运动控制系统考试题库(中南大学)

1、电力拖动自动控制系统复习题一、填空题直流调速系统用的可控直流电源有:旋转变流机组（GM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色是饱和非线性控制、准时间最优控制和转速超调。3。沟通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。变频器从构造上看,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含：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。6。异步电动灵活向数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。7.常有的调速系统中，在基速以下按恒

2、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含调速范围和静差率.9.反应控制系统的作用是：抵挡扰动，听从给定.10。VVVF控制是指逆变器输出电压和频次可变的控制11、转速、电流双闭环调速系统中间,两个调理器采纳串级联接，此中转速反应极性为负反应、电流反应极性为负反应.12、直流斩波器的几种常用的控制方法:T不变，变ton脉冲宽度调制(PWM）;ton不变,变T脉冲频率调制（PFM）；ton和T都可调，改变占空比-混淆型。13、转速、电流双闭环系统，采纳PI调理器,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.各样电力拖动自动控制系统都是经过控

3、制电动机转速来工作的。15。V-M系统中,采纳三相整流电路,为克制电流脉动，可采纳的主要举措是设置平波电抗器。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，往常采纳电流截止负反应。17、在配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流均匀环流，可用串接环流电抗器克制。18、采纳PI调理器的转速、电流双闭环系统启动时,转速调理器经历不饱和、饱和、退饱和三种状态。二、选择题1。带有比率调理器的单闭环直流调速系统，假如转速的反应值与给定值相等，则调理器的输出为(A)A、零;B、大于零的定值C、小于零的定值；D、保持原来的值不变2。无静差调速系统的PI调理器中P部份的作用是（D）A、除去稳态偏

4、差；B、不可以除去稳态偏差也不可以加快动向响应C、既除去稳态偏差又加快动向响应；D、加快动向响应3.异步电动机变压变频调速时，采纳（B）控制方式，可获取一线性机械特征。A、U1f1=常值；B、Eg/f1=常值；C、Es/f1=常值；D、Er/f1=常值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.转差频次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、电机的动向转矩；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往常采纳的控制方式是(B)APIDBPICPDPD7静差率和机械特征的硬度相关，当理想

5、空载转速一准时，特征越硬，则静差率(A）A越小B越大C不变D不确立8以下异步电动机调速方法属于转差功率耗费型的调速系统是（D)A降电压调速B串级调速C变极调速D变压变频调速9双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调理器的状态是(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止服务子程序中,工作程序正确的选项是(C)A显示故障原由并报警-剖析判断故障-封闭PWM输出-系统复位B显示故障原由并报警-封闭PWM输出剖析判断故障系统复位C封闭PWM输出剖析判断故障显示故障原由并报警系统复位D剖析判断故障

6、显示故障原由并报警封闭PWM输出-系统复位11、SPWM技术中，调制波是频次和希望波相同的（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，转速的给定值与反应值相同，此时调理器的输出（D）。A、为0B、正向渐渐增大C、负向渐渐增大D、保持恒定终值不变13、以下沟通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、在交直交变频装置中，若采纳不控整流,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、稳固性C、快速性D

7、、正确性16、常用的数字滤波方法不包含（D）。A、算术均匀值滤波B、中值滤波C、中值均匀滤波D、几何均匀值滤波17、在电机调速控制系统中，系统没法克制(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18、双闭环调速系统在稳固运行时,控制电压Uct的大小取决于（A、IdlB、nC、n和IdlD、和D、运算放大器参数变化C)。三、判断题1、反应控制系统所能克制的不过被反应环包围的前向通道上的扰动。（）2、改变电流相序能够改变三相旋转磁通势的转向。（）3、当闭环系统开环放大系数大于系统的临界放大系数时，系统将稳固.（)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.（）5、在电

8、机调速控制系统中，系统没法克制电机励磁电压变化的扰动。（）6、控制系统能够正常运行的首要条件是正确性。（)7、开环系统的静特征能够比闭环系统硬得多。(）8、微机数字调速系统中,采样频次应不小于信号最高频次的2倍.（）9、一般的间接变频器中，逆变器起调频与逆变作用.（）10、无静差调速系统中，调理器一般采纳PI调理器调理器.(）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供给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：Dnmaxnmin当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增添到额定值时所对应的转速下降nN与理想空载转速n0之比，称作静差率s，即2、简述恒压频

9、比控制方式答：绕组中的感觉电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，能够忽视定子绕组的漏磁子相电压UsEg，则得阻抗压降，而以为定Us常值f1这是恒压频比的控制方式。可是，在低频时Us和Eg都较小,定子阻抗压降所占的份量就比较明显，不再能忽视。这时，需要人为地把电压Us抬高一些，以便近似地赔偿定子压降。3、转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调理器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为何？答:当两个调理器都不饱和时，它们的输入偏差电压和输出电压都是零，转速调理器ASR的输出限幅电压定了电流给定电压的最大值；电流调理器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。Uim决4、单

10、闭环调速系统的基本特色答:（1）拥有比率放大器的单闭环调速系统是有静差的；(2）闭环系统拥有较强的抗扰乱性能反应闭环系统拥有很好的抗扰性能，关于作用在被负反应所包围的前向通道上的全部扰动都能有效地克制;（3）闭环系统对给定信号和检测装置中的扰动力所不及。5、在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度能否还受给定电源和测速发电机精度的影响？并说明原由。答：系统的精度依靠于给定和反应检测的精度。所以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，为何一定采纳可逆线路?答:当电动机需要回馈制动时，因为反电动势的极性未变，要回馈电能一定产生反向电流，而反向电

11、流是不行能通过VF流通的，这时,能够经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、解说待正组逆变和反组逆变,并说明这两种状态各出此刻何种场合下。答：正组逆变电枢端电压为负，电枢电流为正,电动机逆向运行,回馈发电，机械特征在第四象限。反组逆变电枢端电压为正,电枢电流为负,电动机正向运行，回馈发电，机械特征在第二象限。8、有静差系统与无差系统的差别.答：根本差别在于构造上（控制器中)有无积分控制作用，PI控制器可除去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,却不可以除去静差，故称有静差系统。9、简述泵升电压产生的

12、原由及其克制举措。答：泵升电压产生的原由:采纳二极管整流获取直流电源时，电体制动时不可以回馈电能，只能对滤波电容充电，使电容两头电压高升，产生泵升电压。泵升电压迫制举措：电容器汲取动能;镇流电阻耗费动能；并接逆变器.10、什么叫环流？并说明有环流可逆系统的合用处合。答：只限于两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流.合用于中小容量系统，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，出现电网电压颠簸与负载扰动时，哪个调理器起主要调理作用？答：电网电压颠簸时,ACR起主要调理作用;负载扰动时，ASR起主要抗扰调理作用。五、计算题1、某直流调速系统的电动机额定转速为nN=1430r/mi

13、n，额定速降nN=115r/min很多大的调速范围?假如要求静差率s20，试求最低运行速度及调速范围。，当要求静差率s30时,允解:要求s30%时，调速范围为若要求s20%时，最低空载转速为最低运行转速为调速范围为2、某一调速系统,测得的最高转速特征为nOmax=1500r/min,最低转速特征为nOmin=150r/min，带额定负载时的速度下降nN=15r/min，且在不一样转速下额定速降nN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：3。在转速、电流双闭环系统中，两个调理器ASR、ACRUnom=220V，Inom=20A,nno

14、m=1000r/min，电枢回路总电阻Idm=40A，电力电子变换器的放大系数Ks=40.试求：（1）电流反应系数和转速反应系数；（2）当电动机在最高转速发生堵转时的Ud0、Ui、Uc值。解：（1)=Uim*/Idm=8/40=0.2均采纳PI调理器.已知参数：电动机R=1.5，设Unm*=Uim*=Ucm=8V:Pnom=3.7kW，,电枢回路最大电流=Unm*/nnom=8/1000=0。008(2）Ud0=IdmR=401。5=60VUi=Uim=8V（极性相反）Uc=Ud0/Ks=60/40=1。5A4.已知某调速系统电动机数据为：PN=18KW,UN=220V，IN=94A,nN=1

15、000r/min，Ra=0.15整流装置内阻Rrec=0。3触发整流环节的放大倍数Ks=40.最大给定电压Unm=15V,当主电路电流达到最大值时，整定电流反馈电压Uim=10V计算：（1)转速反应系数。（2)调理器放大系数Kp。5、以下图的系统,要求5%，试设计调理器。解:依据题意，该系统能够校订为典型型系统，也能够校订为典型型系统后加给定滤波器。校订成典型型系统时，若取h=5，则T1=0.1，hT1=50.01=0。05，T1hT2。所以能够把大惯性环节1/(0。1s+1）近似办理为积分环节1/(0.1s），故系统控制对象的传达函数为采纳PI调理器校订,则开环传达函数为按Mpmin准则故调

16、理器参数这时超调量=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=0.05，超调量=2.8%5，知足要求.最后还要校验一下近似条件能否知足、即，知足近似条件。填空题1常用的可控直流电源有旋转沟通机组、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含调速范围和静差率。3反应控制系统的作用是：抵挡扰动，听从给定。4当电流连续时，改变控制角，VM系统能够获取一组平行的机械特征曲线。5常有的调速系统中，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自动控制系统的动向性能指标包含对给定输入信号的跟从性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标。7电

17、力牵引设施上最初进的可控直流电源是直流斩波器或脉宽调制变换器。8SPWM控制技术包含单极性控制和双极性控制两种方式。9常有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.10VVVF控制是指逆变器输出电压和频次可变的控制.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电流截止负反应的作用是限流.13负反应的作用是抵制扰动。14静态环流能够分为直流均匀环流和刹时脉动换流。15自动控制系统的动向性能指标包含对给定输入信号的跟从性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标.16PWM变换器能够经过调理电力电子开关来调理输出电压。17SPWM控制技术包

18、含单极性控制和双极性控制两种方式。18PWM逆变器依据电源种类不一样能够分为电压型和频次型。19VVVF控制是指逆变器输出电压和频次可变的控制.20转速单闭环直流控制系统能够经过引入电流环环控制以提升系统动向性能。21转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调理器ASR将经历不饱和、饱和、退饱和三种状况。22沟通调速的基本种类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含调速范围和静差率.24无静差直流调速系统的实质是调理器包含比率积分环节。25比率积分控制综合了比率控制和积分控制两种规律的长处，比率部分能快速响应控制作用。26转速电流双闭环调速系统在启动过程中，

19、转速调理器ASR将经历不饱和、饱和、退饱和三种状况。27常有的调速系统中,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电流调理器能够对电网电压的颠簸起实时抗扰的作用。沟通1带二极管整流器的SPWM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，而负载为恒转矩负载，则（B)A0S1，输出功率低于输入功率BS0，输出功率高于输入功率C0S1,输出功率高于输入功率DS0,输出功率低于输入功率3一般串

20、级调速系统中,逆变角，则（C)。A转速上涨,功率因数下降B转速下降，功率因数上涨C转速上涨，功率因数上涨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，而负载为恒转矩负载，则(C）nn1,输出功率低于输入功率Bnn1，输出功率高于输入功率Cnn1,输出功率高于输入功率Dnn1，输出功率低于输入功率(注：n为电动机实质转速，n1为电动机同步转速）5与矢量控制对比,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控制构造简单6异步电动机VVVF调速系统的机械特征最好的是（C）A恒U11控制B恒Eg1控制C

21、恒Er1控制D恒I11控制7异步电动机VVVF调速系统中低频电压赔偿的目的是（A）A赔偿定子电阻压降B赔偿定子电阻和漏抗压降C赔偿转子电阻压降D赔偿转子电阻和漏抗压降8异步电动机VVVF调速系统的机械特征最好的是（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、以下图为异步电动机矢量控制原理构造图,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)？给定信号*mi*i*iAiimiA等效直流电i*B电流控制iB控制器Ai*BCiD动机模型i*C变频器iCit+i*t异步电动机1反应信号解：A矢量旋转逆变

22、换VR1,B二相静止坐标变为三相静止坐标变换三相静止坐标系变为二相静止坐标变换D矢量旋转变换VR,将二相静止坐标下的相互垂直的沟通信号变换成二相旋转的相互垂直的直流信号。等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效2、以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)？iAisismrLmiBTrp1ABistTLiCisLmTenpnpLrJp解：A三相静止坐标系变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相互垂直的沟通信号变换成二相旋转的相互垂直的直流信号。其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动

23、势等效。五简述题以下图为调速范围D3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次序和停机时的分闸次序，并说明原由.（15分）间接起动操作次序1.先合上装置电源总开关2。而后挨次接通接触器S，使逆变器在min低等候工作。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，而后断开K1,切断起动电阻，今后电动机就能够串级调速方式持续加快到所需的转速运行。泊车操作次序1.因为串级调速没有制动能力,应先将转速降至nmin,再合上K1，而后断开K2,使电动机转

24、子回路与串级调速装置离开;2.最后断开K0，以防备当K0断开时在转子侧感生断闸高电压而破坏整流器与逆变器.直流2已知控制对象开环传达函数G(s)K2,T2T1，试加入串连调理器Wc(s)将其校订为开环典型I型系统，1)(T2s(T1s1)Wc(s)G(s)Wob(s)KWc(s)K21)s(Ts(T1s1)(T2s1)并求调理器构造和参数(15分）Wc(s)K(T1s1)(T2s1)s1s(Ts1)K2KpisT2T1s1T2s1,T2Wob(s)1K2Kpis(T1s1)KTK2KpiK2Kpi1TT12T2Kpi2T1K22T1K2所以，调理器的构造为PI调理器，参数如上式.1以以下图，转

25、速、电流双闭环调速系统中，ASR、ACR均采纳PI调理器。已知参数：电动机:PN3.7KW，UN220V，IN20A，nN1000r/min，电枢回路总电阻R1.5,设Unm*Uim*10V,电枢回路最大电流为Idm30A，电力电子变换器的放大系数Ks40。试求：（1）电流反应系数和转速反应系数；（5分)（2）突增负载后又进入稳固运行状态，则ACR的输出电压Uc、变流装置输出电压Ud，电动机转速n，较之负载变化前是增添、减少，还是不变？为何?（5分）（3）假如速度给定Un*不变时，要改变系统的转速,可调理什么参数？(5分）（4）若要改变系统起动电流应调理什么参数？此时，设Un*为正电压信号，在

26、右图ASR中应调理中哪个电位器？(5分）（5）当电动机在最高转速发生堵转时的Ud,Ui*,Ui,Uc值；（10分)Un*Unm*10nnm0.01V/rpm解：（1）1000Uim*100.33V/AIdm30评分标准：各2.5分，公式对数值结果错扣1分，量纲错扣0。5分,公式错不给分。（2）TLCenILRCeUn*IdLRIdLUcKsKsUdKsUcUn*c,nc（3）因为Un*Unn,nUn*,所以调理能够改变转速n。（4）因为Ui*UiId，起动时转速调理器ASR饱和，输出限幅值Uim*Idm，所以改变ASR限幅值能够改变起动电流Idm，Un*为正时,起动时ASR输出为负,所以应调理RP5来改变起动电流。不可以改变电流反应系数，因为它还影响电流环的动特征。(5)Un*UnnUn*10V,Un0V,