运动控制300道题

..一选择题〔单项选择题〕1、下述调节器能消除被控量稳态误差的为〔C〕。A比例调节器B微分调节器CPI调节器DPD调节器2、双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采用PI调节器，期中ACR所起的作用为〔D〕。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允许的最大电流D对电网电压波动起及时抗扰作用3、采用PI调节器的转速、电流双闭环调速系统，假设要改变电动机的转速，应调节〔B〕。A调节器放大系数B给定电压C负载D以上说法都不对4、某闭环调速系统的调速围是1500～150r/min，要求系统的静差率，那么系统允许的静态速降是〔A〕。A3.06r/minB4r/minC4.13r/minD以上结果都不对5、在可逆运行系统当中，抑制瞬时脉动环流措施为〔A〕。A采用均衡电抗器B采用平波电抗器C采用α=β配合控制D以上说法都不对6、适用于高速段数字测速的方法为〔A〕。 AM法 BT法 CM/T法 DF法7、在桥式可逆直流脉宽调速系统当中，镇流电阻的作用是〔C〕。A限流B分压C抑制泵升电压D以上说法都不对8、在伯德图上，截止频率越高，那么系统的〔B〕。A稳定性越好B快速性越好C稳态精度越高D以上说法都不对11、不属于抑制电流脉动的措施的是〔D〕。A增加整流电路相数B采用多重化技术C设置平波电抗器D以上说法都不对12、输入为零时输出也为零的调节器是〔A〕。 AP调节器BI调节器CPI调节器DPID调节器13、在同样的负载扰动下，闭环系统的转速降落与开环下的之比为〔D〕。A1B0C1+K〔K为开环放大倍数〕D1/〔1+K〕〔K为开环放大倍数〕14、简单不可逆PWM变换器-直流电动机系统原理图如下，其输出平均电压等于〔C〕。ABCD15、采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于〔A〕。 A无静差调速系统 B有静差调速系统C双闭环调速系统D交流调速系统16、双闭环调速系统，ASR、ACR采用PI调节器，以下说确的是〔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电动机转速最高时，电枢电流等于负载电流D恒流升速时，电动机电枢电流等于负载电流17、典型Ⅰ型系统与典型Ⅱ型系统相比〔C〕。A前者跟随性能和抗扰性能均优于后者B前者跟随性能和抗扰性能均不如后者C前者跟随性能好，抗扰性能差D前者跟随性能差，抗扰性能好18、α＝β配合控制有环流可逆调速系统的主回路采用反并联接线，除平波电抗器外，还需要〔C〕个环流电抗器。A2B3C4D121、在单闭环反响控制系统中，不能抑制的干扰是〔B〕。A放大器输出电压漂移B测速反响系数变化C电动机励磁变化D主电路电阻增大22、在调速系统中为了获得挖土机特性，可以引入〔D〕。A电压负反响

B电压微分负反响C电流正反响D电流截止负反响23、适用于低速段数字测速的方法为〔B〕。 AM法 BT法 CM/T法 DF法24、在无静差调速系统中的PI调节器中，P局部的作用是〔B〕。A消除稳态误差B加快动态响应C既加快动态响应又消除稳态误差D没有作用25、无静差单闭环调速系统，稳态时，转速的给定值与反响值一样，此时调节器的输出〔A〕。A为0B正向逐渐增大C负向逐渐增大D保持恒定终值不变26、双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct的大小取决于〔C〕。AIdlBnCn和IdlDα和β27、转速、电流双闭环无静差直流调速系统在起动过程中的转速调节阶段，两个调节器的工作状态为〔A〕。AASR、ACR均不饱和BASR、ACR均饱和CASR饱和，ACR不饱和DASR不饱和，ACR饱和28、关于双极式控制的桥式可逆PWM变换器的说法错误的选项是〔B〕。A电流一定连续B电动机不能实现四象限运行C电动机停顿时有微振电流，能消除静摩擦死区D低速平稳性好，系统的调速围大29．三相异步电动机由转向改变可通过下面什么方法获得〔D〕。A降低电压B定子串电阻C转子串电阻D改变相序30、交流电动机带恒转矩负载作调压调速时，其转差功率与转差率〔A〕。A、成正比B．成反比C．相等D．没有关系31、下面_______D___不是直流电动机的调速方法。A.调节电枢供电电压；B.调节励磁磁通；C.改变电枢回路电阻；D.调节频率。32．在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器采用PI调节器时，转速给定信号未改变，假设增大转速反响系数，系统稳定后转速反响电压Un是___C____。A.增加；B.减少；C.不变；D.任意。33．双闭环直流调速系统的设计原那么是____A_____。先环后外环；B.先外环后环；C.环外环一起设计；D.以上说法都不对。34．直流电动机电枢的电流由B决定。A.电枢电压；B.负载大小；C.电枢电阻；D.以上都不对35．对于直流电机的控制系统中，典型Ⅱ型系统是一个________A_。三阶系统，加速度输入下是有差的；B.三阶系统，阶跃输入下是有差的；C.二阶系统，阶跃输入下是无差的；D.二阶系统，加速度输入下是无差的。36．在数字测速方法中，通常_____A________。M法用于高速段，T法用于低速段；B.M法用于低速段，T法用于高速段；C.M法和T法都用于高速段；D.M法和T法都用于低速段。37．电流截止负反响环节的作用，是为了解决反响闭环调速系统起动和堵转时___B_____的问题。A.电压过大；B.电流过大；C.电压过小；D.电流过小。38．当给定电压不变时，静差率和理想空载转速___B_______。A.成正比；B.成反比；C.成三次方关系；D.无关。41.在DC电动机系统中，平波电抗器的电感量一般按_______D___时保证电流连续的条件来选择。A.高速轻载；B.低速重载；C.高速重载；D.低速轻载。42．PI控制的无静差调速系统，稳态运行时，现负载转矩突减至，不变，动态过程完毕后，DC电动机的转速____A______。A.等于；B.小于等于；C.大于；D.小于。43.下面的说法中，不正确的选项是___D______。只用比例放大器的反响控制系统，其被调量仍是有静差的；反响控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定；系统的精度依赖于给定和反响检测的精度；D.以上说法都不对。44．双闭环直流调速系统的_____A___。A电流环是环，转速环是外环；B.电流环是外环，转速环是环；C.电流环和转速环都可以作为外环；D.电流环和转速环都可以作为环。45．对于直流电动机的控制系统，电流环采用的典型Ⅰ型系统是一个_____C____。一阶系统，加速度输入下是无差的；B.一阶系统，阶跃输入下是无差的；C.二阶系统，阶跃输入下是无差的；D.二阶系统，加速度输入下是无差的。46.下面_____D_____不是双闭环直流调速系统的起动过程的特点。A.饱和非线性控制；B.转速超调；C.准时间最优控制；D.转速非超调。48．在交直交变压变频器中，按照中间直流环节直流电源性质的不同，逆变器可分成两类，直流环节采用大电容滤波的是____A_____逆变器。A.电压源型；B.电流源型；C.电阻型；D.以上都不对。49.想使电磁转矩与成线性关系，那么需要保持___A_______恒定。A.气隙磁通；B.转子磁通；C.定子磁通；D.漏磁通。50．在转速负反响调速系统中，对______A_____的变化而引起的转速变化无调节能力。A.测速发电机励磁；B.电网电压；C.负载转矩；D.电枢电阻。51.直流电机的调速的G-M系统可用于象限运行。A.单象限；B.二象限；C.三象限；D.四象限。52．对于转速无差调速系统，ASR必须选C调节器A.P或I；B.PD或I；C.PI或I或PID；D.以上都不对。53.两组晶闸管装置反并联供电可实现D象限运行A.单象限；B.二象限；C.三象限；D.四象限。54.当异步电动机等效电路的参数不变时，在一样的转速下，电磁转矩与定子电压的平方成___A___。A.正比；B.反比；C.没关系；D.以上说法都不对55.异步电动机变频调速运行，基频以下属于______B____调速。A.恒功率；B.恒转矩；C.恒磁通；D.以上都不对。56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A的矩形波。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58．转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是B A．PID B．PI C．P D．PD59．静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，那么静差率A A．越小 B．越大 C．不变 D．不确定61．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是B A．比例控制 B．积分控制 C．微分控制 D．比例微分控制62．控制系统能够正常运行的首要条件是B。 A．抗扰性 B．稳定性 C．快速性 D．准确性63．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,那么系统的稳定精度D A．越高 B．越低 C．不变 D．不确定64．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是A A．ACRB．AVRC．ASRD．ATR65．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括DA．转速调节阶段B．电流上升阶段C．恒流升速阶段D．电流下降阶段66．由全控整流电路组成的系统，可以实现_____D_____运行。A.单象限；B.二象限；C.三象限；D.四象限。67．以下不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是DA．饱和非线性控制B．转速超调C．准时间最优控制 D．饱和线性控制70．在微机数字控制系统的中断效劳子程序中中断级别最高的是AA．故障保护B．PWM生成C．电流调节D．转速调节71．比例微分的英文缩写是B A．PI B．PD C．VR D．PID72．调速系统的静差率指标应以何时所能到达的数值为准C A．平均速度 B．最高速C．最低速 D．任意速度74．采用旋转编码器的数字测速方法不包括D A．M法 B．T法 C．M/T法 D．F法75．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是C A．ACRB．AVRC．ASR D．ATR77．以下不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是B A．高阶B．线性 C．非线性 D．强耦合79．异步电动机数学模型的组成不包括D A．电压方程 B．磁链方程 C．转矩方程 D．外部扰动80.直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，AAACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动BACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动CACR放大转矩波动，ASR抑制电压波动DACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动81桥式可逆PWM变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压等于B。ABCD82系统的静态速降△ned一定时，静差率S越小，那么A。A调速围D越小B额定转速越大C调速围D越大D额定转速越大83当理想空载转速n0一样时，闭环系统的静差率与开环下的之比为D。A1B0〔K为开环放大倍数〕C1+KD1/〔1+K〕84转速—电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后，发现原定正向与机械要求的正方向相反，需改变电机运行方向。此时不应C。A调换磁场接线B调换电枢接线C同时调换磁埸和电枢接线D同时调换磁埸和测速发电机接线88.α＝β配合控制有环流可逆调速系统的主回路中D.A既有直流环流又有脉动环流B有直流环流但无脉动环流C既无直流环流又无脉动环流D无直流环流但有脉动环流89.转速PID调节器的双闭环系统与转速PI调节器的双闭环系统相比，CA抗负载干扰能力弱B动态速降增大C恢复时间延长D抗电网电压扰动能力增强90.以下电动机哪个环节是比例惯性环节ABCD91．针对三相异步电动机变频调速，下面说确的是CA属于恒转矩调速B属于恒功率调速C频率低时需电压补偿D转速正比于频率92.对于调速系统，最重要的动态性能是〔C〕性能。A．稳定B．快速C．抗扰D．跟踪93既没有直流平均环流，又没有瞬时脉动环流B。A．采用α≥β配合控制的可逆系统B．逻辑控制无环流可逆系统C．两组晶闸管反并联的可逆V-M系统D．采用α=β配合控制的可逆系统94双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采用PI调节器，其中ACR所起的作用为D实现转速无静差B、对负载变化起抗扰作用输出限幅值决定电动机允许的最大电流D、对电网电压波动起及时抗扰作用95下述调节器能消除被控量稳态误差的为C比例调节器B、微分调节器、c、PI调节器D、PD调节器96、异步电动机变压变频调速系统属于如下哪种类型？CA、电磁功率回馈型B、转差功率回馈型C、转差功率不变型D、转差功率消耗型97、三相异步电动机在三相轴系上数学模型的性质是CA、单输入、单输出系统；B、线性定常系统C、多变量、高阶、非线性、强耦合系统；D、单输入、双输出系统98．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低，那么系统的动态性能B A．越好 B．越差 C．不变 D．不确定99．在交-直-交变频装置中，假设采用不控整流，那么PWM逆变器的作用是C。A调压B调频C调压调频D调频与逆变二、填空题1.PWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。2．反响控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。3.静态环流可以分为直流平均环流和瞬时脉动环流。4.PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和电流型。5．直流电动机电枢的电流由负载决定。6.转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历快速进入饱和、饱和、退饱和三种情况7．无静差直流调速系统的实质是调节器包含积分环节。8．调速系统的稳态性能指标包括调速围和静差率。9．电流截止负反响环节的作用，是为了解决反响闭环调速系统起动和堵转时__电流过大______的问题。10．直流电机的调速的G-M系统可用于四象限运行。12、P、PI、PID、PD调节器的中文全称为：比例，比例积分，比例积分微分，比例微分。13．对于转速阶跃响应无静差的双环调速系统，ASR和ACR中的ASR必须选P、PI、PID三类调节器中的PI或PID调节器,调节系统为Ⅱ型系统。14．调节直流电动机的转速的方法有：调节电枢电压；调节电枢回路电阻；减弱励磁磁通。15．直流电机的调速的G-M，V-M，PWM系统中文全名是：旋转变流机组电动机调速系统；静止式晶闸管整流器；脉冲宽度调制。17．SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。18..通常电机的数字测速方法有三种，分别是M法、T法和M/T法。19.调速系统转速控制的三个根本要调速、稳速和加减速。20．V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电抗器.21．在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用电流截止负反响。22．在无静差的直流调速系统中，I局部的作用是__消除稳态误差____。23．在α=β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是瞬时脉动环流，可用串接环流电抗器抑制。24．调速系统的稳态性能指标有调速围、静差率。25．某直流调速系统电动机的额定转速为nN=1430r/min，额定速降为115r/min，要求静差率s≤30%，那么系统允许的最大调速围为。26．转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串联联接，其中转速反响极性为负、电流反响极性为负。27．转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，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。28．以下图为单闭环转速控制系统。(1)图中V是晶闸管整流器；(2)图中Ld是平波电抗器，它的作用是抑制电流脉动和保证最小续流电流；(3)图中采用的是PI即比例积分调节器，它的主要作用是保证动静态性能满足系统要求；(4)此系统主电路由三相交流电供电；(5)此系统具有转速〔速度〕负反响环节；(6)改变转速，应调节___RP1__电位器；(7)整定额定转速1500转/分，对应8V，应调节_RP2_电位器；(8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。29.异步电动机的转差功率是电磁功率与总机械功率之间的差值。30一个调速系统的调速围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调围。31系统的精度依赖于给定和反响检测的精度。32.为防止起动时产生电流冲击，在单闭环调速系统中须加电流截止负反响环节33.在转速、电流双闭环系统中，通过调节速度调节器的限幅值可限制最大电流。34.转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，两个调节器的关系为ASR饱和〔饱和限幅输出〕，ACR不饱和。35采用工程设计方法设计调节器时，如果系统主要要求有良好的抗扰性能，可按典型Ⅱ型系统设计。36当脉宽调速系统减速时，电能通过PWM变换器回送给直流侧，而使电源电压升高。37.在两组晶闸管反并联的可逆调速系统中，反转用正组晶闸管实现回馈制动的。38、交流异步电动机调压调速工作时，其最大转矩随电机电压的降低而降低。39、恒压频比控制方式是指给异步电动机供电的电压和之频率比为常数。40、异步电动机变压变频调速控制特性曲线中，基频以下调速称为恒转矩调速，基频以上调速称为恒功率调速。42、转速、电流双闭环直流调速系统中，对负载变化起抗扰作用的是转速调节器。43、对于调速系统，最主要的抗扰性能是抗负载扰动和抗电网电压的性能。44、在调速系统中常用的抗扰性能指标为动态降落和恢复时间。46．比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点，比例局部能迅速响应控制作用，积分局部能最终消除静差。47、运动控制系统的组成包括电动机，功率放大逾变换装置，控制器，相应的传感器等。48、在直流电机调压调速系统中，电动机的最高转速为，调速围D、静差率S和额定速降之间所应满足的关系是

。49、闭环系统可以获得比开环系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定

静差率的要求下，能够提高调速围，为此所付出的代价是，须增设转速检测

装置和电压放大器。50比例积分控制

综合了比例控制和积分控制两种规律的优点。比例局部能迅速响应，积分局部那么最终消除稳态误差

。51、平波电抗器的电感量一般按低速轻载保证电流连续的条件来选择。52、转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是ASR。53、双闭环直流调速系统的起动过程包括电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段三个阶段。54、双闭环直流调速系统启动过程的三个特点为饱和非线性控制、转速超调、准时间最优控制。55、异步电机转速的表达式为，其常见的三种调速方法为改变频率、变极对数、改变转差率。56、在调速系统中，常见的几种典型的生产机械的负载转矩特性为恒转矩负载，恒功率负载，风机、泵类负载。57、当理想空载转速一样时，闭环系统的静差率与开环下的之比为。58、数字测速方法的精度指标有分辨率，测速误差率等。59、在调速系统中，常用的跟随性能指标为上升时间，超调量，峰值时间，调节时间。60.在电机的三种数字测速方法中，M法适用于高速段，T法适用于低速段。61系统的精度依赖于给定与反响检测的精度。62、在两组晶闸管反并联的可逆调速系统中，反转用正组晶闸管实现回馈制动的。63、在异步电动机的6种调速技术中，属于转差功率消耗型的有定子降电压调速，绕线转子电动机转子串电阻调速，转差离合器调速。64、基频以下调速经常采用的控制方式有4种，分别为恒气隙磁通、恒定子磁通、恒压频比、恒转子磁通控制65.转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是PI控制。66．反响控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。67.转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是ACR。68.比例微分的英文缩写是PD。70.直流调速系统常用的可控直流电源有_旋转变流机组________，__静止式可控整流器_______，____脉宽调制_____；72.电动机额定负载运行时，生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做___调速围______；73.采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管间流通的短路电流，称作__环流；75.用独立的变压变频装置给同步电动机供电的调速系统称作__自控变频调速系统_______。76．直流电动机调节转速的方法有：调节电枢供电电压；改变电枢回路电阻；减弱励磁磁通，一般采用调节电枢供电电压方法来调速。79自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标80、PWM变换器可以通过调节驱动脉冲宽度来调节输出电压。81、转速单闭环直流控制系统可以通过引入电流环控制以提高系统动态性能。82、当电流连续时，改变控制角，V—M系统可以得到一组平行的机械特性曲线。83、脉宽调速系统中，开关频率越高，电流脉动越小，转速波动越小，动态开关损耗越大。84典型I型系统的超调量比典型II型系统小，抗扰动性能比典型II型系统差。86.为了防止或减轻电流脉动的影响，需采用抑制电流脉动的措施，主要有增加整流电路相数，采用多重化技术，设置平波电抗器。87.恒转矩负载特性包括位能性和对抗性两种88.直流PWM调速系统的机械特性定义中，所谓的稳态是指电动机的平均电磁转矩和负载转矩相平衡的状态，机械特性是平均转速与平均转矩〔电流〕的关系89.调速围是指生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比。90.当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速之比，称为静差率。91.闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流(或转矩)间的稳态关系。92.闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多。93.比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状，而积分调节的器的输出那么包含了输入偏差量的全部历史。94.在数字测速方法的精度指标中，分辨率是用来衡量测速方法对被测转速变化的分辨能力。95.在工程设计方法中，ACR一般选用PI调节器，电流环按典型Ⅰ型系统设计。96.在双闭环系统中，由电网电压波动引起的转速变化会比单闭环小得多。97.改变直流电动机的旋转方向的方法是改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向。98．根据转差功率是否增大，能量是被消耗掉还是得到利用，从这点出发，异步电动机调速系统可分为转差功率消耗型调速系统，转差功率馈送型调速系统和转差功率不变型调速系统。99.在异步电动机调压调速系统中，带恒转矩负载的降压调速就是靠增大转差功率、减小输出功率来换取转速的降低。100.双闭环直流调速系统中，给定电压不变，增加转速负反响系数，系统稳定后，实际转速减小。四简答题1.在转速负反响单闭环有静差调速系统中，当以下参数变化时系统是否有调节作用？为什么？放大器的放大系数；供电电网电压；电枢电阻；〔4〕转速反响系数答：在转速负反响单闭环有静差调速系统中，当以下参数变化时系统有调节作用(1)放大器的放大系数；(2)供电电网电压；(3)电枢电阻；但当〔4〕转速反响系数变化时，系统没有调节作用。因为，反响控制系统具有良好的抗扰性能，它能有效地抑制一切被负反响环所包围的前向通道上的扰动作用，但如果在反响通道上的测速反响系数受到某种影响而发生变化，它非但不能得到反响控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。2.什么是无静差调速系统？采用P调节器能否实现无静差调速？为什么？答：〔1〕采用积分调节器，当转速在稳态时到达与给定转速一致，系统仍有控制信号，保持系统稳定运行，实现无静差调速。这样的调速系统即为无静差调速系统。〔2〕采用比例〔P〕放大器控制的直流调速系统，可使系统稳定，并有一定的稳定裕度，同时还能满足一定的稳态精度指标。但是，在采用比例调节器控制的自动系统中，输入偏差是维系系统运行的根底，必然要产生静差，是有静差的调速系统。〔3〕比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状；而积分调节器的输出那么包含了输入偏差量的全部历史。3请分别简述比例、积分控制的特点。在调速系统中为什么常采用比例积分(PI)调节器控制？答：〔1〕比例控制利用放大装置直接把偏差放大，只取决于偏差的当前状态，属于有静差调速，其优点是能够迅速地对控制给出反响。〔2〕积分控制通过对偏差的积分，输出包含了偏差的全部历史，可以实现无静差调速，但快速性不够。〔3〕一般的调速系统要求以动态稳定和稳态精度为主，对快速性的要求可以差一些，所以主要采用PI调节器。4、在调速系统中：〔1〕对调速系统转速控制有哪些要求？什么是调速系统的调速围和静差率？〔2〕转速反响闭环调速系统是一种根本的反响控制系统，它有哪些根本特征？答：1.答：调速系统转速控制的要求有〔1〕a调速b稳速c加、减速〔4〕调速围为生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速围，用字母D表示。〔5〕静差率：当系统在某一给定转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落nN，与理想空载转速n0之比，称作静差率s。根本特征：〔1〕只用比例放大器的反响控制系统，其被调量仍是有静差的；〔2〕反响控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定；〔3〕系统的精度依赖于给定和反响检测的精度。5、以下图是数字控制通用变频器-异步电动机调速系统硬件原理图，请根据以下图答复：〔1〕在以下图中驱动电路的作用是什么？〔2分〕〔2〕在以下图中的作用是什么？〔2分〕〔3〕在以下图中的作用是什么？〔2分〕〔4〕图中泵升限制电路是为了限制泵升电压，何为泵升电压？〔5分〕实际有何危害？如何预防？答：〔1〕驱动电路的作用是：将单片机输出的脉冲进展功率放大，以驱动IGBT，保证IGBT的可靠工作〔2〕的作用：在图中，为了限制充电电流，在整流器和滤波电容之间串入限流电阻，实际上是一个延时开关，当合上电源以后，延时开关将短路，以免在运行中造成附加损耗。〔3〕：实际上是镇流电阻，当PWM控制器检测到泵生电压高于规定值时，开关器件VTb导通，使制动过程中多余的动能以铜耗的形式消耗在电阻中。〔4〕泵生电压：当可逆系统进入制动状态时，直流PWM功率变换器把机械能变为电能回馈到直流侧，但由于二极管整理器的单向导电性，电能不可能通过整流器送回电流网，只能向滤波电容充电，使电容两端电压升高，称做泵生电压。危害：过高的泵生电压将超过电力电子器件的耐压限制值，损坏电力电子器件。预防：a.增大电容储量；b.接通一个能耗电阻，将能量释放；c.对于更大容量的系统，可以在二极管整理器输出端并接逆变器，把多余的能量逆变后回馈电网。6.试从下述五个方面来比拟转速、电流双闭环直流调速系统和带电流截止环节的转速单闭环直流调速系统：〔1〕调速系统的静态特性；〔2〕动态限流性能；〔3〕起动的快速性；〔4〕抗负载扰动的性能〔5〕抗电源电压波动的性能答：(1)静态特性一样〔2〕动态限流性能优于带电流截止负反响的单闭环调速系统，在单闭环直流调速系统中，电流截止负反响环节是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界电流以后，靠强烈的负反响作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态特性。〔3〕起动的快速性优于带电流截止负反响的单闭环调速系统，因为在单闭环调速系统中，起动电流突破临界电流后，受电流负反响的作用，电流只能再升高一点，经过某一最大值后，就降低下来，电机的电磁转矩也随之减小，因而加速过程必然拖长。而双闭环调速系统，能保持最大电流一段时间，缩短起动过程。(4)抗负载扰动的性能相差不大〔5〕由于电流双闭环调速系统，存在快速调节的电流反响环，抗电源电压波动的性能好于带电流截止负反响的单闭环调速系统。7、图1是V-M系统的原理图，〔1〕图中Uc，GT，VT，L，M分别代表什么容？〔2〕简述V-M系统的工作原理〔3〕画出该系统的稳态构造图图1答：1〕Uc：控制电压；GT：触发装置；VT：晶闸管整流器；L：平波电抗器；M：直流电动机〔2〕通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压，从而实现直流电动机的平滑调速。1/CeKs1/CeKsUcUd0IdRn+-8、泵生电压是如何产生的？对系统有何影响？如何抑制？答：当可逆系统进入制动状态时，直流PWM功率变换器把机械能变为电能回馈到直流侧，但由于二极管整流器导电的单向性，电能不可能通过整流器送回交流电网，只能向滤波电容充电，使电容两端电压升高，称做泵升电压。过高的泵升电压将超过电力电子器件的耐压限制值，损坏电力电子器件。措施：增大电容器；加泵升限制电路，使多余的动能消耗在放电电阻中；在二极管整流器输出端并接逆变器，把多余的电能逆变后回馈电网。9、1〕简述什么是调速系统的四象限运行？2〕结合以下图分析采用两组晶闸管装置反并联的V-M系统四象限运行的工作状态。〔要求有分析过程〕V-MV-M系统的工作状态正向制动电枢端电压极性+电枢电流极性+电机旋转方向－电机运行状态回馈发电回馈发电晶闸管工作的组别和状态正组整流反组整流机械特性所在象限一二三－四答：答1〕调速系统的四象限运行指电动机可以运行在正向电动、正向制动、反向电动和反向制动四个状态。2〕在可逆调速系统中，采用两组晶闸管装置的反并联，就可实现电动机的四象限运行。分析过程如下两组晶闸管反并联可逆两组晶闸管反并联可逆V-M系统的正组整流和反组逆变状态R-+Ud0fM+-nEVF--a)正组整流电动运行PId正组晶闸管装置VF给电动机供电，VF处于整流状态，输出理想空载整流电压Ud0f，极性如下图，电机从电网输入能量做电动运行，V-M系统工作在第一象限。b)b)反组逆变制动运行可能通过VF流通的。这时，可以利用控制电路切换到反组晶闸管装置VR，如图两组晶闸管反并联可逆V-M系统的反组逆变状态+-+-Ud0rRMnEVRP-Id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，可以利用控制电路切换到反组晶闸管装置VR，如图，并使它工作在逆变状态，产生图中所示极性的逆变电压Ud0r，当时，反向电流便通过VR流通，电机电能实现回馈制动，V-M系统工作在第二象限。在可逆调速系统中，正转运行时可利用反组晶闸管实现回馈制动，反转运行时同样可以利用正组晶闸管实现回馈制动，归纳起来，可将可逆线路正反转时晶闸管装置和电机的工作状态列于下表V-MV-M系统的工作状态正向运行正向制动反向运行反向制动电枢端电压极性++－－电枢电流极性+－－+电机旋转方向++－－电机运行状态电动回馈发电电动回馈发电晶闸管工作的组别和状态正组整流反组逆变反组整流正组逆变机械特性所在象限一二三四10以下图是闭环调速系统的构造原理图，试写出各环节的稳态关系，并画出闭环调速系统的稳态构造图和动态构造图答：电压比拟环节比例调节器测速反响环节电力电子变换器直流电动机11、试分析提升机构在提升重物和重物下降时，晶闸管、电动机工作状态及角的控制围。答：提升重物时，晶闸管工作在整流状态，90°，平均整流电压为正，〔电动机反电动势〕，n0，电动机产生电磁转矩做电动运行，电能从交流电网传送给电动机；重物下降时，晶闸管工作在逆变状态，90°，平均整流电压为负，晶闸管装置本身不能输出电流，电机不能产生转矩提升重物，靠重物本身的重量下降，电机反转，|Ud0||E|，n0，这时电动机处于反转制动状态，成为受重物拖动的发电机，将重物的位能转化成电能，通过晶闸管装置回馈电网。12、在晶闸管可逆系统中，何谓环流？有什么危害？有哪些分类？有哪些抑制的方法？答：采用两组晶闸管整流装置反并联的可逆V-M系统，当两组装置同时工作时，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称做环流。一般来说，这样的环流对系统无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此必须予以抑制或消除。分为静态环流和动态环流，静态环流又包括静态平均环流和瞬时脉动环流抑制方法：采用配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流状态，另一组那么工作在逆变状态；采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组晶闸管装置工作13、结合以下图答复：aabcdfgeh〔1〕系统是开环的还是闭环的？〔2〕指出系统a、b、c、d、，e、f、g、h各局部的名称。〔3〕画出系统的静态构造图。〔4〕画出系统的动态构造图。答：〔1〕闭环〔2〕a：给定电压装置；b：ASR或转速调节器；c：移相脉冲装置；d：晶闸管装置；e：平波电抗器；f：直流电机；g：测速发电机；h：测速反响系数调整。〔3〕1/Ce1/CeKsUcUd0IdRn+-Kp----14、PI、PD和PID调节器各有什么特点？为什么调速系统中常用PI调节器？.答：1〕由PD调节器构成的超前校正，可提高系统的稳定裕度，并获得足够的快速性，但稳态精度可能受到影响；2〕由PI调节器构成的滞后校正，可以保证稳态精度，却是以对快速性的限制来换取系统稳定的；3〕用PID调节器实现的滞后—超前校正那么兼有二者的优点，可以全面提高系统的控制性能，但具体实现与调试要复杂一些。4〕一般的调速系统要求以动态稳定和稳态精度为主，对快速性的要求可以差一些，所以主要采用PI调节器；在随动系统中，快速性是主要要求，须用PD或PID调节器。15、简述开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系。答：1〕闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多2〕闭环系统的静差率要比开环系统小的多3〕如果所要求的静差率一定，那么闭环系统可以大大提高调速围4〕要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。16、为什么用含积分控制的调速系统是无静差的？积分调节器的输入偏差电压ΔU＝0时输出电压是多少？决定于哪些因素？如果只采用P调节器能否实现无静差调速？为什么？为什么常用比例加积分控制？答：积分控制的调速系统中，只有当偏差〔给定值与输出反响值之差〕为零时积分控制才停顿积分，使输出为固定值，系统进入稳态。即调速系统是无静差的。积分调节器的输入偏差电压ΔU＝0时,输出电压为维持系统为无差状态时所需的电压。决定于负载的大小和其它各种干扰。由于比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状，在采用比例调节器控制的调速系统中，输入偏差是维系系统运行的根底，必然要产生静差，是有静差的调速系统。主要作用：比例加积分控制，动态过程开场时比例起主要作用，迅速减小偏差，后期积分起主要作用，消除静差。可提高系统动态品质，并实现无静差。17、简述=配合控制的含义。答：在采用两组一样晶闸管装置反并联的可逆V-M系统中，为防止产生产生直流平均环流，在正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且使整流电压等于逆变电压，这时有正组的控制角αf等于反组的逆变组βr，这种消除直流平均环流的方法被称作=配合控制。18、在转速、电流双闭环直流调速系统中，转速调节器的作用是什么？答：(1转速调节器是调速系统的主导调节器，转速跟踪给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，那么可实现无静差；(2)对负载变化起抗扰作用；(3)其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。19、在转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器的作用是什么？答：〔1〕作为环的调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压〔即外环调节器的输出量〕变化；〔2〕对电网电压的波动起及时抗扰的作用；〔3〕在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程；〔4〕当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。五计算题1、某直流调速系统电动机额定转速为：nN=1230r/min，额定速降ΔnN=105r/min，〔1〕当要求静差率s≤30%时，允许多大的调速围？〔2〕如果要求静差率s≤20%时，那么调速围是多少？〔3〕如果希望调速围到达10，所能满足的静差率是多少？解：〔1〕〔2〕〔3〕2.双闭环直流调速系统的ASR和ACR均为PI调节器，设系统最大给定电压，，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻V.min/r，求：〔1〕当系统稳定运行在，时，系统的、、、和各为多少？〔2〕当电动机负载过大而堵转时，和各为多少？解：转速反响系数：电流反响系数：〔1〕〔2〕3、有一个晶闸管-电动机调速系统，：电动机kW，V，A，，，整流装置阻，电枢回路电抗器电阻，触发整流环节的放大系数。〔1〕系统开环工作时，试计算调速围时的静差率s。〔2〕当D=30，s=10%时，计算系统允许的稳态速降。〔3〕如组成转速负反响有静差调速系统，要求D=30，s=10%，在时，，计算转速负反响系数和放大器放大系数解：计算开环系统的稳态速降：〔1〕〔2〕〔3〕4.某一调速系统，在额定负载下，最高转速为,最低转速为，带额定负载时的速度降落，且在不同转速下额定速降不变，试问〔1〕系统调速围有多大？〔2〕系统的静差率是多少？解：5.有一V-M调速系统，电动机参数为：2.5kW，220V，15A，1500r/min，电枢电阻Ra=2Ω，整流装置阻Rr=1Ω,触发整流环节的放大倍数为Ks=30，要求调速围D＝20，静差率s=10%。〔1〕计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的静态速降〔4分〕；〔2〕采用转速负反响组成闭环系统，试画出系统的稳态构造图；〔2分〕〔3〕调整该系统，使时，转速n=1000r/min，此时转速反响系数应为多少？〔4分〕〔4〕计算所需的放大器放大倍数〔2分〕；解〔1〕.计算开环系统的稳态速降：调速要求所允许的静态速降：1/CeKsUcU1/CeKsUcUd0IdRn+-Kpα+-3.〕4〕.6.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。电动机参数：3.7kW，220V，10A，1000r/min，，电枢回路总电阻R=1.5Ω；设V，电枢回路最大电流，电力电子变换器的放大倍数为Ks=40，试求：〔1〕电流反响系数和转速反响系数；〔2〕当电动机在最高转速发生堵转时的、、、值。解：〔1〕电流反响系数：转速反响系数：〔2〕电动机堵转时，n=0，7、某反响控制系统已校正成典型Ⅰ型系统。时间常数T＝0.1秒，要求阶跃响应超调量σ％=9.5％，试求系统的开环放大倍数；计算过渡过程时间ts〔5分〕和上升时间tr;并绘出开环对数幅频特性。〔提示：；当σ％=9.5％时ξ=0.6〕答：与比拟由KT=0.69K=6.98.有一V-M调速系统〔采用比例调节器Kp〕，电动机参数为：220V，10A，1000r/min，电枢电阻Ra=1Ω，整流装置阻Rr=1Ω,触发整流环节的放大倍数为Ks=40，要求调速围D＝20，静差率s=10%。计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的静态速降；采用转速负反响组成闭环系统，试画出系统的稳态构造图；调整该系统，使时转速n=1000r/min，此时转速反响系数α应为多少？计算所需比例调节器Kp的值；答：)a〕计算开环系统的稳态速降：b〕调速要求所允许的静态速降：2〕1/Ce1/CeKsUcUd0IdRn+-Kpα+-3)4〕9、有一晶闸管稳压电源，其稳态构造图如下图，给定电压，比例调节器放大系数=2，晶闸管装置放大系数，反响系数。求：〔1〕输出电压〔2〕假设把反响线断开，为何值？开环时的输出电压是闭环时的多少倍？〔3〕假设把反响系数减至，当保持同样的输出电压时，给定电压应为多少？答：〔1〕输出电压〔2〕假设把反响线断开，开环时的输出电压是闭环时的倍〔3〕10、某机床的主轴控制系统采用直流调速系统，直流电动机为Z2—71型，主要技术数据为PN＝10kW，UN＝220V，IN=55A，nN＝1000r／min，Ra=0.5Ω，整流装置阻Rrec＝0.5Ω。假设采用开环控制系统，试求：〔1〕要求静差率s<10％时，其调速围D为多少"〔2〕假设调速围D＝10，静差率S<5％，那么其允许闭环调速系统的转速降落为多少"〔3〕要求调速围D＝2时，其允许的静差率s为多少"解：〔1〕求开环控制系统调速围D，先计算电动机的电动势系数=0.1925V·min/r那么开环系统额定速降为〔2〕为满足调速系统的稳态性能指标，额定负载时的稳态速降应为〔3〕要求调速围D＝2时，其允许的静差率s：11、有一转速负反响单闭环V-M有静差直流调速系统，试完成以下工程：〔1〕画出其电路原理图，写出其稳态关系；〔2〕画出系统稳态构造框图；〔3〕试利用稳态构造框图推导其静特性方程。解：电压比拟环节比例调节器测速反响环节电力电子变换器直流电动机〔2〕〔3〕只考虑给定作用时：，式中，只考虑负载作用时：叠加起来得：12.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。电动机参数：3.7kW，220V，15A，1000r/min，，电枢回路总电阻R=1.5Ω；设V，电枢回路最大电流，电力电子变换器的放大倍数为Ks=40，试求：〔1〕电流反响系数和转速反响系数；〔2〕当电动机在最高转速发生堵转时