运动控制期末复习

1、首先，填写问题：1.运动控制系统由电机、功率放大和转换装置、控制器和相应的传感器组成。2.转矩控制是运动控制的基本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。3.生产机械的三种常见负载是恒转矩负载、恒功率负载和平均速率负载。4.DC调速系统中电动机的额定速度和额定速度降。当需要静态速率时，允许的调速范围为5.3；如果需要静态速率，速度调节范围为3.1；如果速度调节范围预计达到10，则可满足的静态速率为44.6%。5.在数字测速中，T法适用于低速，M法适用于高速。6.生产机械对速度控制系统的速度控制要求包括速度控制、稳定速度和加减速。7.DC电机调速的三种方法是调压、串联电阻调速和弱磁调速。8.双闭环DC

2、调速系统的启动过程分为三个阶段：升流阶段、恒流升流阶段和调速阶段。9.单闭环比例控制DC调速系统降低稳态速度降的实质在于其自动调节功能，可以随着负载的变化而改变电枢电压，以补偿电枢电路电阻压降的变化。1.恒定电压频率比控制是指向异步电动机供电的电压频率比是恒定的。10.基于稳态模型的异步电机控制方法包括电压调节和变压变频调节；基于动态数学模型的高性能控制方法包括FOC控制和直接转矩控制。11.在异步电动机的变压变频调速特性曲线中，低于基频的调速称为恒转矩调速，高于基频的调速称为恒功率调速。12.常用于控制逆变器的脉宽调制技术包括(1)针对电压正弦的脉宽调制控制技术，(2)针对电流正弦的脉宽调制

3、控制技术，以及(3)针对磁通正弦的空间矢量脉宽调制控制技术。13.转差频率控制的两个基本特征是：(1)定子电压和频率比的协调控制保持气隙磁通不变；(2)当气隙磁通不变时，电磁转矩与转差频率成正比。14.电磁耦合是机电能量转换的必要条件。电流和磁通量的乘积产生转矩，转速和磁通量的乘积产生感应电动势。15.异步电动机可视为双输入双输出系统。18.不同电机的物理模型相互等效的原理是不同坐标系中产生的磁势完全一致，总功率相等。19.在旋转坐标系中，异步电动机的电磁转矩方程为，它表示dq坐标系中的转子d轴电流。20.异步电动机在三相静止坐标系、两相静止坐标系或两相旋转坐标系中的动态数学模型必须由磁链方程

4、、电压方程、转矩方程和运动方程组成。21.根据异步电动机的工作原理，从定子传递到转子的电磁功率Pm可分为两部分：机械功率Pmech=拖动负载的(1-s)Pm；传递到转子电路的滑差功率为Ps=sPm。22.根据转差功率的处理方式，异步电机调速系统可分为三类，即转差功耗型、转差功率不变型和转差功率馈入型。23.异步电动机在变压调速过程中的机械特性如下：当电压降低时，Sm保持不变，最大转矩Tem降低。(减少、增加、不变)24.三相脉宽调制输出有八个空间电压矢量，其中六个是基本电压矢量，它们的幅值等于DC母线电压，空间角差为60，另外两个是零矢量。25.异步电动机三相模型的非线性和强耦合特性主要体现在

5、转矩方程和磁链方程中。26.异步电动机三相动态模型结构复杂。这29.根据转子磁链是否闭环控制，矢量控制系统可分为直接型和间接型。30.计算转子磁链的模型包括电压模型和电流模型，其中电流容易受到转子电阻变化的影响。32.异步电动机双馈调速系统的机械特性是：同步速度恒定，但理想的空载速度可以连续平稳地调节。33.在异步电动机的等值中，主要的坐标变换方法有静态三相转静态两相、静态两相转旋转两相和直角坐标转极坐标变换。34.不同电机等效的原理是转换前后磁动势不变，功率不变。35.DC速度控制系统可以通过循环电抗器来抑制电流脉动。36.几个小惯性环节被近似处理，或者它们被近似视为一个惯性环节。37.恒压

6、频比控制系统通常采用交流/DC/交流电压型变频器和交流/DC/交流电流型变频器。38.V-M反并联有一个循环可逆调速系统。当电机处于机械特性的第二象限时，正桥处于整流状态，而反桥处于逆变状态39.脉宽调制逆变器的主要形式有：脉宽调制、电流跟踪和空间矢量脉宽调制。40.三相异步电动机可以等效为两相交流电动机或DC电动机。41.速度控制系统的动态性能指标主要分为抗干扰性和跟随性；其中，抗扰度是指：最大速度降、扰动恢复时间、扰动动静态差42.DC电机有三种调速方式：降压调速、弱磁调速和能耗调速。43.异步电机常用的调速方法有六种，即：降压调速、差动离合器调速、转子串联电阻调速、绕线转子电机串级调速和

7、双馈电机调速、变对数调速和变电压频率调速。其中，转差不变量有：变对数调速和变电压频率调速，其中只有变电压频率调速应用广泛，可以构成高动态性能的交流调速系统。44.对于SPWM逆变器，SPWM的含义是正弦波脉宽调制，以正弦波作为逆变器输出的预期波形。当调制SPWM波时，调制波是与期望波频率相同的正弦波，载波是频率比期望波高得多的等腰三角波。SPWM逆变器的控制方式有同步调制、异步调制和混合调制。45.在速度电流双闭环调速系统中，当电网波动时，电流ACR调节器起主要作用；当负载扰动发生时，速度自动调节调节器起主要作用。46.对于异步电动机的变压变频调速，在基频下，必须同时按比例控制定子电压和定子频

8、率，并提高电压以补偿低频时的阻抗压降。低于基频的调速属于恒转矩调速；但是在基频以上，因为电压不能增加，所以必须增加定子频率以迫使磁通量减弱，这相当于DC电机的弱磁速度增加的情况，并且基频以上的速度调节属于恒功率速度调节。47.DC调速系统的理论基础；交流调速系统的理论基础。48.交流-DC-交流电压型变频器的主要电路元件是整流器、DC平滑电路和逆变器。49.在交流-DC-交流逆变器中，DC侧使用的滤波元件是一个大电容，因此DC电压波形相对平坦。在理想情况下，零内阻恒压源称为电压源逆变器，其输出交流电压波形为矩形波或阶梯波。DC侧使用的滤波元件电感较大，所以滤波比较直，相当于恒流。它被称为恒流源

9、逆变器，输出交流电流波形为矩形波或54.控制系统的动态性能指标是指以下指标和抗干扰指标，而速度控制系统的动态指标通常优先考虑抗干扰性能指标。55.在两组晶闸管反并联的可逆伏安系统中，回路中输入电抗器的作用是(抑制瞬时脉动循环)。56.双击式可控桥式可逆脉宽调制变换器在电机停止时仍有(高频微振动电流)，起到所谓“动态润滑”的作用。57.对于交流-DC-交流脉宽调制电压型变频器，再生制动需要增加(制动电路)，逆变器同时实现(调压)和(调频)，其动态响应不受中间环节的影响。58.SPWM逆变器输出的基频取决于(正弦波(调制波)。59.交流电机输入三个正弦电流的最终目的是在电机空间形成一个圆形旋转磁场

10、，而当异步电机由六拍梯形波逆变器供电时，其电压空间矢量运动轨迹是一个闭合的正六边形。60.异步电动机的坐标变换是基于产生相同旋转磁动势的原理，其目的是简化异步电动机的动力学模型。61.为了使异步电动机在调速时具有较高的动态性能，其动态模型的控制可以采用定向矢量控制系统(转子磁链)，也可以采用直接转矩控制系统(定子磁链)。62.在DC电机调压调速系统中，电机的最大转速为n N，调速范围、静态率和额定转速降之间的关系应满足：63.闭环系统可以获得比开环系统更难的稳态特性，从而在保证一定静态误差率的前提下，提高调速范围。为此付出的代价是必须增加检测和反馈设备以及电压放大器。64.比例积分控制结合了比

11、例控制和积分控制的优点。比例部分可以快速响应控制动作，积分部分可以最终消除稳态偏差。当负载电流小于Idm时，65速和电流双闭环调速系统的静态特性表明不存在静态速度差。这时，速度的负反馈在调节中起着主要作用。66.工程设计方法的基本思想是将调节器的设计方法分为两步：第一步是选择调节器的结构，以保证系统的稳定性和满足所需的稳态精度；第二步是选择调节器的参数以满足动态性能指标。67.环流可逆DC调速系统的典型控制方式是定量控制，即工作系统。68.当一组晶闸管整流时，另一组晶闸管处于反相状态，但两组触发脉冲的零位错开很远，完全消除了瞬时脉动环流的产生。这是一个不受位错控制的可逆系统。69.脉宽调制器是

12、一个电压脉冲转换装置，由电流调节器ACR输出的控制电压控制。70.串级调速系统可以实现异步电动机的平滑无级调速，并具有较高的调速性能，但代价是增加了串级调速装置。71.在S值的小范围内，只要气隙磁通保持不变，异步电动机的转矩与转差角频率近似成正比，这是转差频率控制系统的基本概念。72.常用的可控DC电源包括旋转交流单元、静态可控整流器、DC斩波器或脉宽调制转换器。73.速度控制系统的稳态性能指标包括速度控制范围和静态转差率。74.反馈控制系统的功能是抗干扰和服从给定。75.当电流连续且控制角改变时，V-M系统可以得到一组平行的机械特性曲线。76.普通速度控制系统，在基础速度下按恒转矩速度控制方

13、式，在基础速度以上按恒功率速度控制方式。77.动态性能指标82.电流截止负反馈的作用是限制电流83.负反馈的作用是抵抗干扰84.静态环流可分为DC平均环流和瞬时脉动环流85.自动控制系统的动态性能指标包括给定输入信号的以下性能指标和干扰输入信号的抗干扰性能指标。86.脉宽调制转换器可以通过调节电力电子开关来调节输出电压。87.根据不同的电源类型，脉宽调制逆变器可分为电压型和频率型88.速度单闭环DC控制系统可以通过引入电流环控制来改善系统的动态性能。89.在速度和电流双闭环速度控制系统的启动过程中，速度调节器ASR将经历三种情况：不饱和、饱和和不饱和。90.在交流调速的基本类型中，最节能、最省

14、力的调速方案是变压变频调速91.无静差DC调速系统的本质是调节器包含比例积分环节。92.比例积分控制结合了比例控制和积分控制的优点，比例部分可以快速响应控制动作。93.电流调节器能及时对电网电压的波动起到抗干扰作用。94.速度控制系统的静态误差率指标应以最低速度下可达到的值为准。95.电流调节器能及时对电网电压的波动起到抗干扰作用。96.反馈控制系统的功能是抗干扰和服从给定。97.双闭环DC调速系统的启动过程包括：调速阶段；当前上升阶段；恒流加速阶段。98.交流异步电动机的动态数学模型具有高阶、非线性和强耦合的特点。99.常见的可控DC电源包括旋转交流单元、静态可控整流器、DC斩波器(或脉宽调

15、制转换器)。100.脉宽调制转换器可以通过调节电力电子开关来调节输出电压。101.速度和电流双闭环调速系统中速度调节器的英文缩写是ASR。102.速度电流双闭环速度控制系统的启动过程具有饱和非线性控制、速度超调和准时间优化的特点。103.调节器的设计顺序是内环和外环：从内环开始，逐渐向外扩展。常用的调节器设计方法包括工程设计法、调节器优化整定法、模型系统法和振荡指标法。104.在速度和电流双闭环速度控制系统中，速度环是按照典型的型系统设计的，抗干扰能力强，稳态无静态误差。105.在速度电流双闭环调速系统中，电流环是根据典型的型系统设计的，抗干扰能力差，超调量小。106.晶闸管-电机调速系统(简称V-M系统)，其中VT为晶闸管可控整流器，通过调节触发装置GT的控制电压Uc，可以改变触发脉冲的相位，从而改变整流电压Udo，实现平滑调速。107.对于要求DC电机在一定范围内无级平滑调速的系统，最好是(调整电枢供电电压)。变化(阻力)只能分阶段调整；弱磁(磁通量)可以平滑地调节速度，但速度范围不大，通常只配合电压调节方案，使小范围的弱磁速度增加