最新电力拖动自动控制系统第3版复习要点
电力拖动自动控制知识点整理
1、电力拖动实现了电能与机械能之间的能量转变。
2、电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是什么？ 通过控制电动机电压、电流、频率等输入量，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，是各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。
3、运动控制系统及其组成 运动控制系统由电动机及负载、功率放大与变换装置、控制器及相应传感器构成4、控制器分模拟控制器和数字控制器两类，现在更多采用全数字控制器5、信号转换电压匹配、极性转换、脉冲整形等6、交流调速系统和直流调速系统的区别。
直流电动机的数学模型简单，转矩易于控制。
交流电动机具有结构简单等诸多优点，但动态数学模型具有非线性多变量强耦合的性质。
7、同步电动机的转速和电源频率严格保持同步8、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。
9、几种典型的生产机械负载转矩特性。
恒转矩负载特性：恒功率负载特性：风机、泵类负载特性：10、调速系统是电力拖动控制系统中最基本的系统 11、调节直流电动机转速的方法（1）调节电枢供电电压； （2）减弱励磁磁通； （3）改变电枢回路电阻。
自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。
13、 晶闸管整流器-电动机调速系统（V-M 系统）原理图VT 是晶闸管整流器，通过调节触发装置GT 的控制电压Uc 来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压Ud ，事先平滑调速。
14、V-M 系统有点门极电流可以直接用电子控制；有快速的控制作用；效率高15、 触发装置GT 的作用 把控制电压Uc 转换成触发脉冲的触发延迟角α，用以控制整流电压，达到变压调速的目的。
16、带负载单相全控桥式整流电路的输出电压和电流波形 由于电压波形的脉动，造成了电流波形的脉动。
17、V —M 系统主电路如何出现电流连续和断续两种情况。
当V-M 系统主电路有足够大的电感量，而且电动机负载电流也足够大时，整流电流有连续脉动波形。
电力拖动自动控制系统(第三版)_陈伯时_习题答案(全部)之欧阳家百创编
第一章：闭环控制的直流调速系统00000欧阳家百（2021.03.07）1-1 为什么PWM-电动机系统比晶闸管-电动机系统能够获得更好的动态性能？答：PWM系统与V-M系统相比，在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路简单，需用的功率器件少；（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电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，可达1：10000左右；（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）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；1-2 试分析有制动通路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个VT是如何工作的。
答：如图P13，1-17，制动状态时，先减小控制电压，使U g1的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d 降低。
但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成E ＞U d ，很快使电流i d 反向，VD 2截止，在t on ≤t ＜T 时，U g2变正，于是VT 2导通，反向电流沿回路3流通，产生能耗制动作用。
在T≤t ＜T+t on (即下一周期的0≤t ＜T on )时，VT 2关断，-i d 沿回路4经VD 1续流，向电源回馈制动，与此同时，VD 1两端压降钳住VT 1使它不能导通。
在制动状态中，VT 2和VD 1轮流导通，而VT 1始终是关断的。
有一种特殊状态，即轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT 1关断后i d 经VD 2续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD 2两端电压也降为零，VT 2便提前导通了，使电流反向，产生局部时间的制动作用。
1-3 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系?为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”?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：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Δn N 与理想空载转速n 0之比，称作静差率s ，即0n n s N∆=。
电力拖动自动控制系统第三版ppt第九章课件
环
Ψ m
节
ir
cosL sins 磁链
coss 运算
Ψ
环节
m
iA,B,C uA,B,C
SPWM ir*
AFR
iA,B,C
ir FG
T
BQ
转子位置检测 处理单元
FGT
ir
图9-21 绕组励磁三相同步电动机交-直-交变频电压源型双PWM矢量控制系统的基 本组成框图
同步电动机矢量控制系统的结构形式 多种多样，但其基本原理和控制方法和异 步电动机矢量控制系统相似。但是其坐标
2/3 式（10-25）
iA*
iB* iB*
图9-24 电流指令运算器的内部结构图
2024年8月5日9时14分
9.6正弦波永磁同步电动机变压变频调速系统
正弦波永磁同步电动机，通常称作永磁 同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM），其定子绕组一般为三相短 距分布绕组，其气隙磁场和定子分布绕组决 定了定子绕组感应电动势为正弦波形，所用 的供电电源为PWM变压变频电源。
再通过二相→三相（2/3）变换得
到定子三相电流设定值 iA 、iB 、iC
，即为：
1
0
iiAB
iC
2
1
3 2
1
3 2 3
2 2
1
2 1 2
iissαβ
1
i0
2
（9-24）
2024年8月5日9时14分
励磁电流设定值 ir 计算如下：
ir
i 2
rM
i 2
rT
（9-25）
2024年8月5日9时14分
凸装式永磁同步电动机结构简单、制 造方便、转动惯量小，易于将气隙磁场设 计成近似正弦分布，在工业上得到广泛应 用。凸装式转子永磁体得几种几何形状如 图9-25所示。
电力拖动自动控制知识点
第1章 闭环控制的直流调速系统1、常用的可控直流电源有以下三种⏹ 旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。
⏹ 静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。
⏹ 直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。
2、由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机M 供电，调节G 的励磁电流 i f 即可改变其输出电压 U ，从而调节电动机的转速 n 。
这样的调速系统简称G-M 系统，国际上通称Ward-Leonard 系统。
3、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），4、采用简单的单管控制时，称作直流斩波器，后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路，脉宽调制变换器（PWM-Pulse Width Modulation ）。
PWM 系统的优点（1）主电路线路简单，需用的功率器件少；（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电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，可达1:10000左右；（4）若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；（5）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；（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。
5、晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数在动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。
传递函数近似成一阶惯性环节。
6、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。
7、PWM 控制与变换器的数学模型 PWM 控制与变换器（简称PWM 装置）也可以看成是一个滞后环节，其传递函数可以写成 K s — PWM 装置的放大系数； T s — PWM 装置的延迟时间， T s ≤ T 08、当开关频率为10kHz 时，T = 0.1ms ，在一般的电力拖动自动控制系统中，时间常数这么小的滞后环节可以近似看成是一个一阶惯性环节，因此, 与晶闸管装置传递函数完全一致 9、调速系统的转速控制要求（1）调速——在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（有级）或 平滑地（无级）调节转速；（2）稳速——以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量；（3）加、减速——频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起，制动尽量平稳。
电力拖动自动控制系统第三版课件第三章
，要求D=20，s≤5%。开环调速系统能否满
足要求？
解：已知系统当电流连续时
Ce UN Ra IdN nN 0.199 0.2V min/ r
nN
INR Ce
305 0.18 0.2
274.5r
/
min
开环系统机械特性连续段在额定转速时的静
差率为
sN
nN nN nN
274.5 100% 21.54% 1000 274.5
2021年2月26日9时45分
1)由式(3-16)得出满足要求的稳态速降
ncl
nN s Dcl (1
s)
1750 0.05 10 (1 0.05)
r
/
min
9.2r
/
min
2)根据要求的静态速降，确定系统的开环放大倍数K。
因为 所以
ncl
IdN R Ce (1 K )
K IdN R 1 Ce ncl
nmin n0min nN （3-5）
2021年2月26日9时45分
考虑到式（3-4），式（3-5）可以写成
nmin
nN s
nN
nN (1 s
s)
（3-6）
调速范围则为
D nmax nN nmin nmin
（3-7）
将式（3-6）带入式（3-7），得
D nN s nN (1 s)
式中 nN 为额定转速。
其中，
Ce
UdN IdN R nN
220 226 0.1 V min 1750
r
0.11V min
r
所以
K 226 0.1 1 22.3 0.11 9.2
2021年2月26日9时45分
电力拖动自动控制系统考试复习资料
1、 直流电动机的稳态转速可以表示为：n=U-IR/K e Φ2、 调节电动机转速的方法：三种（1）调节电枢供电电压U ；（2）减弱励磁磁通Φ；（3）改变电枢回路电阻R 。
三种方法的优缺点：对于要求在一定范围内无极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，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
因此，自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。
3、调速范围和静差率，这两个指标合称调速系统的稳态性能指标。
（1）调速范围：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 之比叫做调速范围，用字母D 表示，即：D=n max /n min 。
n max 和n min 一般都指电动机在额定负载时的最高转速和最低转速，对于少数负载很轻的机械，例如精密磨床，也可用实际负载时的最高转速和最低转速。
（2）静差率：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∆n N 与理想空载转速n 0之比，称为系统的静差率s,即：s=∆n N / n 0或用百分数表示s=∆n N / n 0×100%。
4、例题2-1：某直流调速系统电动机额定转速n N =1430r/min ，额定速降∆n N =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 ≤20%，则调速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？解：D=n N s/∆n N （1-s ）=)3.01(1153.01430-⨯⨯≈5.3 若要求s ≤20%，则允许的调速范围只有：D=n N s/∆n N （1-s ）=)2.01(1152.01430-⨯⨯≈3.1 若调速范围达到10，则静差率只能是s=D ∆n N /n N + D ∆n N =11510143011510⨯+⨯≈44.6%5、反馈控制的基本作用：根据自动控制原理，将系统的被调节量作为反馈量引入系统，与给定量进行比较，用比较后的偏差值对系统进行控制，可以有效地抑制甚至消除扰动造成的影响，而维持被调节量很少变化或者不变，这就是反馈控制的基本作用。
电力拖动自动控制系统重点---本人亲手总结-适合自动化专业
电力拖动自动控制系统 【陈伯时、阮毅编著】 自动化三班 XXX ● 静特性的含义闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）间的稳态关系. 他在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大不同。
静特性方程式转速负反馈● 转速负反馈闭环调速系统的稳态结构图（a ）闭环调速系统（b ）只考虑给定作用时的闭环系统（c ）只考虑扰动作用时的闭环系统．开环系统机械特性与闭环系统静特性的比较 （p29—30) 开环机械特性为比例控制闭环系统的静特性为比较后不难得出：（1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多**(1/)(1)(1)p s n d p s nde p s e e e K K U I RK K U RI n C K K C C K C K α-==-+++clcl e de ns p n n K C RI K C U K K n ∆-=+-+=0*)1()1(Kn n op cl +∆=∆1(2)闭环系统的静差率要比开环系统小得多 当 时, （3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围（4）把以上三点概括起来，可得下述结论:比较控制的直流调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此，需设置电压放大器和转速检测装置。
5．反馈控制规律(转速反馈闭环调速系统的三个基本特性）。
（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电流截止负反馈● 电流截止负反馈环节的特点图2—39 电流截止负反馈环节的输入输出特性当输入信号I d R c —U com 〉0时，输出U i=I d R c-U com ，当I d R c —U com ≤ 0时，输出U i=0。
● 带电流截止负反馈的闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性 ●图2-40 带电流截止负反馈的闭环直流调速系统稳态结构框图 静特性：Ks s op cl +=1opcl D K D )1(+=clop n n 00=当I d ≤I dcr 时，电流负反馈被截止,静特性与只有转速负反馈调速系统的静特性相同，当I d 〉I dcr 后，引入了电流负反馈，静特性变成图2-41 带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的静特性CA 段 ： 电流负反馈被截止 AB 段 ：电流负反馈起作用双闭环直流调速系统1 双闭环直流调速系统 PI 调节器在稳态时的特征: l ）饱和——输出达到限幅值 2）不饱和--输出未达到限幅值 2．双闭环直流调速系统的静特性图3—4 双闭环直流调速系统的静特性AB 段是两个调节器都不饱和时的静特性，Id 〈Idm ， n =n 0。
电力拖动自动控制系统复习题及答案
一、基础题1、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
2、带比例放大器的反馈控制闭环调速系统是有静差的调速系统，采用比例积分（PI）调节器的闭环调速系统是无静差的调速系统。
3、实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大，特别是为了避免零点飘移而采用准IP调节器。
4、对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能，主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能。
5、调速系统的动态指标以抗扰性能为主，而随动系统的动态指标则以动态跟随性能为主。
6、超调量的表达式为：δ＝(Cmax－C∞)/C∞×100％。
7、在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于恒转矩调速性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，属于恒功率调速。
8、当电动机由三相平衡正弦电压供电时，磁链幅值一定时，u S的大小与电压角频率δ1 成正比，其方向则与磁链矢量正交。
9、调速系统的动态性能就是抵抗扰动的能力。
10、抗扰性能是反馈控制系统最突出的特征之一。
11、转速反馈闭环调速系统的精度信赖于给定和反馈检测精度。
12、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。
13、在起动过程中转速调节器ASR经历了快速进入饱和、饱和、退饱和、三种情况。
14、自动控制系统的动态性能指标包括：跟随性能指标和扰动性能指标。
15、动态降落的表达式为：(△Cmax/Cb) ×100％。
16、基频以上变频调速属于恒功率调速。
17、异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
18、两种最基本的直流调速方式为：调压调速方式和弱磁调速方式。
19、在典型II型系统性能指标和参数的关系分析中，引入了h，h 是斜率为–20dB/dec的中频段的宽度，称作中频宽。
20、Ws*＋W =W1* 是转差频率控制系统突出的特点或优点。
21、异步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。
22、转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，转速调节器是饱和的，电流调节器是不饱和的。
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】方法：1）调节电枢供电电压U；公式：n=U U−U U UU UΦ2）减弱励磁磁通Φ；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L=0.693U2U UUUU三相半波L=1.46U2U UUUU单相桥式L=2.87U2U UUUU（4）失控时间的选择【p15】【选择题】★★★★（5）PWM调速系统的优越性表现【p16】【简答题】○主电路简单，需要的电力电子器件少；○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；○低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；○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；○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；○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】○ U UUU 、U UUU ——额定负载时的最高和最低转速 => D =U UUUU UUU○ s =?U UU 0UUU最低速 => 空载转速○ D =U U U?U U (1−U )例： D=1430∗0.3115∗(1−0.3)=5.3★★★★（9）开环系统与闭环系统比较（4点结论）【P29-30】【简答题】○ 闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多。
电力拖动自动控制系统——运动控制系统 复习指导必考
电力拖动自动控制系统——运动控制系统1、电力拖动实现了电能与机械能之间的能量转换，电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是通过控制电动机电压、电流、频率等输入量，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量。
P12、运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成。
P13、运动控制系统的任务就是控制电动机的转速和转角，对于直线电动机来说是控制速度和位移。
要控制转速和转角，唯一的途径是控制电动机的电磁转矩T e，转矩控制是运动控制的根本问题。
P54、有三种调节电机转速的方法：1）调节电枢供电电压U；2）减弱励磁磁通Φ；3）改变电枢回路电阻R。
P76、在动态过程中，晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。
P147、一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足系统所需的静差率的转速可调范围。
P238、调速范围和静差率是一对互相制约的性能指标，如果既要提高调速范围，又要降低静差率，唯一的办法是减少负载所引起的转速降落Δn N。
P259、反馈控制规律：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的反馈检测精度。
P3110、反馈控制系统对它们都有抑制作用，但是有一种扰动除外，如果在反馈通道上的测速反馈系数α受到某种影响而发生变化，它非但不会能够得到反馈控制系统的抑制，反而会造成被调量的误差。
P3111、信号的离散化是微机数字控制系统的第一个特点。
信号的数字化是微机数字系统的第二个特点。
P4112、M法和T法测速特点与适用范围。
M法测速是在一定时间内测取旋转编码器输出的脉冲个数来计算转速；M法测速适用与高速段。
T法测试是测出旋转编码器两个编码器输出脉冲之间的间隔时间来计算转速；T法测速适用与低速段。
M/T法测速无论是在高速还是在低速都有较强的分辨能力。
P43-4513、从闭环结构上看，电流环在里面，称为内环；转速环在外边，称作外环。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
复习提示： 1.在使用本复习题（要点）之前，务必要将教材的相关章节至少通读2遍以上，以免造成知识不系统、不连贯。切记！切记！ 2.本复习题（要点）覆盖了《运动控制系统》考试所要求的所有知识点，要求理解加记忆，但这绝不是考试原题。切记！ 3.有些是书中例题和课后习题。
第1章 闭环控制的直流调速系统 1 直流电机主要有哪几种基本调速方法?通过性能比较，你认为哪一种方法最好？ 答：直流电动机稳态表达式
eKIRUn
式中:n—转速（r/min）,U—电枢电压（V）,I—电枢电流（A）,R—电枢回路总电阻（Ω）,—励磁磁通（Wb）,eK—电动势常数。 直流电机主要有三种基本调速方法：调节电枢供电电压 U，减弱励磁磁通 ，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，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。
2 常用的可控直流电源主要有哪些？ 答：常用的可控直流电源有以下三种： （1）旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。 （2）静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。 （3）直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。
3．静差率s与空载转速n0的关系如何? 答：静差率s与空载转速n0成反比，n0下降，s上升。所以检验静差率时应以最低速时的静
差率 minonns为准。 5转速控制的要求是什么？ 答：1）调速-在一定的最高转速和最低转速的范围内，分档的或平滑的调节转速。 2）稳速-以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种可能的干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量。 3）加、减速-频繁起、制动的设备要求尽量快的加、减速以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起、制动尽量平稳。
6 解释反馈控制规律？ 答（1）被调量有静差 （2）抵抗扰动与服从给定 （3）系统精度依赖于给定和反馈检测精度
7 闭环空载转速cln0比开环空载转速opn0小多少? 答： cln0是opn0的1/（1+K）。
8 试说明转速负反馈调速系统工作原理。 答：转速负反馈直流调速系统由转速给定、转速调节器ASR、触发器GT、晶闸管变流器VT、测速发电机TG等组成； 当电动机负载TL增加时，电枢电流Id也增加，电枢回路压降增加，电动机转速下降，则转速反馈电压nU也相应下降，而转速给定电压*nU不变，nnnUUU*增加。转速调节器ASR输出cU增加，使控制角 减小，晶闸管整流装置输出电压dU增加，于是电动机转速便相应自动回升，其调节过程可简述为：
上述过程循环往复，直至0U为止。 9下图带转速负反馈的闭环直流调速系统原理图，各部件的名称和作用。
0)(UnUUUUnRRIITdcfndddL
答： 1）比较器： 给定值与测速发电机的负反馈电压比较，得到转速偏差电压nU。 2）比例放大器A：将转速偏差电压nU放大，产生电力电子变换器UPE所需的控制电压cU。 3）电力电子变换器UPE：将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压dU。 4）M电机：驱动电机。 5）TG发电机：测速发电机检测驱动电机的转速。 6）电位器：将测速发电机输出电压降压，以适应给定电压幅值*nU。
10 说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因，改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速?为什么?
答：负反馈单闭环调速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的变化。 稳态转速为：
clcledenSPnnKCRIKCUKKn0*)1()1(
从上式可可得：改变给定电压能改变稳态转速；调整转速反馈系数，则espCKKK也要改变，因此也能改变稳态转速。 11闭环系统静特性的定义？与开环系统比较有何特点？ 答（1）定义：表示闭环系统电动机转速与负载电流的稳态关系。
)1()1(*KCRIKCUKKnedenSP （2）特点： 1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬的多， 2）如果比较同一N0的开环和闭环系统，则闭环系统的静差率要小的多。 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。
12 闭环控制系统具有良好的抗扰能力和控制精度的原因？ 答：闭环控制系统是建立在负反馈基础上，按偏差进行控制。当系统中由于某种原因使被控量偏离希望值而出规偏差时，必定产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控制量与希望值趋于一致，所以闭环控制系统具有良好的抗扰动能力和控制精度。
13反馈控制系统为什么极性不能接错？ 答：控制系统一般都是负反馈系统。如果错接成正反馈系统，对调速系统造成超速“飞车”或振荡等故障，后果非常严重。
14 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。
15比例积分(PI)调节器的特点 ？ 答： PI调节器的输出电压Uc由两部分组成。第一部分KPUi是比例部分，第二部分dtU
Ti
l
1
是积分部分。当t=0突加Ui瞬间，电容C相当于短路，反馈回路只有电阻Rf，此时相当于P调节器，输出电压ipoUKU，随着电容C被充电开始积分，输出电压Uc线性增加，只要输入Ui继续存在，Uc一直增加饱和值（或限幅值）为止。 16 PID控制各环节的作用是什么? 答：PID控制器各环节的作用是： (l) 比例环节P：成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦出现，控制器立即产生控制作用，以便减少偏差，保证系统的快速性。 (2) 积分环节I：主要用于消除静差，提高系统的控制精度和无差度。 (3) 微分环节D：反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号变得过大之前，在系统中引入一个早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
17下图为带电流截止负反馈的闭环调速系统稳态结构图，说明电流截止负反馈的工作原理，及这种调速系统的静特性特点？
答：当 Id ≤ Idcr 时，电流负反馈被截止，静特性和只有转速负反馈调速系统的静特性式相同，现重写于下)1()1(*KCRIKCUKKnedenSP 当 Id Idcr时，引入了电流负反馈，静特性变成 )1()()1()(*KCIRKKRKCUUKKnedsspecomnsp
特点： （1）电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻sspRKK，因而稳态速降极大，特性急剧下垂。 （2）比较电压 comU与给定电压*nU 的作用一致，好象把理想空载转速提高到
)1()('*0KCUUKKnecomnsp
（1-1） 为什么 PWM—电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：PWM—电动机系统在很多方面有较大的优越性： （1） 主电路线路简单，需用的功率器件少。 （2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电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，可达 1：10000 左右。 （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） 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。 （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。
（1-2） 试分析有制动通路的不可逆 PWM 变换器进行制动时，两个 VT 是如何工作的? 答：在制动状态中， di为负值，VT2 就发挥作用了。这种情况发生在电动运行过程中需要降速的时候。这时，先减小控制电压，使1gU的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压dU降低。但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成dUE，很快使电流di反向，VD2截止，在Ttton,2gU变正，于是VT2导通，反向电流沿回路3 流通，产生能耗制动作用。在 ontTtT时，VT2关断，di-沿回路 4 经VD1续流，向电源回馈制动，与此同时，VD1两端压降钳住VT1使它不能导通。在制动状态中，VT2
和VT1轮流导通，而VT1始终是关断的。
在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT1关断后di经VD2续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD2两端电压也降为零， 便提前导通了，使电流反向，产生局部时间的制动作用。
（1-3） 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？ 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
minmaxn
nD其中，maxn和minn一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负载
很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。 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，与理
想空载转速之比，称作静差率s，即0nnsN或用百分比表示 %1000nnsN 在直流电动机变压调速系统中，一般以电动机的额定转速作为最高转速N n 则NNNnnnnnsmin0
∴snsnsnnNNN)1(min )1(minmaxsnsnnnDNN