制，比较平滑
双位式控制，有转矩脉动
转矩控制 转子磁链闭环控制， 间接定向时是开环控制 定子磁链闭环控制
磁链控制
矢量控制系统 直接转矩控制系统 性能与特点。