精選資料運控復習題

1、運動控制系統(tǒng)復習思考題1.1、要想調(diào)節(jié)直流電動機的轉速，有哪幾種方法？各自有什么特點？1.2、常用的可控直流電源有哪幾種？各自有什么特點？1.3、 雙極式控制的橋式可逆 PWh變換器的工作原理及特點？1.4、什么叫泵升電壓？怎樣限制？1.5、調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標有哪些？各是什么含義？1.6、開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的關系？1.7、閉環(huán)系統(tǒng)能減少穩(wěn)態(tài)速降的實質(zhì)是什么？1.8、掌握轉速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構框圖。1.9、帶電流截止負反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構框圖。1.10、掌握轉速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結構框圖。1.11、掌握比例積分控制規(guī)律；無靜差調(diào)速系統(tǒng)為什么能實現(xiàn)無

2、靜差？1.12、課本 P50:1-4、1.5、1-6、1-7、1-8、1-9、1-10、1-11、1-12、1-13、1-14、1-151.13、 由三相橋式全控整流電路供電的V-M系統(tǒng)，電動機數(shù)據(jù)如下：PN=90kW U=440V, I n=220A，nN=1800r/min，電樞電阻 艮=0.874，忽略整流橋內(nèi)阻和平波電抗器電阻，假設空載電樞電流為額定電流的10 %，而且電流是連續(xù)的。1） 試求控制角=00和300時的空載轉速；2） 若要在額定電流時達到額定轉速，求此時的控制角、系統(tǒng)功率因數(shù)以及靜差率s。答：1） . =00時的空載轉速為 2119r/min , 30時的空載轉速為182

3、4r/min ;2） .=28, cos = 0.82 , s= 0.03951.14、在電壓負反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當下列參數(shù)變化時系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用，為什么？ 1 ）放大器的放大系數(shù) Kp 2 ）供電電網(wǎng)電壓 3 ）電樞電阻4 ）電動機勵磁電流 5 ） 電壓反饋系數(shù)答：1）、2）參數(shù)變化時，系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用。3）、4）、5）參數(shù)變化時，系統(tǒng)無調(diào)節(jié)作用。1.15、試回答下列問題1） 在轉速負反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負載后又進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，此時晶閘管整流 裝置的輸出電壓Ud較之負載變化前是增加、減少還是不變？2） 在無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負載后進入穩(wěn)定時轉速n和整流裝置的輸出電壓

4、Ud是增加、減少、還是不變？3） 在采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)對象包含有積分環(huán)節(jié)，突加給定后PI調(diào)節(jié)器沒有飽和，系統(tǒng)到達穩(wěn)態(tài)前被調(diào)量會出現(xiàn)超調(diào)嗎？答：1） Ud減少 2 ） n不變，Ud增加 3 ）一定超調(diào)1.16、 轉速單閉環(huán)控制系統(tǒng)如下圖所示，已知數(shù)據(jù)如下：電動機：Pn二10kW , U N二220V ,In =55A, nN = 1500r/min ,0.51。整流裝置內(nèi)阻 Rc = 03，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks =35。最大給定電壓U；m =8V ,當主電路電流達到最大值時，整定電流反饋電壓U im =8V。設計指標：要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍D = 25，靜差率S乞10

5、%。1計算Ce,額定負載時，開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降 nd及閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù) nop,K。滿足靜差率要求時,閉環(huán)2.轉速反饋系數(shù)，調(diào)節(jié)器放大系數(shù) K p。3.4.1門“的閉環(huán)靜特性。2系統(tǒng)是否有靜差？若有靜差，應采取何種實際可行的措施消除靜定性畫出當Id乞In時，Un - J nN和U（計算時小數(shù)點后保留 3位，若數(shù)值較小時，應保留三位有效位1.17、在某一調(diào)速系統(tǒng)中，要求調(diào)速范圍1000態(tài)轉速降是多少？若開環(huán)靜態(tài)速降是100r/mi n2差o）（15 分）100r/min，靜差率s=5 %，試問此時允許的靜，則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)為多大？解：由nminn min s100

6、0.055.26r /min10 0.95_2op _1 =嘰526-182.1、掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖，注意2.2、掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構框圖中各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算。2.3、掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結構框圖、起動過程分析（三個階段）。2.4在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉速調(diào)節(jié)器有哪些作用？其輸出限幅值應按什么要求來 整定？電流調(diào)節(jié)器有哪些作用？其輸出限幅值應如何整定？（P71）II型系統(tǒng)的超調(diào)量大，抗干擾 II型系統(tǒng)。2.5、在設計雙閉環(huán)系統(tǒng)時，選擇轉速和電流環(huán)結構的依據(jù)是什么？答：典型I型系統(tǒng)在動態(tài)跟隨性能好，但抗干擾能力差，而典型 能力好。因此電流環(huán)設計

7、成典型I型系統(tǒng)，轉速環(huán)設計成典型2.6、在設計電流環(huán)時，如何處理反電動勢的作用？答：相對于電流變化而言，反電動勢變化相對緩慢，所以在設計電流環(huán)時，反電動勢的變化忽 略不計。2.7、課本 P95:2-5、2-6、2-7、2-8、2-9、2-14 （前三小題）（注意2-5與2-7中反饋線斷線、堵轉的區(qū)別）2.8、課本 P79:例題 2-1、2-2。2.9、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有三個特點。2.10、在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉速調(diào)節(jié)器有哪些作用？其輸出限幅值應按照什么要 求來整定？電流調(diào)節(jié)器有哪些作用？其限幅值應如何整定？2.11、按下述兩種情況定性分析轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的轉速

8、和電流的變化規(guī)律, 個調(diào)節(jié)器的輸出與控制作用，定性畫出轉速、電流的過渡曲線:負載電流為I dL時，突加給定的起動過程，設最大電樞電流為ldm ；系統(tǒng)穩(wěn)定后，負載電流由IdL加大到IdN , IdN ： Idm2.12、有一轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，已知電動機參數(shù)為：Pn =5.5kw , Un =220V , In=28A，nN=1490 r/min，電樞回路電阻 R=0.8 Q ,允許電流過載倍數(shù) 入=1.8，電磁時間常 數(shù)Tl=0.048s，機電時間常數(shù)Tm=0.185s，主電路采用三相橋式整流電路，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=35，整流電裝置內(nèi)阻 Rres=1.3Q，平均失控時間常數(shù) T

9、s=0.0017s,最大 輸入、輸出電壓均為10V，電流反饋濾波時間常數(shù)Ti=0.002s，轉速反饋濾波時間常數(shù)Ton=0.015s。(1) 計算電流反饋系數(shù)3，轉速反饋系數(shù)a。(2) 按典型I型系統(tǒng)設計電流調(diào)節(jié)器結構和參數(shù)，其中KT=0.5。(3) 按典型II型系統(tǒng)設計轉速調(diào)節(jié)器，其中h=5，選擇調(diào)節(jié)器結構并計算參數(shù)。(計算時小數(shù)點后保留3位，若數(shù)值較小時，應保留三位有效位)3.1、掌握采用旋轉編碼器的三種測速方法(M法、T法、M/T法)、應用場合及各自的精度指標。4.1、兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路中有哪幾種環(huán)流？它們是怎樣產(chǎn)生的？各有哪些害處和 益處？答：有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點是：在

10、可控環(huán)流系統(tǒng)中存在少量環(huán)流，可將環(huán)流作為流過晶閘 管的基本負載電流，即使在電動機空載或輕載時，也可以使晶閘管裝置工作在電流連續(xù)區(qū)，避 免了電流斷續(xù)引起的非線性現(xiàn)象對系統(tǒng)靜、動態(tài)性能的影響；而且保證電流的無間斷反向，加 快反向時的過渡過程。有環(huán)流可逆系統(tǒng)的缺點是：在環(huán)流可逆系統(tǒng)中需要設置環(huán)流電抗器，體積大，投資大。無環(huán)流可逆系統(tǒng)的優(yōu)點是：在無環(huán)流可逆系統(tǒng)中無需設置環(huán)流電抗器，沒有附加環(huán)流損耗，從 而可節(jié)省變壓器和晶閘管的附加設備容量。無環(huán)流可逆系統(tǒng)的缺點是：1.由于延時造成了電流換向死區(qū)，影響過渡過程的快速性；因為沒有設置環(huán)流電抗器，因此決不允許系統(tǒng)中出現(xiàn)環(huán)流。4.2、 分析配合控制的有環(huán)流可逆

11、系統(tǒng)反向的起動和制動過程。畫出各參變量的動態(tài)波形，并說 明在每個階段中 ASR和ACR各起什么作用？ VR和VF各處于什么狀態(tài)？(參照 P128圖4-10 )4.3、掌握邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理。4.4、論述邏輯無環(huán)流可逆晶閘管一直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的由正向電動到反向電動的過程，如 何實現(xiàn)電樞電流的反向。第5章5.1、常見的異步電動機調(diào)速方法有哪些？從能量轉換的角度看，其調(diào)速方法可分為哪幾類?5.2、簡述交流變壓調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適用場合。*5.3、寫出定子繞組感應電動勢E和氣隙磁場 m的表達式，分析異步電機變頻調(diào)速的電壓頻率m的變化4條，協(xié)調(diào)控制規(guī)律，論述基頻以下和基頻以上，

12、定子電壓U、電源頻率 f1、氣隙磁場規(guī)律，在低頻時，應作何處理，畫出電壓頻率特性曲線，不同頻率的機械特性（畫出fl1 ： fl2 ： flN ： fl3，其中 fll 為低頻，flN 為額定頻率）。第6章6.1、在Us/.,、Eg / ”、Er/.,三種協(xié)調(diào)控制規(guī)律下，異步電機調(diào)速系統(tǒng)的機械特性各有什么特點?P1636.2、電流型與電壓型逆變器相比，在性能上有哪些差異？P1686.3、SVPWM控制模式有什么特點？P1826.4、掌握P185頁圖6-37通用變頻器一異步電動機調(diào)速系統(tǒng)原理圖中各個模塊的作用。6.5、根據(jù)電壓空間矢量合成的表達式，畫出空間矢量圖，在圖中標出相應的參數(shù)，說明參數(shù)和

13、矢量的意義，求出零矢量的作用時間。6.6、分析轉差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。答：系統(tǒng)結構如圖所示，轉速調(diào)節(jié)器ASR的輸出信號是轉差頻率給定信號，s，s與實測轉速信號* * * *相加，即得定子頻率給定信號 1，即 Sr，由 1和定子電流反饋信號Is從Us=f（* * *1，Is ）函數(shù)中查得定子電壓給定信號Us，用Us和-控制PWMfe壓型逆變器。轉差角頻率 Udor,即 時產(chǎn)生的。瞬時脈動換流是由于 Udof和Udor瞬時值不等產(chǎn)生的。動態(tài)換流在穩(wěn)態(tài)運行時不產(chǎn)生，只有在控制角改變的動態(tài)過程中產(chǎn)生。換流的害處是：增加了晶閘管和變壓器的負擔，消耗無用的功率，換流太大時甚至會導致晶閘 管損壞。環(huán)

14、流的益處：若存在少量環(huán)流，可將環(huán)流作為流過晶閘管的基本負載電流，即使在電動機空載 或輕載時，也可以使晶閘管裝置工作在電流連續(xù)區(qū)，避免了電流斷續(xù)引起的非線性現(xiàn)象對系統(tǒng) 靜、動態(tài)性能的影響；而且保證電流的無間斷反向，加快反向時的過渡過程。3-3解釋待逆變、正組逆變和反組逆變，并說明這三種狀態(tài)常出現(xiàn)在何種場合？答：待逆變：在可逆系統(tǒng)中，當正組工作時，逆變組只有逆變電壓，沒有逆變電流，處于等待 逆變狀態(tài)。正組逆變是指正組進行回饋制動使所進行的逆變。 反組逆變是指反組正在進行逆變，是反向制動階段。3-4有環(huán)流系統(tǒng)和無環(huán)流系統(tǒng)比較，有何優(yōu)缺點？并說明有環(huán)流可逆系統(tǒng)的適用場合。答：有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點是

15、：在可控環(huán)流系統(tǒng)中存在少量環(huán)流，可將環(huán)流作為流過晶閘 管的基本負載電流，即使在電動機空載或輕載時，也可以使晶閘管裝置工作在電流連續(xù)區(qū)，避 免了電流斷續(xù)引起的非線性現(xiàn)象對系統(tǒng)靜、動態(tài)性能的影響；而且保證電流的無間斷反向，加 快反向時的過渡過程。有環(huán)流可逆系統(tǒng)的缺點是：在環(huán)流可逆系統(tǒng)中需要設置環(huán)流電抗器，體積大，投資大。無環(huán)流可逆系統(tǒng)的優(yōu)點是：在無環(huán)流可逆系統(tǒng)中無需設置環(huán)流電抗器，沒有附加環(huán)流損耗，從 而可節(jié)省變壓器和晶閘管的附加設備容量。無環(huán)流可逆系統(tǒng)的缺點是：1由于延時造成了電流換向死區(qū)，影響過渡過程的快速性；因為沒有設置環(huán)流電抗器，因此決不允許系統(tǒng)中出現(xiàn)環(huán)流。一、簡答題1請寫出直流電動機在穩(wěn)

16、態(tài)時的機械特性表達式，從中可以得到哪幾種調(diào)速方法？2. 在轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，改變給定電壓能否改變電動機的轉速？為什么？如果給定電壓不 變，調(diào)節(jié)測速反饋電壓的分壓比，是否能夠改變轉速？為什么？如果測速發(fā)電機的勵磁發(fā)生了 變化，系統(tǒng)有克服這種擾動的能力？為什么？3. 在轉速負反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當電網(wǎng)電壓、負載轉矩、電動機勵磁電流、電樞電阻、測速發(fā)電 機勵磁各量發(fā)生變化時，都會引起轉速的變化，試問系統(tǒng)對上述各量有無調(diào)節(jié)能力？為什么？4. 在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速負反饋調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止環(huán)的作用是什么？5. 在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速負反饋系統(tǒng)中，如果截止比較電壓發(fā)生變化，對系統(tǒng)的靜特性有什么影響？如果

17、電流反饋電阻Rs的大小發(fā)生變化，對靜特性有什么影響？6. 為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的？在轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當積分調(diào)節(jié)器的輸入 偏差電壓AU = 0時，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它決定于哪些因素？7. 在對調(diào)速系統(tǒng)進行穩(wěn)態(tài)、動態(tài)性能分析時，經(jīng)常使用的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)性能指標有哪些？8. 無靜差調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)電機精度的影響？為什么？9. 在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器分別有哪些主要作用？10. 轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差（給定與反饋之差）電壓 是多少？它們的輸出電壓是多少？為什么？11. 如果轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速

18、系統(tǒng)的轉速調(diào)節(jié)器不是PI調(diào)節(jié)器，而是比例調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能會有什么影響？12. 在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器均采用 PI調(diào)節(jié)器。當系統(tǒng)帶額定負載運行時， 轉速反饋突然斷線，系統(tǒng)重新進入穩(wěn)態(tài)后，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓 Ui是否為零？為什么？13. 在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉速給定信號Ui*未改變，若增大轉速反饋系數(shù)a,系統(tǒng)穩(wěn)定后轉速反饋電壓 Un是增加還是減少？為什么？15. 采用旋轉編碼器的數(shù)字測速方法有哪三種？其適用范圍分別是什么？16. 在直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制中，常用的有哪幾種數(shù)字濾波方法？17. 位置隨動系統(tǒng)的主要特征是什么？18. 位置隨動系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)

19、的主要區(qū)別是什么？二、系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性漸進線（伯德圖）如下圖所示，定性說明中頻段、低頻段、高頻段和截止頻率 C （或稱剪切頻率）與閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)響應的關系。（8 分）L()/dB一 （25分）在VM可逆直流謂速農(nóng)統(tǒng)中，如圖】，分別采用正組冏閘鈴VFfil 反細品閘管VR為電型機供電，電動機的四缺限運伉試根器系統(tǒng)的運ft轉 性丫O）寫出直議電動機的機械靜特性表達認：從中可以健到嚟些調(diào)速力址畀（2）根據(jù)對可逆調(diào)謹系統(tǒng)帕運疔過程的分析，填表I屮的晶剤管裝置和電動機 的備個工柞狀矗#01衣1V1可逆凋連系統(tǒng)的工杵狀念VM竈統(tǒng)陰.1 ft狀態(tài)iF.h,： 11if向制動反向運b反向

20、制動電樞嵋堪壓極性+電樞電流極性+電機康轉萬向+電機運廳狀矗咆動品m件工作的粗別驅VF,幣沅機械特性所在象限 Si表中各畚餐的極性以正向電動方向為正審考方向一、某轉速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖如圖一，其中 Kp是放大器的電壓放大系數(shù), Ks是電力電子變換器的電壓放大系數(shù)， a是轉速反饋系數(shù)，Udo是電力電子變換器理想空載輸 出電壓，根據(jù)P調(diào)節(jié)的特點，試回答下面的問題：3心一仲A3 J廠a圖I（1）寫出直流電動機的機械師樣性農(nóng)達從屮可以得到哪映訥理加（即寫出宜謊變壓謂速輪St中，調(diào)速范用人訓算率S和帥迄連降All曲之間的關蔡:CM如右圖，當傲載轉矩山T究增到石；時.在圖中畫出轉i小 偽差

21、電壓心悅和控制電* U的變化過科曲線一（4）以下各楚發(fā)生變化時、禪會引起轉 il： II勺叱化：il電M電15 bfl截轉紀c. 電功機勵鐵電流&電樞電阻,匕測速發(fā) 電機勵磁*匸給宦由灑的精度。問系貌對 上述務量有無詭節(jié)能力？并簡要說明理 dr通過調(diào)節(jié)閉環(huán)幫緩的哪個鐘6可以 械小察綬的穩(wěn)矗遽降？如果養(yǎng)讓誅系統(tǒng) 成為無靜蘋調(diào)速蔡貌，益樣改變有關環(huán) 節(jié)才二、某帶電流截止負反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖如下所示，其中Kp是放大器的電壓放大系數(shù)，Ks是電力電子變換器的電壓放大系數(shù)，a是轉速反饋系數(shù)，Udo是電力電子變換器理想空載輸出電壓，Ucom是比較電壓，現(xiàn)作如下假設：（1）系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的輸入輸出關系是線性的。（2）忽略控制電源和電位器的內(nèi)阻，試回答下面問題：1/ 況.L41(1) 簡要說明電流截止環(huán)節(jié)在系統(tǒng)運行中的作用。(2) 推導該閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械靜特性表達式，并畫出它的機械特性曲線。(3) 帶電流截止負反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，與轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的啟動性能是否相 同？試簡要分析。三、在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器ASR、ACR均采用PI調(diào)節(jié)器，UPE為電力電子變換器。假設反饋系數(shù) a、B，額定轉速n ,負載電流Idi,電樞電路電阻 R, UPE放大系 數(shù)Ks均為已知數(shù)。(1) 簡要說明直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是