運(yùn)動控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱及答案.doc

運(yùn)動控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱一、選擇題（每題2分，總計(jì)20分） 1、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本思想是控制（ B ）。A、電機(jī)的調(diào)速精度 B、電機(jī)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩 C、電機(jī)的氣隙磁通 D、電機(jī)的定子電流2、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本思想是控制（ B ）。A、電機(jī)的調(diào)速精度 B、電機(jī)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩 C、電機(jī)的定子電流 D、電機(jī)的氣隙磁通3、關(guān)于變壓與弱磁配合控制的直流調(diào)速系統(tǒng)中，下面說法正確的是（ A ）。A 當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，變壓調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)調(diào)速。B 當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，變壓調(diào)速，屬于恒功率性質(zhì)調(diào)速。C 當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，弱磁調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)調(diào)速。D 當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，弱磁調(diào)速，屬于恒功率性質(zhì)調(diào)速。 4、在晶閘管反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)中，配合控制可以消除（ B ）。A 靜態(tài)環(huán)流 B 直流平均環(huán)流 C 瞬時(shí)脈動環(huán)流 D 動態(tài)環(huán)流 5、在交直交變頻裝置中，若采用不控整流，則PWN逆變器的作用是（ C ）。A、調(diào)壓 C、調(diào)壓調(diào)頻B、調(diào)頻 D、調(diào)頻與逆變6、下列交流異步電動機(jī)的調(diào)速方法中，應(yīng)用最廣的是（ C ）。A、降電壓調(diào)速 B、變極對數(shù)調(diào)速 C、變壓變頻調(diào)速 D、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 7、在三相橋式反并聯(lián)可逆調(diào)速電路和三相零式反并聯(lián)可逆調(diào)速電路中，為了限制環(huán)流，需配置環(huán)流電抗器的數(shù)量分別是（ D ）。A 1個和2個 B 2個和1個 C 2個和4個 D 4個和2個8、交流異步電動機(jī)采用調(diào)壓調(diào)速，從高速變到低速，其轉(zhuǎn)差功率（ D）。A不變 B減小 C增大 D 為09、異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)中，串級調(diào)速裝置的容量（ A ）。A 隨調(diào)速范圍的增大而增大 B 隨調(diào)速范圍的增大而減小 C 與調(diào)速范圍無關(guān) D 與調(diào)速范圍有關(guān)，但關(guān)系不確定10、在恒壓頻比控制（即=常數(shù)）的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，在基頻以下變頻調(diào)速時(shí)進(jìn)行定子電壓補(bǔ)償，其目的是（ C ）。A 維持轉(zhuǎn)速恒定 B 維持定子全磁通恒定 C 維持氣隙磁通恒定 D 維持轉(zhuǎn)子全磁通恒定11、帶有比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，如果轉(zhuǎn)速的反饋值與給定值相等，則調(diào)節(jié)器的輸出為（ A ）A、零； B、大于零的定值C、小于零的定值； D、保持原先的值不變 12、無靜差調(diào)速系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器中P部份的作用是（D）A、消除穩(wěn)態(tài)誤差； B、不能消除穩(wěn)態(tài)誤差也不能加快動態(tài)響應(yīng)C、既消除穩(wěn)態(tài)誤差又加快動態(tài)響應(yīng)；D、加快動態(tài)響應(yīng)13、異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速時(shí)，采用（ B ）控制方式，可獲得一線性機(jī)械特性。A、U1f1=常值； B、Eg/f1=常值；C、Es/f1=常值； D、Er/f1=常值14、一般的間接變頻器中，逆變器起（ B ）作用。A、調(diào)壓； B、調(diào)頻；C、調(diào)壓與逆變； D、調(diào)頻與逆變15、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本思想是控制（C）。A、電機(jī)的調(diào)速精度； B、電機(jī)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩；C、電機(jī)的氣隙磁通； D、電機(jī)的定子電流16、SPWM逆變器是利用正弦波信號與三角波信號相比較后，而獲得一系列（A）的脈沖波形。A、等幅不等寬； B、等寬不等幅；C、等幅等寬； D、不等寬不等幅；命題教師 院系負(fù)責(zé)人簽字 17、靜止式串級調(diào)速系統(tǒng)的附加直流電勢由（D）實(shí)現(xiàn)。A、直流發(fā)電機(jī)； B、蓄電池；C、工作在整流狀態(tài)的可控整流器； D、工作在逆變狀態(tài)的可控整流器18、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)能保證以最大加速度起動的原因取決于（ C ）。A ASR、ACR均不飽和 B ASR、ACR均飽和C ASR飽和 D ACR飽和19、3適合于高速的數(shù)字測速方法為（A）A M法 B T法 C M/T法 D C法20、10PWM變頻器中，（ D ）控制方式可在異步電動機(jī)內(nèi)部空間形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。A SPWM B SHEPWM C CFPWM D SVPWM 二、填空題（每題2分，總計(jì)20分） 11、各種電力拖動自動控制系統(tǒng)都是通過控制 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 來工作的。2、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程特點(diǎn)是 飽和非線性控制 、 準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制 和 轉(zhuǎn)速超調(diào) 。3、反饋控制系統(tǒng)的作用是： 抵抗 擾動 ， 服從給定 。4、V-M系統(tǒng)中，采用三相整流電路，為抑制電流脈動，可采用的主要措施是 設(shè)置平波電抗器 。5自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)包括對給定輸入信號的跟 隨性能指標(biāo) 和對擾動輸入信號的 抗擾性能指標(biāo) .6SPWM控制技術(shù)包括 單極性 和 雙極性 兩種方式。7、調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)包括 調(diào)速范圍 和 靜差率 。8、交流異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制方式有 恒磁通控制、恒功率控制 和 恒電流控制 三種。9、三相異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個 高階 、 非線性 、強(qiáng)耦合 、 的多變量系統(tǒng)。10、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，采用PI調(diào)節(jié)器，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速n取決于 給定電壓Un* 、ASR的輸出量取決于 負(fù)載電流Idl 。11、直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源有：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組（G-M系統(tǒng)）、 靜止可控整流器 、 直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器 。12衡量直流調(diào)速系統(tǒng)常見的指標(biāo)為 調(diào)速范圍 ， 靜差率 ，額定速降。三者的關(guān)系為： P22 。 13直流調(diào)速系統(tǒng)若采用V-M調(diào)速，一般應(yīng)用在_ 大功率 _場合；若采用PWM調(diào)速，一般應(yīng)用在 中小容量 場合。14轉(zhuǎn)速、電流反饋控制系統(tǒng)起動過程中的三個特點(diǎn)為： 飽和非線性控制 、 轉(zhuǎn)速超調(diào) 、準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)。15數(shù)字測速的精度指標(biāo)有： 分辨率 、 測速誤差率 。16數(shù)字PI調(diào)節(jié)器的位置式算法為_ P 46 。17V-M可逆系統(tǒng)中會存在 瞬時(shí)脈動 環(huán)流，消除直流平均環(huán)流可采用=配合控制控制，抑制瞬時(shí)脈動環(huán)流可采用 環(huán)流電抗器 。18異步電機(jī)采用恒壓頻比控制時(shí)，隨著頻率的降低，n0會 降低 ，n會 不變 ，Temax會 不變 。19基于穩(wěn)態(tài)模型的變頻調(diào)速系統(tǒng)有 轉(zhuǎn)速開環(huán)調(diào)壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差系統(tǒng) 兩類。 20、異步電動機(jī)三相模型的非線性強(qiáng)耦合性質(zhì)主要體現(xiàn)在 磁鏈 方程和 （ 電壓）轉(zhuǎn)矩 方程。三、分析簡答題（ 每題10分，總計(jì)30分）1、調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？P212、什么叫環(huán)流? 并說明有環(huán)流可逆系統(tǒng)的適用場合。P103答：只限于兩組晶閘管之間流通的短路電流稱為環(huán)流。適應(yīng)于中小容量系統(tǒng)，有較高快速性能要求的系統(tǒng)。3、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本特征。P562.12答：（1）具有比例放大器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是有靜差的。（2）閉環(huán)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾性能，反饋閉環(huán)系統(tǒng)具有很好的抗擾性能，對于作用在被負(fù)反饋所包圍的前向通道上的一切擾動都能有效的抑制。（3）閉環(huán)系統(tǒng)對給定信號和檢測裝置中的擾動無能為力。4、什么是SPWM，它有何特點(diǎn)？請簡述其工作原理。P1535.5答：特點(diǎn)：（1）主回路結(jié)構(gòu)簡單，只有一個功率控制級，輸入級為不控整流器，功率因素和功率都高。（2）采用SPWM控制，輸出電壓和頻率的協(xié)調(diào)控制同時(shí)在逆變器中完成，避免了大慣性直流濾波環(huán)節(jié)對調(diào)壓響應(yīng)的影響?？焖夙憫?yīng)性不僅有利于實(shí)時(shí)控制，還有利于開環(huán)應(yīng)用 。（3）采用雙極性，分段同步正弦脈寬調(diào)制技術(shù)，輸出具有完善對稱性的SPWM電壓波形，基波分量大，提高了逆變器的利用率并有效地消除或抑制低次有害諧波，降低了噪聲，能在很寬的調(diào)頻范圍內(nèi)使電動機(jī)穩(wěn)定工作，低速運(yùn)行性能好。在采樣控制理論中有一個重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。沖量即指窄脈沖的面積。這里所說的效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。即當(dāng)它們分別加在具有慣性的同一個環(huán)節(jié)上時(shí)，其輸出響應(yīng)基本相同。如果把各輸出波形用傅立葉變換分析，則其低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。上述原理可以稱之為面積等效原理，它是PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。把圖2-1a的正弦半波分成N等份，就可以把正弦半波看成是由N個彼此相連的脈沖序列所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于 /N，但幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，就得到圖2-1b所示的脈沖序列,這就是PWM波形。可以看出各脈沖的幅值相等，而寬度是按正弦波規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對于正弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。像這種脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形，也稱SPWM（Sinusoidal PWM）波形。要改變等效輸出的正弦波的幅值時(shí)，只要按照同一比例系數(shù)改變上述各脈沖的寬度即可。5、請簡述交流異步電動機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速的工作原理，并對三種常用的調(diào)壓方法進(jìn)行說明。答：當(dāng)改變電動機(jī)的定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同的轉(zhuǎn)速。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源。目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種晶。閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實(shí)現(xiàn)自動控制。調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機(jī)械。（1）通過改變自耦變壓器變化，來改變電機(jī)電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。（2）通過改變直流勵磁電流來控制鐵心的飽和程度，改變交流電抗值，改變電機(jī)電壓，實(shí)現(xiàn)降壓調(diào)速。飽和交流電抗小，電機(jī)定子電壓高。（3）通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，來調(diào)節(jié)電動機(jī)的端電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。6、什么是雙饋調(diào)速?它與串級調(diào)速由什么不同？P204四、計(jì)算題（ 每題15分，總計(jì)30分）1、 有一個晶闡管電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，已知：電動機(jī)： ，整流裝置內(nèi)阻,電樞回路電抗器電阻，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù).（1） 系統(tǒng)開環(huán)工作時(shí)，試計(jì)算調(diào)速范圍D=30時(shí)的靜差率s值。 （2） 當(dāng)D=30，s=10%，計(jì)算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。 （3） 如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求D=30， s=10%，在時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)和放大器放大系數(shù).P582.122、 有一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為，要求校正為典型型系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)的超調(diào)量（按線性系統(tǒng)考慮）。試決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。 P943.73、某一調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉(zhuǎn)速特性為 =1500r / min ，最低轉(zhuǎn)速特性為=150r / min ，帶額定負(fù)載時(shí)的速度降落 =15r / min ，且在不同轉(zhuǎn)速下額定速降不變，