电气传动自动控制系统(哈工大Eason)

1、 /16电气传动自动控制系统模拟试卷1：一、填空(共10分，每题2分)1.2.常用的可控直流电源有旋转变流机组、_晶闸管触发与整流装置的近似传递函数是.晶闸管可控整流器直流斩波器三种类型。采用比例调节器的直流调速系统，考虑相同理想空载转速的情况，闭环静差率scl与开环静差率sp的关系是scl二_一般来说，调速系统的动态指标以能为主，而随动系统的动态指标以跟随性能为主。对于典型I型系统，开环放大倍数K越大，截止频率就越高，系统响应就越快，稳定性就越差二、选择题(共10分，每题2分)晶闸管整流器的失控时间和D有关。(A)整流器内阻(B)晶闸管电流(C)输入电压幅值(D)脉波数试给出PI调节器的传递

2、函数，并绘出用运算放大器的实现电路。从频域特征上判断一个调速控制系统的性能C(A)截止频率高，响应就慢(B)高频衰减快，抗干扰能力不强(C)低频段增益高，稳态精度(D)中频段越窄，稳定性越好电压负反馈的调速系统不能抑制D扰动。(A)电网电压波动(B)调节器放大倍数变化(C)晶闸管内阻变化(D)负载波动直流双闭环调速系统中通过变化D就可以调整最大负载电流。(A)速度给定(B)电网电压(C)电流调节器限幅(D)速度调节器限幅典型I型系统可以无静差地跟踪B信号(A)斜坡信号(B)阶跃信号(C)加速度信号(D)锯齿波信号三、简答题(共40分，每题5分)1.试给出典型I型传递函数，并绘出其Bode图。曙

3、：转速in障曙的作用:转遠囚$縊毗疋連杲址的丄导调卡番它ttHitn报快地曜琦给宦电乐变化.椎衣时可娥小转違逞差*如第采用巩眄节!8“咆叮实现无静差.时负St叠化起就扰作用.GWfcfflWWa*定坯机允许的轴太电流调速系统的精度主要取决于哪些因素？的轄度主要戢挽于3.S=调速丟诒定电源酣常度2)Kttsn的粧度调节尿的结构”试绘出直流电动机的单闭环调速系统的静态结构图，结合该图说明闭环系统可以抑制哪些扰动。4.S：凭酣圧系抵町以抹制电网理儿的谁功.负找的理优.雄电沱的波功.调苗器总竝的波功.5.试绘出直流电机调压调速的机械特性和静特性。答：口.6.高频段小惯性环节如何近似处理？其近似条件是什

4、么？6.靳岛闻般基个小嵋性环节可以対%力一牛小俊性环节-石+1畑+口七+3+1常见的交流调速方法有哪些？各有何特点？7-常见的交流词趙方法肖（1）降电压1E逸：柴菱离件黔避谨：转于串电阻调速：梯統电机串緩诞i或取燃电拭冏追：鱼践対炖课迪：體険压变頑谓堆等等.朋老功車的井类卅G橫P蛟芒功率洞样型的令Mh-厲于转魁功幸不变型的脊（力演于转差及率愎送型的育C4）.试给出转速电流双闭环直流调速系统在稳态工作时的速度调节器和电流调节器输入和输出值。B善二直渣厦谴讚址在能畫匸作脚前連度詈醫和电滝*总耕辅入和箱出値分刿为：L；-C%；*“人袒/业+.乞_fA_q：u.Jj庄柱春J忙点ll牺輕z二由给定世R定

5、旳；2:ASEtJ诙汕林匸广,心岸如?1VlfeV4l紀Th门卜捽制电门G的丸-卜吐岡鬥畝茯严M和心或药必同訓职决于LA和Zir.四、论述题（共20分，每题10分）试绘出双闭环直流电机调速系统的动态结构图，并绘图说明电机的起动过程答：Z?取闭耳直諫询谨甌於的圮动过程=（0电就卜升IfrEt，ATH連吏览輯速调F/很快鬼和一一ttl靱腐转建不+1坯1讲骂強）皓還卜幵阶ttj电机应人皑沌下口恒邯遗度卅遼（3：黄矗X整阶陵】丸电肌转iSf畀期Mfr迂甘速加:，退曲靱2.一个被控对象的传递函数是仅迺+仅泸+，其中TT2，试分析要将其校正成典型I型系统，如何选择调节器的结构和参数。答：2.：.厲节g的第

6、构网谬选择为PL传遴剧&为;务！.JI中”嗥节晋的超数帥哦透黑：站H人五、计算题（共20分）某直流调速系统电动机额定转速为lOOOrpm，额定速降n=100r/min，当要求静差率10%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率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？五*（1）fjs的关馳卄官当耳九2叶0-）n_1000 x81_1000沈0”1_I11I%x（Iaij-ledxoJ-（2如果T2模拟试卷2：一、填空（共10分，每题2分）対足，丄TOC o 1-5 h z大惯性环节6+D:,其近似条件。%采用比例调节器的直流调速系统，在同样负载扰动下，闭环速度降

7、落与开环速度降落的关系是Ancl二.晶闸管-电动机反并联可逆调速系统当电机处于反向制动状态时，正组处于状态。晶闸管-电动机反并联可逆调速系统当处于正向制动状态时，位于机械特性的第象限。交流异步电动机调压调速拖动恒转矩负载，转速越低，转差功率消耗大。二选择题（共10分，每题2分）1在电压负反馈、电流正反馈调速系统中，电流环起作用。（A）调节电枢电流（B）补偿负载的扰动（C）调节电枢电压（D）调节电机速度速度电流双闭环系统在恒流升速阶段（BC）（A）电流调节器限幅（B）电流调节器未限幅（C）速度调节器限幅（D）速度调节器未限幅速度电流双闭环系统在速度调节阶段（BD）（A）电流调节器限幅（B）电流调

8、节器未限幅（C）速度调节器限幅（D）速度调节器未限幅典型II型系统可以只能有静差地跟踪ABD信号（多重选择）（A）斜坡信号（B）阶跃信号（C）加速度信号（D）常值输入信号属于转差功率消耗型的调速方法有：ACE（多重选择）（A）降压调速（B）变极调速（C）转子串电阻调速（D）同步电机调速（E）转差离合器调速（F）变压变频（G）绕线转子电机串级调速三、简答题（共40分，每题5分）1.试给出典型II系统的传递函数，并绘出其Bode图。在直流双闭环调速系统中，电流调节器各有哪些作用？在直涛裁闭环測速釆嫌中.电嬴厲节器的作用有*（1）榨为内环的厲节在外环镂速前调】中，它的ft用足帕电瓯踊橫眼稱貝给定电节

9、辭的輕岀担）变化*（2）踽电网电爪的iff訪起及时抗扰的作RhQ）在转速创东連輕中*保if联得电机允许的最大电it.从而加快功玄过程.（4）寻电桃过曇甚至站转时，限制电帳电St的1*大伦起快逮的自动保护年用一口故障悄尖”系巍立即肖功恢缸正常在PWM调速系统中的泵升电压是什么含义？如何抑制？答：杆PUN厲違矗離中的iSSU中.寺电机制功尉瞰收呆统的珀rti-F直ifi电濛由二械恃鳌流辭供宅.不能啊頂曬只徒对谶液电容允电.遗慮电蓉两准电压的升高.这凶泉升电乐通过按通鎭滅电闻可以啊耗掉詡分功綻.弋免电魯电圧的升商.4.绘出直流电机开环机械特性和闭环静特性，说明二者的关系。并解释为什么速度闭环后可以降

10、低稳态速度降落。Ik屍Rl可闭环静特性是由无性组1S的.环后*to杲负裁站加*進底速屢的降低.58度的大.谨度毋节SS的軸岀就塢Kh5.绘出带电流截止负反馈的闭环直流调速系统的稳态结构图。采用Bode图设计控制系统时，对不同的频段有何要求。S-S（l）中Riy-20dB/d的耨聲越Odd而且这一斛率規羞足骅的频带宽度.则泵址的笛定性好.（2）截住颠率或称蝉切频率）越高，剧垂址的快建性越好（3）低尊段的稱覃陡、境益高，说明系统的穗誉帝度高.（4）高頻段衰减越快.即高讖特性负分贝值越低.说明系统抗高频噪声干扰的桂力靈*.试给出积分调节器的传递函数，绘出用运算放大器的实现电路，并绘出其Bode图。I

11、高频段小惯性环节如何近似处理？其近似条件是什么？B_管髙類段翁个水債性环节可以婷效为一牛小歯住时间常數为赛个小歯性开节的时IWft的和*近似条件为=四、论述题（共20分，每题10分）1.试绘出转速电流双闭环直流调速系统的动态结构图答：2一个被控对象的传递函数是，试分析要将其校正成典型II型系统，如何选择调节器的结构和参数。答：2时于飙分慣性对唸肩去可.要務毘枕正械負星口9!柬址*灣节務的鹫樋该选择为刃传递甬数为*邑土士其中*遷节阱的参数应哦选择：n*T五、计算题(共20分)某直流调速系统电动机额定转速为lOOOrpm，额定速降n=150r/min，当要求静差率20%时，允许多大的调速范围？如果

12、要求静差率10%，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？根3的关知=孟吕.为R2.10000.2刃仃一0.2如果s=0.1,160.(1-0.1)160D.&1000X0.11000冥01卷0尹3：J果D-IO1-*模拟试卷3:H一、填空(共10分，每题2分)1.2.3.4.5.采用比例调节器的直流调速系统在同样额定速度情况下，闭环调速范围Dcl与开环调速范围Dp的关系是Dcl二晶闸管-电动机反并联可逆调速系统当处于正向制动状态时，反组处于状态。交流异步电动机调压调速拖动风机类型负载比较适宜。异步电动机在基频以下调速时，属于恒转矩调速。从结构上分，电力电子变压变频

13、器分为交-直-交和交-交变频两类。二、选择题(共10分，每题2分)在电压负反馈、电流正反馈调速系统中，系统可以抑制AF作用。(A)电网电压波动；(B)负载转矩变化；(C)励磁电流变化；(D)电枢电阻变化；(E)给定电源波动；(F)调节器漂移在直流双闭环调速系统中，速度环可以在抑制AE扰动:(A)负载变化(B)测速机干扰(C)电网电压波动(D)给定电源波动(E)速度调节器漂移(F)电机参数变化。无静差调速系统的稳态精度取决于BC。(多重选择)(A)调节器参数(B)测速机精度(C)给定电源精度(D)负载扰动直流双闭环调速系统中通过变化就可以调整最大负载电流。(A)速度给定(B)电网电压(C)电流调

14、节器限幅(D)速度调节器限幅从频域特征上判断一个调速控制系统的性能(C)(A)截止频率高，响应就慢(B)高频衰减快，抗干扰能力不强(c)低频段增益高，稳态精度(D)中频段越窄，稳定性越好三、简答题(共40分，每题5分)试画出直流调压调速系统在不同转速下的机械特性，并说明静差率与机械特性硬度的关系从MnFUS岀.机械峙性齟戒的.静花事黑示了电机的带觀監力.它降幫有关*还和空裁转連育黄相制酸址的tflMcft性.空载转速爵羞丰Jt趣小.分析说明闭环直流调速系统不能抑制哪些扰动？2靳連索統即以抑制阖环内!*向通道1的比亦但是.不能抑和痒翱给定iSifi和麼国通道的扰功.试分析电压负反馈进行速度控制的

15、基本原理。3.afTte&Sift电功机4小；可以看出*hMffi4H可以近慨认曲电柩电瓯正比于电机转連冏此.通述引入电压負可UiJEtrit度控制.分析说明闭环直流调速系统可以抑制哪些扰动？cymiii试说明M法测速的原理，并说明其适用条件。i-弱:M速的尬理+通対检测设定的厨周朝匚内的光电馆羽的McWftMi.倉计算电机的转速.60X=巫at方法适用于电机岳埴运抒的悄况.绘出基频以上恒压变频调速的机械特性，并说明其特点。8.S.交8E异如电动机基倾以上価压变蛭调速餉机械转性.谡种调連方法的特白是鑲f忖罚#调速一四、论述题（共20分，每题10分）1.试分析采用比例调节器和积分调节器的调速系统

16、在突加负载时的动态过程。2试述电压负反馈调速系统中电流正反馈和直流双闭环系统中电流负反馈的作用。在电调遠系轨中电Sft正反憧的上要作用赵对负毂扰功蛊存补偿*它舄于一种8H*控*L不是从系燃穂定性考喪.一林用矢补強方式而在点淒双1环羸垛中电就负反镇的低用M于反镇控制作用捉供电i的囲耳凹节作用.它可贞用来快連消除电网电饭的谁功刘遽復的常匣.五、计算题(共20分)已知某直流调速系统的额定转速为1400rpm，额定速度降落为100rpm。如果要求静差率siSiKD与&的戋泵卫=.当宁?1W1.1-02：1闻X如卑D=16倍一1血川-)p=c.ri模拟试卷4：一、填空(共10分，每题2分)1.2.3.4

17、.直流电机静差率定义：S=_；调速范围定义：D二晶闸管-电动机反并联可逆调速系统当处于正向制动状态时，电机处于回馈发电状态。正弦PWM控制技术有单极性控制和双极性控制两种方式。采用比例调节器的直流电机调速系统中，如果开环放大倍数为K,在相同的负载下，闭环系统的静态速降减小为开环系统速降的单极性双极性双闭环系统调速系统中，稳态时，速度调节器的输入二0，输出二如。二、选择题(共10分，每题2分)在交流异步电机中的3/2变换指的是C变换(A)三相旋转坐标系到两相静止坐标系(B)三相静止坐标系到两相旋转坐标系三相旋转坐标系到两相旋转坐标系(D)三相静止坐标系到两相静止坐标系速度电流双闭环系统稳定运行时

18、，电流调节器的输出值取决于ABD。(A)速度给定(B)负载大小(C)电流环反馈系数速度环的反馈系数(E)电流调节的限幅值(F)速度调节器的限幅值直流双闭环调速系统中，出现速度超调的原因是一C(A).电机惯性(B).电流调节器退饱和(C).速度调节器退饱和(D).速度调节器参数和结构不合适在电压负反馈调速系统中，电压环能够抑制A的变化产生的速度波动(A).电网电压(B).电机电枢电阻(C).电机磁通(D).电压反馈系数无静差调速系统的稳态精度取决于B(A).调节器参数(B).测速机精度(C).给定电源精度(D).负载扰动三、简答题(共40分，每题5分)为什么要在电压负反馈调速系统中引入电流正反馈

19、？答：在电压负反馈调速系统，如果忽略电枢电阻上的压降，就可以近似认为电枢电压正比于电机转速。但是，当电机负载增加时，调速的精度就会变差，因此，需要引入19引入与电机电流成正比的正反馈，以补偿控制电枢电阻的压降。典型I型系统和典型II型系统各有何特点？答：典型I型系统的开环传函中有一个积分环节，典型II型系统开环传函中有两个积分环节。典型I型系统可以无静差地跟踪阶跃输入信号，典型II型系统可以无静差地跟踪阶跃输入信号和斜坡输入信号。3低频大惯性环节如何近似处理？其近似条件是什么？舞：怅議大愤性环节可以匹阻虞一卜积分环弔+减近個痒恥矶耳在转速电流双闭环直流调速系统中，设计速度环时电流环如何等效？S

20、i在转建电环直说睛速霍址中.谀计違度环时电说环可以導雄虫一牛小愤性环讯试分析说明在计算机控制系统中采样频率如何选择。答：在计算机控制系统中采样频率的选择应满足香农采样定理，即采样频率应不小于信号最高频率的2倍。试说明T法测速的原理，并说明其适用条件。&善j在电机旳謁谴中+t法测A&m个嘲定的较高頻率気的脉冲.对體码枪人的际冲5号遥行计融！at方法适用于电机低速远廿河的誰逮.7.试绘出两组晶闸管可控整流装置反并联可逆线路，并说明电机可逆运行的原理。8.从能量回馈的角度分析电压源型和电流源型逆变器的区别。a.冲的方武的蔓鼻.蹩变;r分为电医稈型和电畫nat电预痔型采用电祥援冲电晰曲裁Dti电樽疾冲

21、陆鬣.四、论述题（共20分，每题10分）在转速电流双闭环直流调速系统中，电流环应该设计成什么样的典型系统？为什么？答:在转速电流双闭环直流调速系统中，电流环应该设计成典型I型系统。因为，从稳态精度来看，希望电流环对于阶跃输入信号无静差，所以采用典型I型系统就可以。从动态上看，实际系统不允许电枢电流出现太大的超调，因此对电网电压波动的抑制只是一个次要因素。主要应强调电流的跟随性能，因此应选择典型I型系统。2如果给定电压不变，调节反馈电压的分压比是否能够调速？为什么？答:如果给定电压不变，调节反馈电压的分压比能够调速。因为，反馈通道的变化闭环系统无法识别是反馈的变换还是扰动。当反馈系数变小时，闭环

22、系统的输出转速就升高；当反馈系数变大时，闭环系统的输出转速就降低。五、计算题（共20分）1.已知某机械系统采用的直流电机的额定数据如下：5.5KW,220V,28A,1100rpm，采用晶闸管-电动机系统，主回路总电阻R=1.0欧姆，电动机电动势系数Ce二0.18Vmin/r。如果要求调速范围D=10,静差率s5%，试计算满足此要求的额定速度降落最多为多少？模拟试卷5：一、填空（共10分，每题2分）异步电动机的转速表达式为：n=-；晶闸管-电动机反并联可逆调速系统当处于反向制动状态时，电机处于回馈发电状态。异步电动机在基频以上调速时，属于恒功率调速。在交-直-交变压变频器中，按照中间环节直流电

23、源性质的不同，逆变器可以分为电压_型和电流源型两类。异步电动机的交流调速一般可以分成：转差功率消耗型、转差功率不变型和转差功率馈送型三类。二、选择题（共10分，每题2分）属于功率不变型的调速方法有：BF（多重选择）（A）降压调速（B）变极调速（C）转子串电阻调速（D）同步电机调速（E）转差离合器调速（F）变压变频（G）绕线转子电机串级调速在直流双闭环调速系统中，电流环可以抑制C扰动。（A）负载变化（B）测速机干扰（C）电网电压波动（D）给定电源波动（E）速度调节器漂移（F）电机参数变化。速度电流双闭环系统稳定运行时，速度调节器的输出值取决于BC。（A）速度给定（B）负载大小（C）电流环反馈系数

24、（D）速度环的反馈系数（E）电流调节的限幅值（F）速度调节器的限幅值直流双闭环调速系统中，出现速度超调的原因是C。（A）电机惯性（B）电流调节器退饱和（C）速度调节器退饱和（D）速度调节器参数和结构不合适下述异步电动机调速系统中，属于转差功率不变型的有CEF。（A）变频调速；（B）绕线转子异步电动机串级调速；（C）降电压调速；（D）变极对数调速；（E）绕线转子异步电动机串电阻调速；（F）电磁转差离合器调速三、简答题（共40分，每题5分）1.绘出直流单闭环调速系统静特性。说明为什么速度闭环可以提高调速精度？1-直離单同坏酹然系豪静转性从静袖程相炊可务岀.当电机追度巾!环后.5燮貝農皓虬电机迪度就下:氛由于艮像的柞用趨反悔左就埔加速嚏调节显的愉出就堆加.电机SSBWHIf.ttESJS的什么是环流？有哪些类型的环流？2蓉,耳滝是不畫过电机仅奋电at之個魄戊的堪嶽环監gj诲酒和功东环擾试说明M/T法测速的原理，并说明其适用条件。IfMTiARiifTfMKTft#3#的找点，14测&叫间内的味冲敷和M内局谨耿伸的6散tifJT电也的速度谨方法适用于电机低速和高速俏常用的位置检测元件有哪些？答常用的位賈楡