运动控制系统复习题.

1、和_励磁反接可逆线路_ 电动 和制动两种状态29、逻辑无环流可逆调速系统的结构特点是在可逆系统增加 辑判断、延时电路、 联锁保护DLC,称为 无环流逻辑控制环节，包括 电平检测、_逻四局部，它的功能是根据系统运行情况实时地封锁原工作的1、 直流电动机有三种调速方案：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 R2、 当电流大到一定程度时才出现的电流负反应，叫做电流截止负反应。3、 额定励磁状态下的直流电动机电枢电流与直流电动机的电磁转矩成正 比。4、 他励直流电动机的调速方法中，调压调速是从基速额定转速往下调，在不同转速下容许的输岀恒定，所以又称为 恒转矩 调速。调磁调速是

2、从基速往上 调，励磁电流变小，也称为弱磁调速，在不同转速时容许输岀 功率相同，称为恒功率调速。5、 直流调速系统的静态性能指标主要包括静差率 和调速范围 。6、 在比例积分调节调节过程中，比例局部的作用是迅速响应控制，积分局部的作用是消除稳态误差7、 采用积分速度调节器的闭环调速系统是无8直流调速系统中常用的可控直流电源主要有旋转变流机组、静止式可控整流器和直流斩波器或脉宽调制变换器三种。9、 所谓稳态是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态。10、 在额定负载下，生产工艺要求电动机提供的和最低转速之比叫做调速范围。11、 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静差率

3、。12、 一个调速系统的调速范围，是指在最低转速时还能满足所需静差率的转速的可调范围。13、 反应控制的作用是抵抗、服从给定。14、 脉宽调制的方法是把恒定的直流电源电压调制成幅值相定、宽度可变脉冲序列，从而可以改变平 均输岀电压的大小，以调节转速。15、 调速系统的要求有 调速、稳速、加，减速。16、 直流电动机在调速过程中，假设额定转速相同，那么转速越低时，静差率越大。17、 在转速、电流双闭环直流调速系统中转速调节器的输岀作为电流调节器 的输入，再用电流调节器的输岀去控制电力 电子变换器。18、 双闭环调速系统在正常运行时，ACR调节器是不会到达饱和的。19、 反应控制系统所能抑制的知识

4、被反应环包围的前向 通道上的扰动。20、 一般来说，调速系统的的动态指标以抗扰 性能为主，而随动系统的动态性能指标那么以跟随性能为主。21、 转速、电流双闭环直流调速系统在起动过程中，转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、歪饱和 三种情况。22、 双闭环调速系统的起动过程分为三个阶段，即电流上升阶段、恒流升速介段、 转速调节阶段 。23、 双闭环系统由于起动过程中转速 调节器饱和，使电动机一直处于最大起动电流。24、 转速、电流双闭环系统在恒流升速阶段转速 调节器饱和,电流调节器不饱和。25、 在转速、电流双闭环系统中，岀现电网波动调节器其主要作用；岀现负载扰动时,转速 调节器其主要作用。26、

5、 在双闭环系统中中引入转速微分负反应抑制转速超调，显着地降低填增加或减少动态速降，提高抗扰性能。27、V-M系统的可逆线路有两种方法，即电枢反接可逆线路28、 变流装置有整流和 逆变两种状态，直流电动机有一组晶闸管脉冲，然后开放原封锁的一组晶闸管的脉冲。30、 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。31、 无环流可逆调速系统可按实现无环流的原理的不同分为逻辑无环流系统禾厂和错位控制无环流系统32、 有环流可逆调速系统中采用配合控制时可消除直流平均 环流；设置环流电抗器可抑制瞬时脉动换流。33、 在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器按典型_II型系统设计，

6、其抗干扰能力好，稳态 无 误差；电流调节器按典型I型系统设计，其抗干扰能力差，超调较小。34、 异步电动机变压变频调速系统必须具备能同时控制电压幅值和频率的交流电源。35、 电压型变频器的主电路包括整流电路、中间直流电路、逆变电路一三局部。36、 根据直流环节的储能方式分， -直-交变频器可分为电压型和电流型 。37、 对异步电动机进行调速控制时，希望电动机的主磁通保持额定值不变。磁通太弱，铁心利用不充分；磁通太强，那么铁心饱和，导致 励磁电流过大。38、 异步电动机变频调速是靠改变电动机供电频率调速，而其转差频率控制方式中控制的是_转差角频率_，故可将电动机转差角频率 与电动机 转速信号相加

7、获得定子给定频率，就可对定子频率进行控制。39、 异步电动机调速，按对转差功率处理方式的不同，交流调速系统可分为转差功率消耗型调速系统、 转差功率回馈型调速系统、转差功率不变型调速系统三类。40、 变频器的转差频率控制方式的控制思想是建立在异步电动机的稳态数学模型的根底上。41、 按照异步电动机的工作原理，电磁功率和机械功率的关系为Pmech = 1-sPm，电磁功率和转差功率的关系为Ps=sPm 。42、 异步电动机变压调速系统，当电压减小时，最大电磁转矩减小，最大电磁转矩所对应的转差率减小减小、增大、不变43、 SPW的调制方式有同步调制、异步调制、分段同步调制和混合调制。44、 SPWI

8、逆变器是利用正弦波信号与三角波信号相比拟后，而获得一系列等幅不等宽的脉冲波形。45、 矢量控制系统的根本思想是通过坐标变换得到等效的两相数学模型，然后按车定向，将交流电动机定子电流分解为 励磁分量和转矩 分量，从而可以获得和直流电动机相仿的高动态性能。-46、 异步电动机三相动态模型结构复杂，采用坐标 变换和 矩阵变换可简化动态数学模型，坐标变换的原那么是磁动势不变。47、 同步电动机的转子旋转速度就是同步转速，转差S恒等于 0。48、 同步电动机的变压变频调速系统属于转差功率不变型的调速系统。49、 就频率控制方式而言，同步电动机的变压变频调速系统可他控变频和自控变频 两大类。50、 同步电

9、动机按转子结构分为凸极式 和 隐极式。51、 在串级调速系统处于次同步回馈制动状态时，电磁功率为负值疋么转差功率为负值，机械功率为 负 值。52、 转差功率消耗型调速系统在带恒转矩负载时随着转差功率损耗的增加，系统的转速会降低。53、 现代带电流闭环的电子控制软起动器可以限制启动电流并保持恒值，直到转速升高后电流自动衰减下来。54、 串级调速系统属于转差功率馈送型调速方法。按转差功率转化形式不同，低同步串级调速系统可分为：电气串级调速系统和机械_串级55、 按实现无环流原理的不同，无环流可逆调速系统可分为两类：逻辑无环流系统和错位控制无环流系统。56、 变频调速系统在基频以下调速属于恒转矩调速

10、。57、 同步电机的转差S为零，所以其变压变频调速系统属于转差功率不变型调速系统。s E c58、 串级调速系统中逆变变压器二次侧相电压可以表示为U2t0maX巴，那么U2t与系统的最大理想空载转差率COS min及电动机 转子开路电动势有成正比的关系。59、 在机械串级调速系统中，当直流电动机的励磁电流增大时，电机转速将减小 。60、 变频调速系统在恒压频比控制时，最大转矩Temax是随着 1的降低而 减小 。61、 在三相桥式逆变器中，有1800和1200导通型换相方式，其中同一排不同桥臂的左、右两管之间互相换相称为120 导通型型逆变器；同一时刻总有2 个开关器件导通；每个开关器件一次连

11、续导通120 。62、 在V-M系统中抑制电流脉动的主要措施有:设置平波电抗器 、 增加整流电路相 。63、 电压源型变压变频器由于受桥臂开关死区的影响，当每相电流为正时，输出电压波形的负脉冲增宽，正脉冲变窄 ；相反电流为负时，输出电压波形负脉冲变窄，正脉冲变宽。64、 由于存在强迫延迟换流现象，可以把转子整流回路的工作分为两个工作状态，其换流重叠角和强迫延迟导通角p的角度范围不同，即在第一工作状态时转子整流电路处于正常的不可控整流工作状态，此时转子整流回路相当于一个不可控 整流电路；在第二工作状态时整流电路好似处于可控的整流工作状态，此时转子整流回路相当于一个可控整流电路。657在坐标变换时

12、，不同电机模型彼此在不同坐标下所产生的磁动势完全一致。66、 转差功率消耗型调速系统在带恒转矩负载时随着转差功降低。67、 生产机械要求电动机提供的最高转速nmax和最低转速nmin之比叫做调速范围，用字母D表示。68、 同步电动机变压变频调速系统中，转子的旋转速度为同步转速，所以其转差角速度S为_0一，该系统属于转差功率 不变型调速系统。69、 改变异步电机闭环调速系统的给定信号U n，可使静特性平行的上下移动。70、现代带电流闭环的电子控制软起动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。71、 在电磁转差离合器调速系统中，通过调节励磁电流 来实现转速的变化。72、 在机

13、械串级调速系统中，可以通过调节直流电来调节转速。73、在电气串级调速系统中，通过控制逆变角的大小就可以调速，当逆变角变大时，转速将增大，相反逆变角B变小时转速 降低 。74、 变频调速系统在基频以下调速属于恒转矩调速；而基频以上属于恒功率调速。75、在双馈调速系统中，当电机工作于反转倒拉制动运行时，转差率s范围是s1。76、 异步电动机串级调速时所能产生的最大转矩比正常接线时减少了7.3%。77、 串级调速系统通常有 间接启动和直接启动两种起动方式。78、 变频调速系统在恒压频比控制时，最大转矩Temax是随着 1的降低而减小。79、 如果在绕线转子异步电动机的转子回路串接一同相交流电动势，那

14、么转子转速将增加，并且电动势越大，转速越 大 。80、 变频调速系统在基频以下调速时在调节频率的同时还要调节电压 。81、 电压源型逆变器直流环节采用大电容滤波，输岀的交流电压是矩形波 。82、 在三相桥式逆变器中，有180和120导通型换相方式，其中同一桥臂上、下两管之间互相换相称为 180型逆变器; 每一时刻总有_3_个开关器件导通；为防止上、下两管同时导通，须采取先断后通原那么。83、 电压源型逆变器有 3组、6个开关组成，这台逆变器共有_8_开关状态，其中有 6_种工作开关状态，套_种零开关 状态。84、 电动机磁链的电流模型精度在高速时不如电压 模型。85、 直接转矩控制是直接在定子

15、 坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。86、 在串级调速系统处于次同步回馈制动状态时，电磁功率为负值，那么转差功率为负值，机械功率为 负值。87、变频调速系统在恒压频比控制时，最大转矩Temax是随着1的降低而减小 。88、 串级调速系统属于转差功率馈送型 调速方法。按转差功率转化形式不同，低同步串级调速系统可分为：电气串级调速系统和机械 串级调速89、 在机械串级调速系统中，可以通过调节直流电机的励磁电流来调节转速。90、 在电气串级调速系统中，通过控制逆变角的大小就可以调速，当逆变角变大时，转速将增大，相反逆变角B变小时转速降低 。91、 变频调速系统在基频以下调速属

16、于恒转矩调速；而基频以上属于恒功率调速。92、在双馈调速系统中，当电机工作于反转倒拉制动运行时，转差率s范。93、 异步电动机串级调速时所能产生的最大转矩比正常接线时减少了17.3%。94、 串级调速系统通常有直接启动和间接启动两种起动方95、 变频调速系统在恒压频比控制时，最大转矩Temax是随着 1的降低 而 减小 。96、 如果在绕线转子异步电动机的转子回路串接一同相交流电动势，那么转子转速将增大，并且电动势越大,转速越 大 。二、简答题1、何谓电流截止负反应？它主要解决什么问题？在电动机正常运行时它是否起作用？答：当电流大到一定程度时才岀现的电流负反应，叫做电流截止负反应为了解决反应闭

17、环调速系统的起动和堵转时电流过 大的问题。正常运行时应让电流自由地随着负载增减。2、在相同电压下，V-M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，负载转矩变大，那么电枢电流负载电流变大，根据其机械特性表达式c=1/nud0-ldR 可知转速降低3、为什么采用积分调节器的调速系统是无静差的？在转速单闭环系统中，当积分调节器的输入偏差为零时，输岀电压是 多少写岀表达式？答：因为积分调节器能在电压偏差为零时仍有稳定的控制电压输出。Uc - UC04、 无静差调速系统在突加负载后进入稳态时调节器的输岀Uct、变流装置的输岀Ud0和转速n是增加、减小还是不变？5、 双闭环调速系统稳态运行时

18、，两个PI调节器的输入偏差电压是多少？输岀电压是多少？答：假设都是PI调节器，那么两个调节器的输入偏差为0 ,即Uix=Ui，Un =Un；输出电压为：Uix*ld=Ui ， Uc=LWKs=Rld+Cn=RUi* / B +CeUn / a。6、简述转速调节器的作用。答1使转速n很快的跟随给定电压 Ur变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，那么可以实现无静差。2对负载变化起抗扰作用。7、双闭环调速系统中岀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&什么是调速范围？什么是静差率？它们之间有什么关系

19、？D nmax n min 静差率是负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落厶答：最高转速和最低转速之比叫做调速范围,nNn minnN与理想空载转速n0之比sn。n0调速范围、静差率和额定速降之间的关系是:nNS9、1.2.3.转速nN1 s简述光电旋转编码器 T法测速原理，给岀转速、分辨率和误差公式。计数器记录来自cpu的高频脉冲f0PIG每输出一个脉冲，中断电路自cpu发出一次中断请求Cpu响应INTa中断，从计数器中读出计数值 m2 并立即清零，重新计数60f。、亠1n鯉ZM 2分辨率 Qzm(m21)误差率max m 12100%U ct、整流装置10、在转速负反应单闭环有静差直流

20、调速系统中，突减负载后又进入稳定运行状态，那么放大器的输岀电压输岀电压Udo、电动机转速n较之负载闭环前是增加，减少还是不变，为什么？在电动机运行中，假设转速反应线突然断线，会发生什么现象？1 Uct减小。因负载减小，转速上升，反应电压增加，给定电压一定，偏差电压减小，控制电压减小，故输出电压减小。2 n不变，Ud增加。转速负反应调速系统转速仅取决于给定电压，故不变反应线未断之前，Id=In，令n=n1，当转速反应断线，ASR迅速进入饱和，Un =uf max，Ucf，Id f至Idm，TeT，nf， Id !， Ui出现，Id f至Idm，nf，Id J，此过程重复进行直到ACR饱和，nf，

21、Id J，当Id=In，系统重新进入稳态，此时的速度n2厲，电流给定为 Unmax= Idmax B电流反应信号 Un= In B，11、在转速电流双闭环直流调速系统中，ASR和ACR均采用PI调节器，电动机额定参数为 UN，I N，nN，Ra，整流装置的放大倍数Ks和内阻Rrec，电动机允许过载倍数2。设系统拖动恒转矩负载在额定情况下运行，励磁磁通突然将为原来倍，系统将如何运行？假设系统最终趋于稳定，那么稳定后系统的U i , U ct, Id, Udo和n多少?(1)励磁磁通下降为原来的 0.75. Usn12、直流可逆调速系统中静态环流有哪几种，如何抑制？ 静态环流分为两种1,直流平均环

22、流2,瞬时脉动环流。消除直流平均环流，可采用f ，为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做环流电抗器13、异步电动机变压变频调速为什么是转差功率不变型调速方法？2 3rpUs Rrsk故fN升高，在基频以上，转速升高时转矩降低，属于恒功率调速。 m异步电动机的电磁转矩为：TeP，异步电动机变压变频调速在基频以下是恒转L|s + 矩调速，在基频以上是恒功率调速。2s基频以下：T； 3rpUs1R，转差功率P=sR siTe3np 2RT； 2，带恒转矩负载时，Te=TL，Ps与转速无关为Us常数。基频以上：Te 3rp2聖 -7，转差功率 P=sR1 RrrT2 2T，带恒功率负载时

23、，Te2 f = PL2，Fs与转 3rrU；NL，s速无关为常数。14、简述SVPW技术。SVPWM勺主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模 式作适当的切换，从而形成 PW波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWI方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比拟简单，也便于微处理器的实时控制15、 在采用PI调解器的双闭环调速系统中，给定信号ur未变，增加转速反应系数，系统稳定后转速反应电压 Ur是增加、减小还是不变？试分析原因。16、 异步电

24、动机调速时为什么希望保持每极磁通量m不变？如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流， 严重时会因绕组过热而损坏电机17、V-M系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？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，电机输岀电能实现回馈制动。18、简述基于稳态模型的转速闭环转差频率控制系统的两条根本规律。(1) 在 s sm的范围内，转矩Te根本上与 s成正比，条件是气隙磁通不变。

25、(2) 在不同的定子电流值时，按上图的函数关系Us = f (1 , Is)控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通m恒定。三、判断题1、 串级调速系统的两个工作区的最大电磁转矩相同。(X)2、在异步电动机变压变频调速系统中，在工频以上的范围变频时，还应保持恒压频比控制。3、恒频变压调速的异步电动机在带恒转矩负载时不宜长期在低速下工作。4、软起动器只适用于起动过程，不能用于制动。5、串级调速系统在较高转速时，其总效率比串电阻调速的效率低。6、 电压、频率协调控制的变频调速系统，恒Eg, 1控制机械特性的线性段范围要比恒压频比控制更宽一些。7、电气串级调速系统的同步转速是可以调节的。&转子磁链的电流

26、模型适合于微机数字控制。9、恒频变压调速不适合于风机、泵类负载。10、双闭环控制串级调速系统的电流调节器在输岀电压为零时，应整定mir，目的是防止逆变颠覆。11、 SPWM逆变器的控制方式有单极式和双极式，其中采用双极式控制时在正弦波的半个周期内每相只有一个开关器件开通 和关断。12、串级调速系统随着调速范围的增大，逆变变压器的容量会增大。13、机械串级调速系统属于恒转矩调速方式。14、电压源型变频器在动态响应性能上比电流源型变频器要差。15、 转速闭环、转差频率控制的变频调速系统中，在s很小的范围内，只要保持气隙磁通m不变，那么异步电机的转矩近似的与转差频率s成正比。16、三相异步电动机转子

27、的转速越低，电机的转差率越大，转子电动势频率越高。17、恒频变压调速比拟适合于风机、泵类负载。18、采用电压源型逆变器的调速系统能实现回馈制动。19、交-交变频器特别适于低速大功率拖动。20、异步电动机基频以上的变频调速属于弱磁恒转矩调速。21、 交-交变频器也称周波变换器，其输岀频率不超过电网频率的1/2。22、异步电机的闭环变压调速系统的静特性和直流转速闭环变压调速系统的静特性不同之处在于其左右两边有极限。23、 同步电动机的功率因数不能等于1。24、在同样条件下，同步电动机的调速范围比异步电动机更宽。25、无刷直流电动机实质上是一种特定类型的的异步电动机。26、只要有新的开关切换新号到来

28、，逆变器的功率器件的开关状态就能切换。27、磁链电流法模型的精度与转速有关，也受电动机参数，特别是转子时间常数的影响。28、按转子磁场定向可以实现励磁电流分量、转矩电流分量两者解耦。29、笼型异步电动机变压变频调速时，转差功率不随转速而变化。30、直接矢量控制系统是一种磁链开环的矢量控制系统。四、计算题限幅值Uim 10V，触发整流环节的放大倍数1、在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器 ASR ACR均采用PI调节器。设系统最大给定电压 Unm 12V， 电动机 In 20A，nN 1500r/mi n，Ce 0.127V min/r，2。电枢回路电阻 R 2 ，asr输出的KS 20

29、。当系统稳定运行在 Un 4V，Il 10A时，求系统的、U i、U ct。2、某反应控制系统已校对成典型I型系统，n、，要求5%，求系统的开环增益 K计算调节器时间tS (误差带为f 5% )e( /1-2) 100%ln(1)ln20=.2+ (In1 )2. 2+ (In202又有弓4 2T 2 0.1 =调节器时间t sK13、有一个系统，其控制对象的传递函数为 Wbj(S)1Ts 15% (按线性系统考虑)。试对该系统进行动态校正，选取调节器结构，并选择参数。10，要求设计成典型I型系统，在阶跃输入下系0.01s 1统超调量k采用空进行串联校正s10因为，W(s)0.01s 1所以又因为，所以kiki4、转速负反应单闭环直流调速系统，数据为：电动机：PN，U N 220V，I N，nN晶闸管装置：采用三相桥式全控整流电路，电枢回路总电阻R1500r / min，3 ，总电感LRa 1，GD21.5N m2 ；40 ；额定转速42mH， Ks时Un 15V ；要求的稳态指标为： D 15，s 5%。问：该系统能否稳定运