电力拖动自控系统期末考试复习资料

电力拖动自控系统第1页共12页《电力拖动自控系统》课程综合复习资料一、单选题1、转速、电流双闭环直流调速系统起动过程的转速调节阶段，两个调节器的工作状态为（）。A、ASR、ACR均不饱和B、ASR、ACR均饱和C、ASR饱和、ACR不饱和D、ASR不饱和、ACR饱和答案：A2、某双闭环调速系统，ASR、ACR均采用近似PI调节器，发现下垂特性不够陡，应调节（）。A、电流反馈系数B、转速反馈系数C、增大ACR的稳态放大系数D、增大ASR的稳态放大系数答案：C3、当系统的机械特性硬度一定时，如要求的静差率s越小，调速范围D（）。A、越小B、越大C、不变D、可大可小答案：A4、转速、电流双闭环直流调速系统起动过程，恒流升速阶段，ASR的工作状态为（）。A、不饱和B、饱和C、退饱和D、不能确定答案：B5、下面关于转速反馈控制的描述正确的是（）。A、转速反馈控制系统是转速有静差的控制系统B、转速反馈控制系系统对控制回路中的所有扰动有抑制作用，转速的高低由给定信号决定C、转速控制精度与给定信号密切相关，与检测信号无关D、以上描述都不正确答案：D6、在采用有续流二极管的半控桥式整流电路对直流电动机供电的调速系统中，其主电路电流的检测应采用（）。A、交流互感器B、直流互感器C、霍尔元件答案：B7、转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是（）。A、ACRB、AVRC、ASRD、ATR答案：C8、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（）。A、ACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动B、ACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动C、ACR放大转矩波动，ASR抑制电压波动D、ACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动答案：A9、调速系统的静差率一般是指系统在（）时的静差率。A、高速时B、低速时C、额定转速时答案：B10、无静差调速系统的调节原理是（）。A、依靠偏差的积累B、依靠偏差对时间的积累C、依靠偏差对时间的记忆D、用偏差进行调节答案：B11、在晶闸管直流调速系统中，当整流器输入电压一定、触发延迟角一定时，平波电抗器电感量越大，电流连续段机械特性区域（）。A、越大B、越小C、不变答案：A12、转速负反馈有静差调速系统中，当负载增加以后，转速要下降，系统自动调速以后，可以使电动机的转速（）。A、等于原来的转速B、低于原来的转速C、高于原来的转速D、以恒转速旋转答案：B13、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（）。A、比例控制B、积分控制C、微分控制D、比例微分控制答案：B14、V-M可逆直流调速系统应用时，须考虑环流，采用环流电抗器可限制（）的大小。A、瞬时脉动环流B、直流平均环流C、静态环流D、动态环流答案：A15、下面选项中，属于电流调节器作用的是（）。A、调速系统的主导调节器，它使转速很快地跟随给定电压变化B、对负载变化起抗扰作用最高速C、在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流D、其输出限幅值决定电动机允许的最大电流任意速度答案：C16、转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，不能抑制（）的扰动。A、调节器放大倍数B、电网电压波动C、负载D、测速发电机励磁电流答案：D17、下面关于开环系统机械特性和闭环系统静特性的描述错误的是（）。A、闭环系统静特性比开环系统机械特性硬得多B、如果比较同一n0的开环和闭环系统，则闭环系统的静差率要小得多C、当要求的静差率一定时，开环系统可以大大提高调速范围D、闭环系统的实现成本比开环系统高答案：C18、转速、电流双闭环调速系统起动时，转速调节器处于（）。A、调节状态B、饱和状态C、截止状态答案：B19、一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（）。A、两个调节器都饱和B、两个调节器都不饱和C、速度调节器饱和，电流调节器不饱和D、速度调节器不饱和，电流调节器饱和答案：B20、双闭环调速系统中的电流环的输入信号有两个，即（）。A、主电路反馈的转速信号及转速环的输出信号B、主电路反馈的电流信号及转速环的输出信号C、主电路反馈的电压信号及转速环的输出信号答案：B二、判断题1、转速、电流双闭环调速系统，为了实现电流的实时控制和快速跟随，希望电流调节器进入饱和状态。答案：错2、以微处理器为核心的数字控制系统（简称微机数字控制系统）硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响。答案：对3、可逆调速系统主电路的电抗器是均衡电抗器，用来限制脉动电流。答案：对4、在两组晶闸管变流器反并联可逆电路中，必须严格控制正、反组晶闸管变流器的工作状态，否则就可能产生环流。答案：对5、在晶闸管直流调速系统中，直流电动机的转矩与电枢电流成正比，也和主电路的电流有效值成正比。答案：错6、双闭环直流自动调速系统包括电流环和转速环。电流环为外环，转速环为内环，两环是串联的，又称双环串级调速。答案：错7、有静差调速系统是依靠偏差进行调节的，而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的。答案：对8、调速系统的静态转速降是由电枢回路电阻压降引起的。转速负反馈之所以能提高系统硬度特性，是因为它减少了电枢回路电阻引起的转速降。答案：错9、在电动机调速系统中，控制对象是电动机的转速和电流，是快速变化的物理量，必须具有较低的采样频率。答案：错10、在调速范围中规定的最高转速和最低转速，它们都必须满足静差率所允许的范围。若低速时静差率满足允许范围，则其余转速时静差率自然就一定满足。答案：对11、对自动控制系统而言，若扰动产生在系统内部，则称为内扰动。若扰动来自系统外部，则叫外扰动。两种扰动都对系统的输出量产生影响。答案：对12、在开环控制系统中，由于对系统的输出量没有任何闭合回路，因此系统的输出量对系统的控制作用没有直接影响。答案：对13、弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。答案：错14、只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。答案：对15、转速、电流双闭环直流调速系统中，当电动机过载甚至堵转时，转速调节器可以限制电枢电流最大值，起快速自动保护作用。答案：错16、自动控制的直流调速系统，往往以调节电枢供电电压为主。答案：对17、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定关系。答案：对18、闭环系统可以改造控制对象。答案：对19、积分调节能够消除静差，而且调节速度快。答案：错20、调速范围和静差率合称调速系统的稳态性能指标。答案：对三、问答题1、在转速、电流双闭环直流调速系统中，若要改变电动机的转速，改变转速反馈系数α行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？答：改变α可改变转速，但一般不采用该方法。若要改变堵转电流，应调节电流反馈系数β。2、说明双闭环调速系统中引入电流环的原因。答：采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。如果对系统的动态性能要求较高，例如要求快速起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。要达到目的必须引入电流闭环。3、V-M调速系统的电流脉动和断续是如何形成的？答：整流器输出电压大于反电动势时，电感储能，电流上升，整流器输出电压小于反电动势时，电感放能，电流下降。整流器输出电压为脉动电压，时而大于反电动势时而小于，从而导致了电流脉动。当电感较小或电动机轻载时，电流上升阶段电感储能不够大，从而导致当电流下降时，电感已放能完毕、电流已衰减至零，而下一个相却尚未触发，于是形成电流断续。4、转速闭环调速系统，正常运行中，突然转速反馈线掉落，会发生什么现象？为什么？答：闭环运行，转速反馈线断开，转速调节器的反馈信号为零，转速调节器饱和，使得电流给定达到最大值；电流调节器输出达到最大值，饱和，流过电枢电流增大，电机输出转矩大于负载转矩，电机转速提高，反电动式上升，但由于负载不变，电流电流回落，最后系统稳定运行，但其转速大于最初转速。5、从工作原理方面比较V-M系统和PWM调速系统的相同之处和不同之处。答：V-M系统通过改变晶闸管的触发角度，控制可控整流桥输出电压，进而调节转速，PWM调速系统通过调整高频脉冲的占空比，改变施加在电枢绕组两端的电压，调节转速。6、转速、电流双闭环直流调速系统中电流调节器的作用？答：（1）作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，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，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程（4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。7、H桥可逆直流调速系统中泵升电压是怎样产生的？答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。8、转速单闭环调速系统中，如果给定电压不变，调节转速反馈系数是否能够改变转速，为什么？答：调节转速反馈系数而不改变给定电压能改变转速。因为改变转速反馈系数则改变实际转速反馈电压，而给定电压不变，则电压偏差改变，从而电力电子变换器输出电压改变，即电动机电枢电压改变，转速改变。9、在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响，为什么？答：仍然受影响。因为无静差转速单闭环调速系统只是实现了稳态误差为零，因此若给点电源发生偏移，或者测速发电机精度受到影响而使反馈电压发生改变，系统仍会认为是给定或转速发生改变，从而改变转速，以达到电压偏差为零。10、由于机械原因，造成转轴堵死，分析双闭环直流调速系统的工作状态。答：电动机堵转则转速恒为零，在一定的给定下，偏差电压相当大，从而使ASR迅速达到饱和，又电动机转速由于转轴堵死无法提升，故ACR无法退饱和，因此系统处于ASR饱和状态。11、简述V-M调速系统存在的问题。答：整流器晶闸管的单向导电性导致的电动机的不可逆行性。整流器晶闸管对过电压过电流的敏感性导致的电动机的运行不可靠性。整流器晶闸管基于对其门极的移相触发控制的可控性导致的低功率因数性。12、在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列放大器的放大系数Kp发生变化时系统是否有调节作用，为什么？答：有。假设Kp减小，则控制电压减小，则电力电子变换器输出减小，则电动机转速下降;而电动机转速下降，则反馈电压减小，则偏差电压增大，则控制电压增大，则转速上升。13、在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负载增加而降低？答：负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，并且在减速过程中，反电动势减小，于是电枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与负载转矩平衡，电机不再减速，保持稳定。故负载增加，稳态时，电机转速会较增加之前降低。14、什么是泵升电压？如何限制泵升电压？答：直流电源靠二极管整流供电，不可能回馈电能，电机制动时只好对滤波电容充电，将使电容两端电压升高，称作“泵升电压”。采用镇流电阻Rb来消耗掉部分动能。分流电路靠开关器件VTb在泵升电压达到允许数值时接通。15、简述转速反馈控制的直流调速系统的静特性本质。答：在闭环系统中，每增加（或减少）一点负载，就相应地提高（或降低）一点电枢电压，使电动机在新的机械特性下工作。因此闭环系统的静特性本质上就是无数开环机械特性上各取一个相应的工作点连接而成的。16、试写出转速、电流双闭环直流调速系统中，转速调节器的作用。答：（1）转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。（2）对负载变化起抗扰作用。（3）其输出限幅值决定电机允许的最大电流。17、转速单闭环调速系统，若改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？答：改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。18、直流电动机有哪几种调速方法，各有哪些特点？答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，第一个无级调速，后面有级调速。19、闭环调速系统减少或消除转速稳态误差的实质是什么？答：在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。20、简述比例积分控制规律。答：比例部分能（迅速响应控制作用），积分部分则（最终消除稳态偏差）。四、论述题1、直流电动机为，，，，。相控整流器内阻，采用降压调速。（1）当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围；（2）如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？解：2、旋转编码器光栅数1024，倍频系数4，高频时钟脉冲频率，旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器，M法测速时间为0.01s，求T法测速时，转速和时的测速分辨率和误差率最大值。解：分辨率：时，时，最大误差率：，，当时，当时，时，时，可见T法适合低速3、有一晶闸管直流电动机系统，电动机参数为：，，，，，电枢回路电抗器电阻，整流装置内阻，要求D=10，s=20%。试求计算开环系统的稳态速降和满足调速要求所允许的稳态速降。解：4、有一个V—M调速系统，电机参数为：，，，，电枢电阻。若采用开环控制系统，只考虑电枢电阻引起的转速降。问题：（1）要使静差率S=0.1，求系统的调速范围D。（2）要使调速范围D=2，其允许的静差率S为多少？（3）若要求调速范围D=10，静差率S=0.05，则允许的转速降为多少？答：⑴⑵⑶5、系统的调速范围是1000~100，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？解：系统允许的静态速降为。五、填空题1、反馈控制可确保特定量的恒定，转速闭环调速系统中反馈控制的作用是：抵抗扰动，（）。答案：服从给定2、转速、电流双闭环直流调速系统的起动过程中的恒流升速阶段转速（ASR）调节器饱和，（）调节器不饱和。答案：电流（ACR）3、控制系统的动态性能指标包括对（）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。答案：给定4、采用配合控制的V-M可逆直流调速系统，消除了（）环流。答案：直流平均5、对于运动控制系统而言，常用的生产机械负载转矩特性分别是（）、恒功率和风机、泵类三类。答案：恒转矩6、无静差直流调速系统的实质是调节器中包含（）环节。答案：积分7、转速、电流双闭环直流调速系统，稳态运行时，转速n取决于（），ASR的输出取决于负载电流IdL。答案：给定电压（）8、V-M可逆直流调速系统，两组晶闸管装置反并联线路，采用α＝β配合控制，可以消除的是（）环流，不能消除瞬时脉动环流。答案：直流平均9、采用PI控制的转速、电流双闭环调速系统中，当两个调节器都不饱和且稳态时，它们的输入偏差电压分别为（）。答案：零10、转速、电流双闭环调速系统，为了实现电流的实时控制和快速跟随，在整个工作过程中，希望（）始终处于不饱和状态。答案：电流调节器《电力拖动自控系统》课程综合复习资料一、填空题1．位置随动系统一般由五个部分组成，这五个部分分别是：位置传感器、电压比较放大器、、和减速器与负载。2．对调速系统转速控制的要求主要集中在三个方面，具体为、和。其中和稳态性能指标相对应的是：和。3．调压调速是直流调速系统的主要方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有三种，具体为：、和。直流调速系统的主要形式是晶闸管－电动机调速系统，简称为系统。常用的可逆PWM变换器的主电路的结构的结构型式有、型和等。6．在随动系统动态校正中，常用的有、和。7．在闭环控制系统中，常优先考虑串联校正方案。由调节器可构成的超前校正，提高稳定裕度和改善快速性能；由调节器构成的滞后校正，可以保证系统的稳态精度；用调节器构成滞后－超前校正，兼具两者的优点。8．在晶闸管—电动机系统中，抑制电流脉动可采取的措施是：、和。选择题1．在直流电动机调速方法中，调速性能最好的是（）A、减弱励磁磁通 B、调节电枢供电电压改变电枢回路电阻 D、改变负载2．与开环系统相比，闭环系统增加了反馈电路，反馈电路对干扰（）不起作用。A、电压扰动 B、负载扰动反馈电路元件的本身影响 D、负载冲击3．位置信号检测装置是构成位置闭环控制所必不可少的环节。下列位置检测装置中，不属于电磁感应的是（）自整角机 B、光电码盘 C、旋转变压器 D、感应同步器4．对闭环系统而言，控制精度依赖于给定和反馈检测精度，而反馈电路对干扰并不全起作用，主要对干扰（）起作用。A、电压扰动 B、给定电源扰动反馈电路元件的本身影响 D、测速电机误差5．调速系统和随动系统在控制中十分常用，两者的主要性能不同。对随动系统来说，主要是要求输出量准确地跟随给定量的变化，因此它的（）成了主要指标。A、快速性 B、灵活性 C、跟随性能 D、准确性三、简答题1．某双闭环调速系统，ASR、ACR均采用近似PI调节器，试问：①调试中怎么才能做到Uim*=6V时，Idm=20A；如欲使Unm*=10V时，n=1000r/min，应调什么参数？②如发现下垂特性不够陡或工作段特性不够硬，应调什么参数？2．调速系统常用的稳态性能指标分为那几类？并写出相应的性能指标。3．某直流电动机带动一恒转矩负载（即转矩不变），测得始动电压Ud0=4V，当电枢电压UA=50V时，其转速n=1500r/min。若要求转速n=3000r/min，试问要加多大的电枢电压？4．转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器的作用。试比较串联校正中常用的三种方法的优缺点。6．在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压△Ui是否为零？为什么？7．电流波形连续和断续对开环V－M调速系统机械特性的影响较大，电流连续段特性较硬，改变控制角可得到一簇彼此平行的直线；断续段则呈现非线性，理想空载转速高，特性软，内阻大。为了工作在电流连续区，须采取什么措施？试比较开环系统机械特性和闭环系统机械特性的静特性。9．某直流电动机带动一恒转矩负载（即转矩不变），测得始动电压Ud0=4V，当电枢电压UA=50V时，其转速n=1500r/min。若要求转速n=3000r/min，试问要加多大的电枢电压？10．对于转速单闭环调速系统来说，改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调整转速反馈系数能否改变转速？为什么？11．试比较闭环控制系统中串联校正方案中PD、PI、PID三种方法。12．环流的分类及抑制方法？13．一组晶闸管供电的直流调速系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？它有哪几种型式？14．直流斩波器有哪几种控制方式？15．晶闸管调速系统中，在回馈制动时电机工作在哪几个象限？16．试画出单闭环调速系统的原理图、稳态结构图和动态结构图。四、绘图题1．试画出双闭环调速系统的原理图和稳态结构图。2．试对应绘出双闭环调速系统起动过程转速、电流变化曲线并注明图中各个阶段名称。五、计算题1．有一个V—M调速系统，电机参数为：Pn=10KW，Un=220V，In=55A，nn=1000r/min，电枢电阻。若采用开环控制系统，只考虑电枢电阻引起的转速降。（1）要使静差率S=0.1，求系统的调速范围D。（2）要使调速范围D=2，其允许的静差率S为多少？（3）若要求调速范围D=10，静差率S=0.05，则允许的转速降为多少？2．有一V－M调速系统，电动机参数为Pnom=2.5kw、Unom＝220V、Inom＝15A、nnom=1500r／min、Ra=2Ω，整流装置内阻Rrec=1Ω，触发整流环节的放大系数Ku=30，要求调速范围D=20，转差率s=10%。试：（1）计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的稳态速降。（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图。（3）调整该系统，使时转速n=1000r/min，此时转速反馈系数应为多少？（可认为）（4）计算所需的放大器放大系数。3．试分析双极性H型变换器是如何实现系统可逆的？并画出相应的电压、电流波形。4．被控对象的传递函数为式中，K1＝2；T1＝0.4s；T2＝0.08s；T3＝0.015s；T4＝0.005s。要求阶跃输入时系统的超调量σ%<5%。试分别用I、PI和PID调节器校正成典型Ⅰ系统，并设计各调节器参数并计算调节时间ts。

综合复习资料参考答案一、填空题1．电力电子变换器、伺服电机。2．调速、稳速、加减速、调速、稳速。3．旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M系统）、直流斩波器或脉宽调制变换器4．V-M5．M、T、H6．串联校正、并联校正和复合控制7．比例微分、比例积分、比例积分微分8．增加整流电路相数、采用多重化技术、设置平波电抗器。二、选择题B、C、B、A、C三、简答题1．①当Uim*固定时，只需调节电流反馈系数α即可实现；当Unm*已知时，调节转速反馈系数可实现。②发现下垂特性不够陡时，可增大ACR的稳态放大系数；如工作特性不够硬时，可增大ASR的稳态放大系数。。2．①稳速和调速②调速范围和静差率3．根据直流电动机的机械特性可知，随着电动机两端电压的变化，其机械特性水平上下移动，始动电压为4V，确定了负载的起动转矩，对应着转速为零；转速n=1500r/min，对应的电压为50V，其间电压差为46V，因而n=3000r/min对应的电压为50＋46＝96V。4．①作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，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，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。④当电机过载甚至堵转时，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。这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。5．①PD，超前校正，提高稳定裕度，快速性好，稳态精度差；②PI，滞后校正，保证稳态精度，限制快速性；③PID，滞后-超前校正，集中PI和PD优点，但实现与调试复杂。6．①；②转速反馈断线，ASR饱和，输出限幅值；③系统再次稳定后，由于带额定负载，最终运行在上，所以电流调节器的输入偏差电压。7．电流脉动会产生以下两个方面的问题：(1)脉动电流产生脉动转矩，对生产机械不利。(2)脉动电流造成较大的谐波分量，流入电源后对电网不利，同时也增加电机发热。V-M系统抑制电流脉动的主要措施：(1)增加整流电路的相数。(2)设置平波电抗器。当V-M系统主电路串接的电抗器有足够大的电感量，而且电动机的负载电流也足够大时，整流电流的波形便可能是连续的8．(1)闭环系统静特性比开环系统机械特性硬得多。(2)如果比较同一no的开环和闭环系统，则闭环系统的静差率要小得多。(3)当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。(4)闭环系统必须设置放大器。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，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是，须增设检测元件、反馈装置和电压放大器。9．根据直流电动机的机械特性可知，随着电动机两端电压的变化，其机械特性水平上下移动，始动电压为4V，确定了负载的起动转矩，对应着转速为零；转速n=1500r/min，对应的电压为50V，其间电压差为46V，因而n=3000r/min对应的电压为50＋46＝96V。10．改变给定电压，电动机转速随之改变，转速系统是转速单闭环调速系统，输出要跟随给定变化；调整转速反馈系数能改变转速，因为反馈值要跟随给定变化。11．由PD调节器可构成的超前校正，提高稳定裕度和改善快速性能；由PI调节器构成的滞后校正，可以保证系统的稳态精度；用PID调节器构成滞后－超前校正，兼具两者的优点。12．环流分为稳态环流与动态环流两类。而稳态环流又可分为直流平均环流与瞬时脉动环流两种。采网α＝β工作制配合控制可以消除直流平均环流，但不能抑制瞬时脉动环流。为抑制脉动环流，必须在环流回路中串入环流电抗器。13．当系统要快速回馈制动时，系统中的动能要转化成其它能量，必须要为其寻找能量消耗的渠道，最好的方法是将能量反馈回电网，单组晶闸管供电的直流调速系统不能将电能反馈电网，必须要借助于其它方式，因而必须要采用可逆线路。常用的可逆线路主要有电枢反接和励磁反接两种。电枢反接又分为反并联联接和交叉联接两种。14．PWM、PFM和两点式控制。15．位势性负载工作在第二象限；发电回馈制动工作在第四象限。16．原理图稳态结构图动态结构图四、绘图题1．试画出双闭环调速系统的原理图和稳态结构图。2．试对应绘出双闭环调速系统起动过程转速、电流变化曲线并注明图中各个阶段名称。第Ⅰ阶段0～t1是电流上升的阶段。第Ⅱ阶段t1～t2是恒流升速阶段。第Ⅲ阶段t2以后是转速调节阶段。五、计算题1．解：⑴⑵⑶2．解：计算电动机的Ce由可得开环系统的稳态压降为满足调速要求所允许的稳态压降为采用转速负反馈系统的稳态结构如图所示。当时n=1000r/min，则转速反馈系数为闭环系统的开环放大系数为则所需的放大器放大系数为改用电压反馈后，电动机电枢电阻Ra造成的稳态速降已经是可见，不可能达到题中提出的调速要求。采用电压负反馈调速系统的稳态特性方程为式中其中电压反馈系数为所以3．解：双极式可逆PWM变换器的电流波形和不可逆但有制动电流通路的PWM变换器也差不多，怎样才能反映出“可逆”的作用呢？这要视正、负脉冲电压的宽窄而定。当正脉冲较宽时，ton>T／2，则电枢两端的平均电压为正，在电动运行时电动机正转。当正脉冲较窄时，ton<T／2，平均电压为负，电动机反转。如果正、负脉冲宽度相等，ton=T／2，平均电压为零，则电动机停止。4．解：用I调节器校正时，调节器的传递函数为按典型I型系统校正，校正后的开环传递函数为式中，按σ%<5%，可取K＝KIK1＝1/2T，所以调节时间用PI调节器校正时，调节器传递函数为取，并将T2、T3、T4看成小时间常数，令则按典型I型系统校正时系统开环传递函数为同样，取，则调节时间用PID调节器校正时，其传递函数为取，，令则按典型I型系统校正时系统开环传递函数为同样，取，则调节时间比较采用不同调节器时的调节时间，用PID调节器校正效果比较好。《电力拖动自控系统》课程综合复习资料一、填空题直流调速系统的主要形式是晶闸管－电动机调速系统，简称为系统。在随动系统动态校正中，常用的有、和。在闭环调速系统中，常常会用到PD、PI和PID，依次代表、和三种调节器。二、选择题1、位置信号检测装置是构成位置闭环控制所必不可少的环节。下列位置检测装置中，不属于电磁感应的是（）A、自整角机 B、光电码盘 C、旋转变压器 D、感应同步器2、调速系统和随动系统在控制中十分常用，两者的主要性能不同。对随动系统来说，主要是要求输出量准确地跟随给定量的变化，因此它的（）成了主要指标。A、快速性 B、灵活性 C、跟随性能 D、准确性3、对闭环系统而言，控制精度依赖于给定和反馈检测精度，而反馈电路对干扰并不全起作用，主要对干扰（）起作用。A、电压扰动 B、给定电源扰动C、反馈电路元件的本身影响 D、测速电机误差三、简答题1、直流电机常用的调速方法有那些？试写出各自的适用范围。2、直流调速系统常用的可控直流电源有那些？试做详细说明。3、闭环系统能够减少稳态速降的实质。4、双闭环调速系统中，转速调节器的作用。5、试绘出转速、电流双闭环调速系统的原理图、稳态结构图和动态结构图。6、试写出微机控制系统的主要特点，并做简单解释。7、某双闭环调速系统，ASR、ACR均采用近似PI调节器，试问①调试中怎么才能做到Uim*=6V时，Idm=20A；如欲使Unm*=10V时，n=1000r/min，应调什么参数？②如发现下垂特性不够陡或工作段特性不够硬，应调什么参数？8、试说明双极式H型PWM变换器的优点。9、电流波形连续和断续对开环V－M调速系统机械特性的影响较大，电流连续段特性较硬，改变控制角可得到一簇彼此平行的直线；断续段则呈现非线性，理想空载转速高，特性软，内阻大。为了工作在电流连续区，须采取什么措施？四、绘图题1、试画出双闭环调速系统的原理图和稳态结构图。五、计算题1、旋转编码器光栅数为1024，倍频系数为4，高频时钟脉冲频率f0=1MHz，旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟个数均采用16位计数器，M法和T法测速时间均为0.01s，求转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辨率和误差率最大值。2、被控对象的传递函数为式中，K1＝2；T1＝0.4s；T2＝0.08s；T3＝0.015s；T4＝0.005s。要求阶跃输入时系统的超调量σ%<5%。试用PID调节器分别校正成典型Ⅰ系统和典型Ⅱ系统。3、有一V－M调速系统，电动机参数为Pnom=2.5kw、Unom＝220V、Inom＝15A、nnom=1500r／min、Ra=2Ω，整流装置内阻Rrec=1Ω，触发整流环节的放大系数Ku=30，要求调速范围D=20，转差率s=10%。试：（1）计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的稳态速降。（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图。（3）调整该系统，使时转速n=1000r/min，此时转速反馈系数应为多少？（可认为）（4）计算所需的放大器放大系数。六、分析题1、试分析双极性H型变换器是如何实现系统可逆的？并画出相应的电压、电流波形。2、有一个V—M调速系统，电机参数为：Pn=10KW，Un=220V，In=55A，nn=1000r/min，电枢电阻。若采用误差率最大值开环控制系统，只考虑电枢电阻引起的转速降。（1）要使静差率S=0.1，求系统的调速范围D。（2）要使调速范围D=2，其允许的静差率S为多少？（3）若要求调速范围D=10，静差率S=0.05，则允许的转速降为多少？

综合复习资料参考答案一、填空题V－M系统串联校正、并联校正和复合校正比例微分、比例积分和比例积分微分二、选择题题号123答案BCA三、简答题1、答：有三种方法调节电动机的转速：（1）调节电枢供电电压U；（2）减弱励磁磁通；（3）改变电枢回路电阻R。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。2、答：旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。直