完整版运动控制系统试卷A答案

《运动控制系统》课程试卷（A卷）答案第1篇直流调速系统（60分）一、填空题（每空1分，共23分）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。转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩生产机械常有的三种负载是恒转矩负载、恒功率负载和平方率负载。某直流调速系统电动机额定转速nN1430r/min，额定速降 nN115r/min，当要求静差率s30%时，赞成的调速范围为，若当要求静差率s20%时，则调速范围为，业如希望调速范围达到 10，所能满足的静差率是44.6%。数字测速中，T法测速合用于低速，M法测速合用于高速。生产机械对调速系统转速控制的要求有 调速、稳速和加减速 三个方面。直流电机调速的三种方法是：调压调速、串电阻调速和弱磁调速。双闭环直流调速系统的起动过程分为电流上涨阶段、恒流升速阶段和转速调理三个阶段。单闭环比率控制直流调速系统可以减少稳态速降的本质在于它的自动调理作用，在于它能跟着负载的变化而相应的改变电枢电压，以赔偿电枢回路电阻压降的变化。二、选择题（每题1分，共5分）1、双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采纳PI调理器，此中ACR所起的作用为（D）。A、实现转速无静差A、实现转速无静差B、对负载变化起抗扰作用C、输出限幅值决定电动机赞成的最大电流D、对电网电压颠簸起及时抗扰作用2、典型I型系统与典型II型系统比较，（C）。A、前者随从性能和抗扰性能均优于后者 B、前者随从性能和抗扰性能不如后者C、前者随从性能好，抗扰性能差 D、前者随从性能差，抗扰性能好3、转速单闭环调速系统对以下哪些扰动无战胜能力， （D）。A、电枢电阻 B、负载转矩 C、电网电压 D、速度反响电位器4、下述调理器能除掉被控制量稳态偏差的为（ C）。A、比率调理器日、微分调理器C、PI调理器 D、PD调理器5、双闭环调速系统，ASR、ACR采纳PI调理器，以下说法正确的选项是（C）A、电动机电枢电流最大时，转速最高 B、电动机电枢电流小于负载电流，转速最高C最高C、电动机转速最高时，电枢电流等于负载电流电流等于负载电流。D、恒流升速时，电动机电枢三、 简答题（14分）1、 转速电流双闭环调速系统应先设计哪个环？（ 1分）答：电流环（1分）2、 写出PI调理器的传达函数。（1分）答：W（s）=Kpi（tS+1）/ts（1分）3、 写出典型I型系统和典型II型系统的传达函数。（2分）答：典型I型系统：W（s）=K/s（Ts+1）典型II型系统:K（ts+1）/s2（Ts+1）（2分）4、写出电动机的传达函数。（2分）答：Id（s）/（Udo（s）-E（s））=1/R（Tls+1）;E（s）/（Id（s）-Idl（s）=R/Tms（2分）5、 在调理器的工程设计方法中，低频段大惯性环节如何进行近似办理？高频小惯性群如何进行近似办理？（2分）答：在调理器的工程设计方法中，低频段大惯性环节近似为积分环节，高频小惯性群会并为一个一阶惯性环节。（2分）TOC\o"1-5"\h\z6、 双闭环直流调速系统中，给定滤波环节的作用是什么？（ 1分）答：给定滤波环节的作用是均衡反响滤波环节的延缓作用，使两者获取适合的配合。 （1分）7、在无静差转速单闭环调速系统中，影响转速的稳态精度的主要要素是什么？ 2分）（答：给定、反响环节（2分）8、PWM可逆直流调速系统中电抗器远小于晶闸 一电动机系统中的电抗器的原由是什管么？（1分）答：电流脉动小 （1分）9、PWM可逆直流调速系统的动向性能优于晶闸管 一电动机系统的主要原由是什么？（1分）答：滞后时间常数Ts小（1分）10、双闭环调速系统，恒流升速阶段， ACR输出如何变化？（1分）答：线性增添（1分）四、 剖析计算题（12分）在转速、电流双闭环调速系统中， ASR、ACR均为PI调理器。已知参数：电动机：PN，Un=220V，IN=20A，nN=1000r/min，电枢回路总电阻Q，设Un*m=Ui*m=Ucm=10V,电枢回路最大电流Idm=50A，电力电子变换器的放大系数Ks=50。试求：电流反响系数？。（2分）转速反响系数。。（2分）当电动机在最高转速发生堵转时的 Udo、U「、Uj 、uc值。（8分）

解答：①解答：①公式正确得1分，计算正确得1分止黑=是=°-01CV/r/nin）公式正确得1分，计算正确得1分岛广侦R=50乂15=75（ ）U扫U『10VU,-旦1耳二0.2x20=4（V）TJi75（V）每计算一个量，公式正确得1分，计算正确得1分，共8分五、转速电流双闭环直流调速系统， ASR、ACR均采纳PI调理器，系统起动过程中，回答以下问题：（6分）1、 起动开始时ACR输出为何增添？一会儿为何又减小？（ 2分）答：ACR给定迅速增添，而转速增添缓慢，ACR输入偏差为正；电流迅速增大使ACR输入偏差迅速减小，在比率和积分的共同作用下，比率降落较快，而积分上涨较慢，输出减小。2、 为何速度必然产生超调？（ 2分）ASR才能退饱和，电流ASR才能退饱和，电流才能降落，转速才能停止上涨3、当速度达到最高后又开始降落，降落到给定转速的一瞬时，电动机电枢电流比负载电流大还是小？（2分）答：电动机电枢电流比负载电流小第二篇交流调速系统（40分）、填空题（共12题，每题1分，共12分）.恒压频比控制方式是指给异步电动机供电的电压和 频率之比为常数。.异步电机基于稳态模型的控制方法有调压调速和变压变频调速；基于动向数学模型的高性能控制方法有FOC和DTC。异步电动机变压变频调速控制特色曲线中，基频以下调速称为恒 转矩调速，基频以上浮速称为恒功率调速。4・控制变频器逆变部分的常有的脉冲宽度调制技术有（1）以追求电压正弦为目的

的SPWM控制技术，（2）以追求电流正弦为目的的CFPWM控制技术，（3）以追求磁链正弦为目的的SVPWM控制技术。5.转差频率控制的两个基本特色是：（1）定子电压和频率比协调控制保持空隙磁通恒定，（2）气隙磁通不变时，电磁转矩与转差频率成正比。电磁耦合是机电能量变换的必需条件，电流与磁通的成积产生转矩，转速与磁通的成积产生感觉电动势。异步电动机可以看作双输入 双输出系统。8.三相异步电动机的机械特色方程式是T 3单压2匕's 8.三相异步电动机的机械特色方程式是e(sRR')2(LL')21sr lslr差率为s差率为smRr'

J 12(Ls Lr')209.定子电流进行3s/2s变换的公式是1a,9.定子电流进行3s/2s变换的公式是2id cossinisincossin10.不一样样电动机的物理模型相互等效的原则是：在不一样样坐标系中所产生的磁势完满一致，总功率也相等。旋转坐标系下，异步电机电磁转矩方程为 TenpLm（isqirdisdirq），此中ird表示dq坐标系下转子d轴电流。异步电机无论是三相静止坐标系、两相静止坐标系，还是两相旋转坐标系下其动态数学模型必然由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程构成。二、单项选择题（在每题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。共6题，每题1分，共6分）1.异步电动机变压变频调速系统属于以下哪一各种类？（③ ）电磁功率回馈型； ②转差功率回馈型；转差功率不变型； ④转差功率耗费型以下几种变频调速方法中，哪一种方法的异步机机机械特色是一条直线？虹常数 ②J常数f1 f1

③—r常数 ④改变Usfi以下哪一种状况异步电动机定子不可以产生旋转磁场？（③）三相对称绕组，通入三相对称正弦电流；两相对称绕组，通入两相对称正弦电流；两相对称绕组，通入两相直流电流；四相对称绕组，通入四相对称正弦电流.以下各项中，哪项是三相异步电动机数学模型非线性的根源之一？（ ③）①电动机的转速<旋转磁场的转速;定子电压频率>电动机的旋转频率;定子绕组和转子绕组之间的互感是变量；转差率在0—1之间）②线性定常系统；单输入、双输出系统.三相异步电动机在三相轴系上数学模型的性质是（）②线性定常系统；单输入、双输出系统①单输入、单输出系统；③多变量、高阶、北线性、强耦合系统；.异步电动机的数学模型从三相静止坐标系变换到两相静止坐标系后，电压方程的维数有何变化？（③）②从6维降到3维;④从②从6维降到3维;④从6维降到5维③从6维降到4维；三、简答题（共3题，共10分）.简述通用型变频器的基本构成，并论述各部分的基本功能（ 4分）。答：主电路、泵升电路、控制电路和检测保护电路构成，分别完成：交直交变换、能量回馈时能量泄放和电流检测机保护作用。.简述电压正弦波脉宽调制法的基本思路（4分）。答：以频率与希望的输出电压波相同的正弦波为调制波，以频率比希望波高得多的等腰三角形波为载波，当调制波与载波订交时，由它们的交点确立逆变器开关器件的通断时辰，从而获取幅值相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列，这类调制方法是SPWM调制。.通用型变频器基速以下变频调速时为何要变压？（ 2分）答：为保持电机主磁通恒定，由于主磁通太小电机利用不充分，太大会烧坏电机。四、综合应用题（共2题，共12分。此中1题6分，2题6分）1.异步电机矢量控制变频调速的基本思想是什么？（3分）并用结构简图描述（3分）答：按转子磁链定向矢量控制的基本思想是：经过坐标变换，在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中，获取等效的直流电机模型，模拟直流电动机的控制方法控制电磁转矩和磁链，此后将转子磁链定向坐标下中的控制量反变换获取三相坐标系下的对应