最新运动控制系统考试题库(中南大学)
电力拖动自动控制系统复习题
一、填空题
1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M统）、直流斩波器和
脉宽调制变换器（PWM ）。
2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制和转速超调。
3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控制三种。
4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为电流型、电压型两类。
5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。
6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方式。
8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。
9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
10. VWF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制
11. 转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极性为负反馈、电流反馈极性
为负反馈。
12. 直流斩波器的几种常用的控制方法：①T 不变，变ton ―― 脉冲宽度调制（PWM）；②ton不变，变T——脉
冲频率调制（PFM ）;3ton和T都可调，改变占空比一一混合型。
13. 转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、ASR 的输出量取决于负载
电流。
14. 各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。
15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电抗器。
16. 在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用电流截止负反馈。
17. 在a = 3配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均
环流，可用串接环流电抗器抑制。
18. 采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退饱和三种状态。
二、选择题
1.带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ）
A 、零；
B 、大于零的定值
C 、小于零的定值；
D 、保持原先的值不变 2. 无静差调速系统的 PI 调节器中P 部份的作用是（D ） A 、消除稳态误差；
B 、不能消除稳态误差也不能加快动态响应
C 、既消除稳态误差又加快动态响应；
D 、加快动态响应
4. 一般的间接变频器中，逆变器起（
B ）作用。
A 、调压；
B 、调频；
C 、调压与逆变；
D 、调频与逆变
5. 转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（ C ）。
A 、电机的调速精度；
B 、电机的动态转矩;
C 、电机的气隙磁通；
D 、电机的定子电流
6 ?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
（B ）
A ? PID
B ? PI
C . P
D ? PD
7.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，则静差率
（A ）
A .越小
B .越大
C .不变
D .不确定
&下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是
（D ）
9.
双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个
调节器的状态是
（A ）
A. ASR 饱和、ACR 不饱和
B. ACR 饱和、ASR 不饱和
C. ASR 和ACR 都饱和
D. ACR 和ASR 都不饱和
10.
在微机数字控制系统的故障保护中
断服务子程序中，工作程序正确的是
（C ）
A .显示故障原因并报警——分析判断故障——封锁
PWM 输出——系统复位
B .显示故障原因并报警——封锁 PWM 输出——分析判断故障——系统复位
C .封锁PWM 输出——分析判断故障——显示故障原因并报警——系统复位
D .分析判断故障——显示故障原因并报警——封锁 PWM 输出——系统复位
11、 S PWM 技术中，调制波是频率和期望波相同的（ A ）。
A 、正弦波
B 、方波
C 、等腰三角波
D 、锯齿波
12、无静差单闭环调速系统，稳态时，转速的给定值与反馈值相同，此时调节器的输出（
D ）。
A 、为0
B 、正向逐渐增大
3. 异步电动机变压变频调速时，采用（ A 、U1 / f1 =常值； C 、Es/f 仁常值；
B ）控制方式，可获得一线性机械特性。
B 、Eg/f1=常值； D 、Er/f1=常值 A .降电压调速 B .串级调速
C .变极调速
D .变压变频调速
C、负向逐渐增大
D、保持恒定终值不变
13、下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是（ C ）。
A、降电压调速
B、变极对数调速
C、变压变频调速
D、转子串电阻调速
14、在交一直一交变频装置中，若采用不控整流，则PWN逆变器的作用是（C ）。
A、调压
B、调频
C、调压调频
D、调频与逆变
15、控制系统能够正常运行的首要条件是（ B ）。
A、抗扰性
B、稳定性
C、快速性
D、准确性
16、常用的数字滤波方法不包括（D ）。
A、算术平均值滤波
B、中值滤波
C、中值平均滤波
D、几何平均值滤波
17、在电机调速控制系统中，系统无法抑制（ B ）的扰动。
A、电网电压
B、电机励磁电压变化
C、给定电源变化
D、运算放大器参数变化
18、双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct的大小取决于（C ）。
A、Idl
B、n
C、n 和Idl
D、a 和B
三、判断题
1、反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。（V ）
2、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。（V ）
3、当闭环系统开环放大系数大于系统的临界放大系数时，系统将稳定。（X ）
4、调速系统的静差率指标应以最低速时所能达到的数值为准。（V ）
5、在电机调速控制系统中，系统无法抑制电机励磁电压变化的扰动。（V ）
6、控制系统能够正常运行的首要条件是准确性。（X ）
7、开环系统的静特性可以比闭环系统硬得多。（X ）
&微机数字调速系统中，采样频率应不小于信号最高频率的2倍。（V ）
9、一般的间接变频器中，逆变器起调频与逆变作用。（X ）
10、无静差调速系统中，调节器一般采用PI调节器调节器。（V ）
四、问答题
1、调速范围和静差率的定义是什么？
答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母D表示，即:
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n max n min
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所对应的转速降落称作静
差率S,即
2、简述恒压频比控制方式
答：绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定
子相电压Us ~ Eg，则得
3、转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为什么？
答：当两个调节器都不饱和时，它们的输入偏差电压和输出电压都是零，转速调节器ASR的输出限幅电压Uim决
定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm.
4、单闭环调速系统的基本特征
答：(1)具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差的；
(2)闭环系统具有较强的抗干扰性能反馈闭环系统具有很好的抗扰性能，对于作用在被负反馈所包围的前向通道上的一切扰动都能有效地抑制；
(3)闭环系统对给定信号和检测装置中的扰动无能为力。
5、在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？并说明理由。
答：系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。因此转速的稳态精度还受给定电源和测速发电机精度的影响。
6、晶闸管-电动机系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？
答：当电动机需要回馈制动时，由于反电动势的极性未变，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，这时，可以通过控制电路切换到反组晶闸管装置VR，并使它工作在逆变状态，产生逆变电压，电机
输出电能实现回馈制动。
7、解释待正组逆变和反组逆变，并说明这两种状态各出现在何种场合下。
答：正组逆变电枢端电压为负，电枢电流为正，电动机逆向运转，回馈发电，机械特性在第四象限。反组逆变电枢端电压为正，电枢电流为负，电动机正向运转，回馈发电，机械特性在第二象限。
8、有静差系统与无差系统的区别。
答：根本区别在于结构上(控制器中)有无积分控制作用，PI控制器可消除阶跃输入和阶跃扰动作用下的静差，称为无静差系统，P控制器只能降低静差，却不能消除静差，故称有静差系统。
9、简述泵升电压产生的原因及其抑制措施。
答：泵升电压产生的原因：采用二极管整流获得直流电源时，电机制动时不能回馈电能，只好对滤波电容充电，使
精品文档
△ nN与理想空载转速nO之比,
这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时
略。这时，需要人为地把电压Us抬高一些,
Us和Eg都较小，定子阻抗压降所占的份量就以
便近似地补偿定子压降。
比较显著，不再能忽
精品文档电容两端电压升高，产生泵升电压。
泵升电压抑制措施：电容器吸收动能；镇流电阻消耗动能；并接逆变器。
10、什么叫环流？并说明有环流可逆系统的适用场合。答：只限于两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流。
适用于中小容量系统，有较高快速性能要求的系统。
11、在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负载扰
动时，哪个调节器起主要调节作用? 答：电网电压波动时，ACR起主要调节作用；负载扰动时，ASR起主要抗扰调节作用。
五、计算题
1、某直流调速系统的电动机额定转速为nN=1430r/min ,额定速降△ nN =115r/min ,当要求静差率s< 30%时，允许
多大的调速范围？如果要求静差率s w 20%，试求最低运行速度及调速范围。
解：要求s< 30%时，调速范围为
n N s 1430 X 0.3 .
n二-- --- =----------- 二耳*
_An jV(l-s)_115x (1-0.3)"
若要求s< 20%时，最低空载转速为
A鬆115
呦加TT =—= = 575r/min
最低运行转速为
71 亦=術他=-恤* = (575 - 115)r/min = 460r/min
调速范围为
1- 1 皿_ 7 -1
—一460 ~
2、某一调速系统，测得的最高转速特性为n o max = 1500r / min ，最低转速特性为n o min = 150r / min，带额定
负载时的速度降落△ n N = 15r / min，且在不同转速下额定速降△ n N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：思路一：
系统能够达到的调速范围为：
D = = ——= =11
% 7 -％150'15
系统允许的静差率：
D\n] ] xl 5
总二 ----------- x 1005o =————
二—xlOO% = 10%
可幫 + Dln y1500 + llx 15
思路二：
系统允许的静差率：
系统能够达到的调速范围为:
D二加= g占二1500x0」=口
A M V(1- s) Sn N(l-5) 15x(l-0.1)
3. 在转速、电流双闭环系统中，两个调节器ASR、ACR均采用PI
调节器。已知参数：电动机：Pnom=3.7kW ,
Un om=220V ，In om=20A ，nn om=1000r/min，电枢回路总电阻R=1.5 Q,设Unm*= Uim*= Ucm=8V ，电枢回路最大
电流ldm=40A，电力电子变换器的放大系数Ks=40.试求：
(1)电流反馈系数3和转速反馈系数a ;
(2)当电动机在最高转速发生堵转时的UdO、Ui、Uc值。
解：(1) 3 = Uim*/Idm=8/40=0.2
a = Unm */ nnom=8/1000=0.008
(2) Ud0=IdmR=40 X 1.5=60V
Ui= Uim*=8V (极性相反)
Uc= Ud0/Ks=60/40=1.5A
4.已知某调速系统电动机数据为：PN=18KW ,UN=220V
Rrec ==0.3 Q触发整流环节的放大倍数Ks=40.最大给疋电压
压Uim =10V
计
算：
(1)转速反馈系数a。(2 )调节器放大系数
xl00% = J^LxlOO% = 15
150
xl00%=10%
Kp。,IN=94A ,nN=1000r/min , Ra=0.15 Q 整流装置内阻
Unm* =15V ,当主电路电流达到最大值时，整定电流反馈电
?=(!>转速员反馈系数/应该罡
a
= rA =r￡ = ^^ = o.oi5
TJ rty 1000
先计篡电动机的电动势系数
G = %-叽=
"°一94°-
匕
=0.2059F-min
r n y
1000
则开环系数额定速降为
*R 94x(0.15 + 0.3) ” .
= -^― = ----- - --------- - = 205.4r ，min 朋 C t 0.2059
1000x0.01 …
,
. ... .. ........ =5.56r ' min 20x(1-0.1)
诩环系统的幵环放大系数应为
运算放大器所需的放大倍数
八
10
昭国戏 ais (Oir+i )
采用PI 调节器校正，则开环传递函数为
KpX 10 X (TS + 1)
0.1TS 2(0.01S + 1)
205.4
5.56
-1=35.9 35.9
0.015x40^02059
= 123
解：根据题意，该系统可以校正为典型I 型系统，也可以校正为典型n 型系统后加给定滤波器。
校正成典型H 型系统时，若取 h=5,则T1=0.1 , hT1=5 X 0.01=0.05 , T1 > hT2。因此可以把大惯性环节 1/ (O.ls+1 )近
似处理为积分环节1/ (0.1s ),故系统控制对象的传递函数为
按Mpmin准则
SpXlOO fc + 1
~T~=2A2 x 0.012
T = hx0.01
故调节器参数
A+1 6 ____ = 0 g
10 X 0.01 X100 ~
这时超调量d =37.6%，为了减小超调量，输入通道加一给定滤波器
取滤波时间常数T0= T =0.05，超调量d =2.8% V 5%,满足要求。最后还要校验一下近似条件是否满足
填空题
1常用的可控直流电源有—旋转交流机组_、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器. 2?调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。
3?反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
4.当电流连续时，改变控制角，V —M系统可以得到一组平行的机械特性曲线。
5?常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方式。
6.自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指
标
7.电力牵引设备上最先进的可控直流电源是直流斩波器或脉宽调制变换器。
8.SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。
9.常见的转速检测装置有测速发电机、光电式旋转编码器、电磁脉冲测速器.
10.VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。
11.常用的可控直流电源有旋转变流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。
12.电流截止负反馈的作用是—限流。
13.负反馈的作用是抵制扰动___________________ 。
14.静态环流可以分为直流平均环流和瞬时脉动换流。
15.自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标_______________________ 和对扰动输入信号的抗扰性能指标。
16. _____________________________________________ PWM变换器可以通过调节电力电子开关
_________________________________________________________ 来调节输出电压。
(A = 5)
2h3 X 0.01 X100 =
3 3
、一一
=30
3
即.,满足近似条件。
17.SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。
18.PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和频率型_________ 。
19. VVVF 控制是指逆变器输出电压和 频率 可变的控制。 20. 转速单闭环直流控制系统可以通过引入 电流环 环控制以提高系统动态性能。
21. 转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器 ASR 将经历_不饱和 _________ 、饱和、退
饱和三种情况。 22. 交流调速的基本类型中最好的一种节能省力型调速方案是 变压变频调速 。
23. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 24. 无静差直流调速系统的实质是调节器包含 比例积分 环节。
25. 比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点， 比例 部分能迅速响应
控制作用。 26. 转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器 ASR 将经历不饱和、 饱和 ___________ 、退
饱和三种情况。 27. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按 恒功率 调速方式。
28. 电流调节器可以对电网电压的波动起 及时抗扰 的作用。 交流
1带二极管整流器的 SPWI 变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列 __________ 的 （A ）矩形波。
A 幅值不变，宽度可变
B 幅值可变，宽度不变
为恒转矩负载，贝U （ B ）
3普通串级调速系统中，逆变角 1 ，则（C 。 为恒转矩负载，贝U （ C ） A n ::: 口，输出功率低于输入功率 B n ::: 口，输出功率高于输入功率
Cn n i ，输出功率高于输入功率
D n mi ，输出功率低于输入功率 （注：n 为电动机实际转速，n 1为电动机同步转速） 5与矢量控制相比，直接转矩控制（ D ）
A 调速范围宽
B 控制性能受转子参数影响大
C 计算复杂
D 控制结构简单
6异步电动机WVF 调速系统的机械特性最好的是（C ） A 恒控制
C
恒E r 控制 D 恒I 1 .…控制
7异步电动机 WVF 调速系统中低频电压补偿的目的是
（A ）
C 幅值不变，宽度不变
D 幅值可变，宽度可变
2绕线式异步电动机双馈调速,
如原处于低同步电动运行， 在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势,
而负载
A 0 S ：：：1，输出功率低于输入
功率
：：：：
B
S ：：： 0，输出功率高于输
入功率
D S ：：： 0，输出功率低于输
A 转速上升，功率因数下降
B 转速下降，功率因数上升
C 转速上升，功率因数上升 D
转速下降，功率因数下降
4绕线式异步电动机双馈调速, 如原处于低同步电动运行， 在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势,
而负载
A补偿定子电阻压降 B 补偿定子电阻和漏抗压降
C补偿转子电阻压降 D 补偿转子电阻和漏抗压降
8异步电动机WVF调速系统的机械特性最好的是（D）
A恒压频比控制B恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D恒转子磁通控制
三简答题（10分）
1、下图为异步电动机矢量控制原理结构图，A, B，C, D分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？（8 分）
这些变换的等效原则是什么（2分）？
?，i
反馈信号
解：A 矢量旋转逆变换 VR 」，B 二相静止坐标变成三相静止坐标变换 C 三相静止坐标系变成二相静止坐标变换
D 矢量旋转变换VR ,将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。 ___________ 等效变换的 原则是旋转磁场等效或磁动势等效
2、下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型， A ，B 分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？ （
8
分）这些变换的等效原则是什么（
2分）？
成二相静止坐标变换 B 矢量旋转变换VR 将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流 信号。其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。 五简述题
下图为调速范围 D <3的串级调速系统主回路单线原理框图，
试说明起动时各电器开关正确的合闸顺序和停机时的分闸
间接起动操作顺序 1. 先合上装置电源总开关 S ,使逆变器在 ：min 下等待工作。
2?然后依次接通接触器 K1，接入起动电阻R ,再接通K0，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方 式起动。 3.
待起动到所设计的 nmin （smax ）时接通K2，使电动机转子接到串级调速装置，然后断开
K1 ,切断起动电阻，此后
定 口 号
r ?
* ■ i ml 1
空制器
—V
■ A
?F T Lt
*电流控制 占变频器
i B i C
i
：■
i
m
Lii m 等效直流电
动机模型
异步电动机
i t
解：A 三相静止坐标系变
顺序，并说明理由。 给 信 i A 、
（15
分）
精品文档
电动机就可以串级调速方式继续加速到所需的转速运行。 停车操作顺序 1. 由于串级调速没有制动能力，应先将转速降至 装置脱离；
2. 最后断开K0，以防止当K0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。 直流
2
,T 2 .T 1，试加入串联调节器 ％（s ）将其校正为开环典型I 型系统,
2已知控制对象开环传递函数 G （s ）
（「S +1）（T 2S +1）
nmin , 再合上K1，然后断开K2，使电动机转子回路与串级调速
K 2
并求调节器结构和参数
（15分）
K
W C (s)G(s)二WUs)
W c (s)
s(Ts+1)
K (T 1S W 1) s(Ts 1) K 2
T 2 T 1 . s 1 二T 2S 1, . =T 2
K 2
(「s 1)(T 2S 1)
_K .士
pi
is
■ Kpi
1
_
s(T )s 1)
T
K 2K pi
K 2K pi
T —
T T
1
T 2
所以， 1如下图，转速、电流双闭环调速系统中, 参数如上式。
ASR ACF 均采用PI 调节器。已知参数：电动机： P N =3.7KW ， U N = 220V ，
I N =20A ， n N =1000r/mi n ，电枢回路总电阻 只=1.5门，设U nm 二U m = 10V ，电枢回路最大电流为
I dm = 30A ，电
什么参数？ （ 5分）
（4） 若要改变系统起动电流应调节什 (1) (2)
电流反馈系数一：和转速反馈系数：?； 突增负载后又进入稳定运行状态，则 U c 、变流装置输
U d ，电动机转速n ，较之负载变化前是增加、减少，还 为
什么？（ 5分）
（5分） ACR 的输出电压
如果速度给定U ；不变时，要改变系统的转速，可调节
么参数？此时，设U ；为正电压信号，在右图 器? （ 5 分）
（5） 当电动机在最高转速发生堵转时 的 U d ,U i*,U i ,U c 值；(10 分)
:=U L
10
0.01V/rpm
解: （1）门
n
m
1000
二10 =0.33V/A I dm 30
评分标准：各2.5分，公式对数值结果错扣
nm
中应调节中哪个电位
1分，量纲错扣 0.5分，公式错不给分。
.KT
T i W ob (s)
2T 1K 2
2T 1K 2
调节器的结构为
PI 调节器,
力电子变换器的放大系数 K s =40。
(3)
出电压 是不变?
ASR
C e n +
I L R
C e U n +1 dL R
dL -U c -
-
一 一
U d =Ks U c
K s
K s
U n — c, n 二 c
U
因为U n =U n - -n, n =―—,所以调节可以改变转速n 。
a
⑷ 因为U ；二U i 「I d ，起动时转速调节器 ASR 饱和，输出限幅值U dm ，所以改变ASR 限幅值可以改变起动电流
I dm , U n 为正时，起动时 ASR 输出为负，所以应调节 RP5来改变起动电流。不能改变电流反馈系数，因为它还影响电 流环的动特性。
U n =U n =〉n
U ； =10V,U n =OV,|U ：片U i |=10V, U d =l dm R =30 1.5 =45V,
U d C e n +l d R I dl R 30X1.5 U c -
-
-
一 1.13V
K s K s
K s
40
评分标准：分析出起动 ASR 饱和，结果全对，满分；没有分析出起动 ASR 饱和，没写公式扣 3分，其它扣4-5分。
2双闭环调速系统中如反馈断线会出现什么情况，正反馈会出什么情况？
答：反馈断线后，U n =0，ASR 饱和，输出为限幅值，转速环开环，相当于堵转，电流给定为
ASR 的输出最大值,
电流闭环，按最大电流值恒流加速，转速上升，但由于转速反馈断线，触发移相控制电压增大到极限，触发角最小移 至:-min ，转速达到最高值。
U d
°c °s
「min 一口只
匕，同样，正反馈时，也是一样。
C e
五（10分）
解： 当主电路电流超过某一数值后
（2A 左右），由9R3, 9R2上取得的过流信号电压超过运算放大器的反向输入端，
U d _ I di R ^
C e
F 图所示为控制系统实验装置中的过流保护单元电路原理图，试简述其工作原理。
使D触发器的输出为高电平，使晶体三极管V由截止变为导通，结果使继电器K的线圈得电，继电器K由释放变为吸
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
【VIP专享】运动控制系统课程设计报告
《运动控制系统》课程设计报告 时间 2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博 __ 学号 41151093 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______
摘 要 本课程设计从直流电动机原理入手，建立V-M双闭环直流调速系统，设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构，其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电，触发器采用KJ004触发电路，系统无静差；符合电流超调量σi≤5%；空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能，且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词：双闭环；直流调速；无静差；仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words：double closed loop；DC speed control system；without the static poor；simulation
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
运动控制系统课程设计报告
《运动控制系统》课程设计报告 时间2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博__ 学号 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______
摘要 本课程设计从直流电动机原理入手，建立V-M双闭环直流调速系统，设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构，其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电，触发器采用KJ004触发电路，系统无静差；符合电流超调量σi≤5%；空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能，且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词：双闭环；直流调速；无静差；仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words：double closed loop；DC speed control system；without the static poor；simulation
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 __________________________________________________
运动控制系统试题库完整
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
运动控制系统实验指导书分解
运动控制系统 实验指导书 赵黎明、王雁编 广东海洋大学信息学院自动化系
直流调速 实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 一．实验目的 1．研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。 2．研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。 3．学习反馈控制系统的调试技术。 二．预习要求 1．了解速度调节器在比例工作与比例—积分工作时的输入—输出特性。 2．弄清不可逆单闭环直流调速系统的工作原理。 三．实验线路及原理 见图6-7。 四．实验设备及仪表 1．MCL系列教学实验台主控制屏。 2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。 3．MCL—33(A)组件或MCL—53组件。 4．MEL-11挂箱 5．MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。 6．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件）。 7．直流电动机M03。 8．双踪示波器。 五．注意事项 1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。 2．接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。 3．测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。 4．三相主电源连线时需注意，不可换错相序。 5．电源开关闭合时，过流保护发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SB1
即可正常工作。 6．系统开环连接时，不允许突加给定信号U g起动电机。 7．起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。 8．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。 9．双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。 六．实验内容 1．移相触发电路的调试（主电路未通电） （a）用示波器观察MCL—33（或MCL—53，以下同）的双脉冲观察孔，应有双脉冲，且间隔均匀，幅值相同；观察每个晶闸管的控制极、阴极电压波形，应有幅值为1V～2V 的双脉冲。 （b）触发电路输出脉冲应在30°～90°范围内可调。可通过对偏移电压调节单位器及ASR输出电压的调整实现。例如：使ASR输出为0V，调节偏移电压，实现α=90°；再保持偏移电压不变，调节ASR的限幅电位器RP1，使α=30°。 2．求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。 a．断开ASR的“3”至U ct的连接线，G（给定）直接加至U ct，且Ug调至零，直流电机励磁电源开关闭合。 b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节三相调压器的输出，使U uv、Uvw、Uwu=200V。 注：如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同。 c．调节给定电压U g，使直流电机空载转速n0=1500转/分，调节测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载的范围内测取7～8点，读取整流装置输出电压U d 3．带转速负反馈有静差工作的系统静特性 a．断开G（给定）和U ct的连接线，ASR的输出接至U ct，把ASR的“5”、“6”点短接。 b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节U uv，U vw，U wu为200伏。 c．调节给定电压U g至2V，调整转速变换器RP电位器，使被测电动机空载转速n0=1500转/分，调节ASR的调节电容以及反馈电位器RP3，使电机稳定运行。 调节测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载范围内测取7～8
运动控制系统试卷答案全样本
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;
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。（√） 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
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 （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》复习及试题
一（20分）问答题 1）请说明调速系统和随动系统的区别。你了解运动控制系统的应用吗？请简略说明。 2）现假设某公司请你设计一关节式机器人的关节驱动系统，要求能够驱动一定的负载、且精确定位、 运行平稳， 请你给出该伺服系统的设计过程。 3） 简述位置随动系统的基本组成，并说明每个基本组成的作用。 4） 简述数字式――相位控制位置随动系统、数字式――脉冲控制位置随动系统、 数字式――编码控制位置随动系统的工作原理，并比较三者之间的异同。 二（10分）在转速单闭环调速系统中，若已知电动机参数为： ，，，，整流装置内阻， 晶闸管触发整流装置的放大倍数，当时电动机工作在额定状态。现要求调速范围， 静差率，试计算闭环系统允许的稳态速降和系统的开环放大倍数，并画出系统静态结构图。 三 (12分) 已知某调速系统原理图如图1所示: (1)当移相控制电压为正时，在原理图上标注 信号的极性和 的极性。 (2)系统起动主要分几个阶段？简要说明每个阶段电流和转速反馈信号各有什么特点。 (3)某原因引起交流电网电压降低，简述系统的调节过程，并回答系统稳定后，各有什么变化？ 四 (12分)在图2中画出了双极式可逆PWM 变换器的主回路。设电动机的负载较重，回答以下问题： 1) 画出 （电枢两端电压）及 波形； 2) 计算平均电压及占空比； 3) 如何控制电动机的转速和转向？ 4) 如何防止上下两晶体管直通？ 五（10分）为什么现代交流调速系统的主流是变频调速？在变频调速系统中，为什么要进行电压频率协 调控制？通常选用哪两种压频控制方式？当频率变化时，对机械特性有什么影响（用图表示）？ 它们各适用于什么类型负载？ kw 5.2=nom P V 220=nom U A 6.15=nom I Ω ==5.1min, /r 1500a nom R n Ω=1rec R 40=S K V 15* =n U 30=D %10= s ct U i i n n U U U U ,,*,* tg gd U U ,d I n U ct i U U n ,, * AB b b b U U U U ,,,432d i d U ρ
运动控制系统考试资料
问答题部分 1、试述交流调速系统要获得工业应用的条件，为什么 条件：（1）使用高转子电阻电动机 （2）系统工作点只是沿着极限开环特性变化 原因：能够在恒转矩负载下扩大调整范围，并使电动机能够在较低转速下运行而不致过热。 2、简述交流软启动器的作用。 定义：软启动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，它的主要构成是串接于电源与被控电极之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。 作用：防止电动机启动电流过大损坏电机，或造成电网电压下降过大，使电机无法正常启动。 3、简述恒压频比控制方式。 绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压s g U E ≈，则得：1 s U f =常值 这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时s U 和g E 都比 较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压s U 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。 4、交流电机矢量控制的基本思想是什么 基本思路：将异步电动机经过坐标变换等效在直流电动机，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，再经过相应的坐标反变换，控制异步电机。（关键词：坐标变换） 5、试分析矢量控制系统与直接转矩控制系统的优缺点。 VC 系统强调c T 与r ψ的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器，实现连续调节，可以获得较宽的调速范围，但是按 定向受电动机转子参数的影响，降低了系统的鲁棒性。DTC 系统则实行e T 与r ψ的砰-砰控制，避开了旋转坐标变换，简化了控制结构，控制定子磁链而不是转子磁链，不受转子参数变化的影响，但不可避免的产生转矩脉动，低速性能较差，调速范围受到限制。 6、试分析什么是转差频率控制转差频率控制的规律是什么（P188、189） 定义：控制转差频率就代表控制转矩，这就是转差频率控制的基本概念。 控制规律：（1）在s sm w w ≤的范围内，转矩e T 基本上与s w 成正比，条件是气隙磁通不变。 （2）在不同的定子电流值时，按下图的1s s U f w I =（）函数关系控制定子电压和频率，就能 保持气隙磁通m Φ恒定。