江南大学运动控制系统复习提纲版本

1、运动控制系统复习提纲课程学习还没有结束， 老师也没有透露任何考试的消息， 本复习提纲是本人根据以前考 试的内容整理。考研的同学都在努力复习，其他同学也在复习Dota和CF,希望此提纲可以帮助大家顺利通过期末考试。 也预祝大家一个月后考试顺利， 半年后毕业顺利， 毕业后早日 结婚，结婚后早生贵子。本次运动控制复习，需掌握 20个概念， 20 条理论， 4 类题型。以往的考试题型是 20 分名词解释， 10分填空， 20 分选择， 20 分简答， 30分计算。但今年的考试题型到目前为止 还没定，沈老师和潘老师也没有透露。20 个概念和 20 条理论本人要敲出来的话太费时间，只给出概念，具体内容大家

2、自己去书上找。4个题型我给出具体例题和详细答案，请务必看懂（看不懂的，强行记住。PS:记住计算步骤，不要记数字）20 个概念:1.运动控制2.调速3.稳速4.加速、减速5.调速范围6.静差率7.闭环调速系统的静特性8.离散化、数字化9.上升时间10.超调量11.环流12.直流平均环流13.交直交变频器14.直接变频器15.SPWM 波的特点16.电压源变频器17.电流源变频器18.120°导通型19.180°导通型20.VC系统20 条理论:1. 直流电动机调速方法与特点2. 常用可控直流电源（三种）3. V-M 系统的原理及优缺点4. 调速系统的控制要求5. 闭环系统静特

3、性与开环机械特性相比的优越性6. 反馈控制规律7. 单闭环直流调速系统的动态分析8. 积分控制规律9. 比例积分的控制规律10. 双闭环调速系统的静特性及稳态参数计算11. 双闭环直流调速系统起动过程的三个阶段及过程中ACR和ASR的状态分析12. 双闭环直流调速系统起动过程的三个特点分析13. 可逆V-M系统环流问题(包括环流的定义，产生的原因及抑制措施)14. SPWM控制技术的分类(单级与双极控制的定义)15. 变频调速系统中的脉宽调制技术(PWM、SPWM)16. SVPWM控制技术17. 转差频率控制规律18. 异步电机动态数学模型及性质19. 不同电动机模型等效的原则及2/3、32

4、变换20. 矢量控制的原理，直接转矩控制的原理4类题型：4类题型的分布很简单：第一章：闭环调速系统动态与稳态参数的计算 第二章：ACR和ASR的相关计算典I型系统和典II型系统的校正第六章：2/3、32变换往年的考试有3个计算，第一章和第六章的必考，第二章的两种题型分别在期末考试 卷和补考卷中出现，所以无论想参加期末考试还是想参加补考的，都需要将4种题型全部掌握。第一类题型：闭环调速系统动态与稳态参数的计算课本例题 1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6，特别注意 1-3 和 1-6课后习题请注意1-1、1-4、1-8、1-9、1-10、1-14、1-17，在此给出这几个题的答案1-

5、1为什么PWM 电动机系统比晶闸管 一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 -4 械 调速系統.测得的址高转速特怦为力曲二I冈山山血*就

6、低转速持忡対 = l50r min .带粒宦负嶽时的速度降=15r 'miiu B在不同转速下離定速降E “亍试问条统港嘘达到的凋速范围利等大?系筑允许的靜驚罕是多少?解痰统陡弗达到的训速范压为%150-15系统允许的邮差率$=xlOOo上兰一K100%-10°JDAiik1500 + 11x1518 转速单闭坏调速系统有那些特点？改变给定电爪能否改变电动机的转速？为什么？ 如采给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果 测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种十扰的能力？答：（1）转速单闭坏调速系统有以卜三个基本恃征 只用比例放大器的反馈控制系

7、统，其被被调嚴仍是有静差的. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。扰动性能是反馈控制系统故突出的特 征之一。 系统的粘度依赖于给定和反馈检测的粘度。（2）改变给定电压会改变电动机的转速，冈为反馈控制系统完全服从给定作用。（3）如果给运电斥不变.调廿测速反馈电圧的分压比或测速发电机的励磁发牛了变化. 它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误葢。反馈控制系统所能抑制的只足 被反馈环包围的前向通道上的扰动。19在转速负反馈调速系统中，当电网电斥、负载;转矩、电动机励磁电流、电机电阴、测 速发电机励磁各呈发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各呈仃无训if能力？为 什么？答：当电

8、网电斥发生变化时，系统对英仃调节能力。因为电网电床是系统的给定反馈捽制系 统完全服从给定。负载转炉、电动机励磁电流、电机电阻变化时系统农Jt仃调节能力。因为他们的变化星 终会影响到转速，都会被测速装西检测出来。再通过反蚀控制作用，减小它们对稳态转速的測速发电机励磁各量发生变化时，它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大彼调量 的误燥。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包I科的前向通道上的扰动。110有 VM调速系统。电动机参数为：Pn二2.2好匚二220几 乙二12,4, g= 1500厂/mill,电枢电阻仏= 1.20，整流装誉内触发格流环节的放人倍数=35。耍求系统满足调速范K D -2

9、0.静茶 flOS：（1）计篦开环系统的静态速降Ap和调速嘤求所允许的闭坏静态速降E（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构tgffle（3）调整该系统参数，使当r； =15r时，Id = INn二n-则转速负反馈系数。应该是多少？（4）计算放大器所需的放大借数.G = 'If = 220-12、1.2 = °367卩 min r解:（1）先计算电动机的电动势系数nN1500则丿坏糸数额赵迷降为t 1VR 12.5x（1.2+1.5）,-An =一=246.9r / min09 C0. 1367额定负载时的稳态速降应为、nNs 一 1500x0. 1。“

10、 丿An. = <= 8.33r/nmiD l-s) 20x( 1-0. 1)(2)系统的静态结构柜图如卜所示转速负反馈系统的原理图(3) 当匕157时，4 = n=ns ,则转速负反馈系数&应该是U；U：1511“n 1500= 0.01(4) 闭坏系统的廿环放大系数应为246.98.33-1 = 2&64运算放人器所需的放人倍数28,640.01x35/0.1367= 11.191-14有一个 VM 系統，已知：电动机：Py =UN = 22OK, /V=15,6J,n5 =1500r；iniiu =1 5Of整流装置内阻山=4 他发整流环节的放人借数 K严3仏(1)

11、 系统开环丄作时，试计算调速范围D=30时的静雄率$伯。(2) 当D=麹，沪11)%,讣算系统允许的諾态速降。<3) 如组成转速负反馈冇静差调速農统.要求D 30, .s = 10°o,在U： -10F吋.4 = 7vr n=nN,计算转速负反愦系数和放大器放大系数X”解：<1)系统开环匸作时,1500C = 5 -皿=mi'C = (M310Mill r则开环系数额定速降为M.15J鸣£皿皿0, 131130 八97 5x00%= -xl00% = 85.6%+ PAnv】500 + 30x 297.51500x0,1C2)当D=30, s=lO%t系

12、统允许的稳态速降=-_ = 5.56r / iiin D< 1-s)30x( 1-0. 1)(s)2 ui - ior 时 T I屮n-ny .则转速负反馈系敖m应该是&KJC. 0.007x35心311二3山6-三上一竺一 0伽rt1 ?00闭环系统的开环放丸条数应为77气-一1 = ?215.56述算放人器所需的胶人借数52.51第二类题型：ACR和ASR的相关计算课后习题2-7、2-82-7在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR、ACR均采用 PI调节器。已知参数：电动机：Pn 3.7KW ;U n 220V , n” 1000r/mi n 电枢回路总电阻 R=1.

13、5 ，设 U ；m U： U 8V，电枢回路最大电流I dm 40A，电力电子变换器的放大系数Ks40。试求:(1) 电流反馈系数和转速反馈系数(2)当电动机在最高转速发生堵转时的Udo、Ui、Ui、Uc值。解：(1)电流反馈系数UimI dm8400.2V/A转速反馈系数U nm0.008V1000mi n/r(2) UiI dm0.240 8VUiUim8V(负反馈)由于堵转电流UdoUcCe n IdR IdmR 40 1.5 仏 60 1.5VKs4060V2-8在转速、电流比闭环调速系统中，调节器ASR,ACR均采用PI调节器。当 ASR输出达到U鳥 8V时,主电路电流达到最大电流8

14、0A。当负载电流由40A增加到70A时，试问：(1) U i*应如何变化？(2) Uc应如何变化？(3) Uc值由哪些条件决定？解：(1) Ui应增加。因为当负载电流由 40A增加到70A时Uj增加，Ui是确定的。iI dm800.1V/A*UiId 0.1404V*UiId 0.1707VI d由40A增加到70A时，U i由4V增加到7V(2) Uc略有增加。因为Uc KsCen Rid ； Id的增加使Udo增加，使得Uc增加(3) Uc 由 n和 Id 决定。Uc Ud0/KsCenRidKs第三类题型：典I型系统和典II型系统的校正课后习题2-11、2-12、2-132-11有一个系

15、统,其控制对象的传递函数为入下系统超调量5% (按线性系统考虑)解：校正成典型I型系统，调节器传递函数为Krs 1。试对该系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。KWpi(s)-校正后系统的开环传递函数为：Wj10,要设计一个无静差系统，在阶跃输0.01s 1W(s) Wpi(sWj(s)KKs( s 1)取 K KiK15%查表得：KT0.5; K竺500.010.01s KiK 50一 一 5K11050W(s)s(0.01s 1)2-12有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为 Wobj(s)K1 s(Ts10典型型系统，在阶跃输入下系统超调量30% (按线性系统考虑)解:30%选

16、用PI型调节器WpiKpi( 1S 1)系统开环传函为WpiWobjKpi(1S 1)10s(0.02s1)h=7hT0.020.14K2h2T21)要求校正为s(0.02s1)，要求校。决定调节器结构，并选择其参数。2 49 0.022204.1K 10KL；Kpi K11/102.862-13调节对象的传递函数为18Wobj(s)(0.25s 1)(0.005s 1)，要求用调节器分别将其校正为典型型和型系统，求调节器的结构与参数。解：校正成典型 型系统选择PI调节器:Wpi (s)Kpi( 1s °校正后的开环传递函数为:1sW(s) Wpi(s)W°bj(s)Kpi (1s 1)181s(0.25s 1)(0.005s 1)0.25 KKpi 18/W(s)s(0.005s 1)100s(0.005s 1)4.3%KT0.5K=100ts 6T10.03Kpi(2)校正成典K 110018 18型系统，选择竺