直流調速控制系統(tǒng)2010-2011試卷

1、編號：重科院（學信息2010-2011-2）考字第（ ）號 第 9 頁專業(yè)班級： 姓 名： 學 號： 密 封 線 裝 訂 線重 慶 科 技 學 院2010/2011學年第2學期考試試卷(A)卷課程名稱：直流調速控制系統(tǒng) 適用專業(yè)年級：自應本2008級本卷共 6 頁，考試方式： 閉卷 ，考試時間： 120 分鐘題 號一二三四五六七八九十總 分得 分閱卷人一、選擇題：（本題共5小題，每小題2分，共10分）1、轉速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)在啟動時，若電流調節(jié)器飽和，則啟動過程將（A ）。A、增長 B、減短C、不變D、視其它條件不同而不同2、若雙閉環(huán)系統(tǒng)在正常運行中,電流負反饋開路,系統(tǒng)將（B ）。A、轉速迅

2、速上升，最終導致“飛車”。B、轉速迅速上升，最終穩(wěn)定在某值，此時=0 C、速迅速上升，最終穩(wěn)定在某值，此時=·ILD、轉速迅速上升，最終穩(wěn)定在某值，此時=3、采用PI調節(jié)器的雙閉環(huán)調速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度受（A）影響。A、轉速反饋系數(shù)B、電流反饋系數(shù)C、電源電壓UD、負載電流IL4、下在無靜差的轉速負反饋系統(tǒng)中，下面哪個量（A）發(fā)生變化在系統(tǒng)穩(wěn)定后，既能引起轉速改變，又能引起整流裝置的輸出電壓Udo也改變。A、給定電壓B、電網電壓C、負載轉矩 D、電動機勵磁電流5、采用PI調節(jié)器的雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，要改變其堵轉電流，可改變（C）A、給定電壓 B、轉速反饋系數(shù)C、電流反饋系數(shù) D、負載電流IL二

3、、填空題：（本題共13小題，每空1分，共35分）1、常用的可控直流電源有以下三種：旋轉變流機組；靜止可控整流器；直流斬波器和脈寬調制變換器、。1、 2、一個合格的控制系統(tǒng)，必須滿足三項基本要求：穩(wěn)定且有一定的穩(wěn)定裕量、快速性好、抗干擾能力強、。3、自然環(huán)流可逆調速系統(tǒng)的制動過程包括本組（橋）逆變和它組（橋）制動兩個階段，其本質分別是電流下降 和轉速下降 。4、控制系統(tǒng)的精度依賴于給定穩(wěn)壓電源和反饋量檢測元件的精度。5、轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的啟動過程主要有那三個階段電流上升階段；恒流升速階段；轉速調節(jié)階段、 。2、 6、自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括跟隨性能指標；抗擾性能指標和兩類。7、設計

4、多環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是：從內環(huán)開始，一環(huán)一環(huán)地逐步向外擴展。8、無環(huán)流邏輯控制器DLC由電平檢測、邏輯判斷、延時電路、聯(lián)鎖保護、和四個基本環(huán)節(jié)組成。3、 9、PWM變換器有不可逆和可逆兩類，可逆變換器又有單極式、雙極式、受限單極式、 、等多種形式。10、轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)在額定狀態(tài)穩(wěn)定運行時，兩個調節(jié)器的輸出分別為：ASR-Inom、ACR。11、在采用兩組晶閘管反并聯(lián)或交叉連接的可逆系統(tǒng)中，實行配合控制；邏輯裝置，保證任何情況下都只有一組導通；錯位控制措施可消除直流平均環(huán)流，采用措施可消除瞬時脈動環(huán)流，采用措施可消除動態(tài)環(huán)流。12、數(shù)字濾波中常用的方法有（ 算術平均濾波 ）、（ 中值

5、濾波 ）、（ 中值平均濾波 ）。13、如果能夠做到隨著負載增加轉速有所下降時及時調整晶閘管的控制角，（提高）整流電源的輸出電壓，電動機的轉速就會有一定的（ 回升 ）。三、判斷題：（本題共10小題，每小題1分，共10分）1、（ ）轉速單閉環(huán)負反饋系統(tǒng)中，電動機勵磁電流、轉速反饋系數(shù)發(fā)生變化時，系統(tǒng)對它們無調節(jié)作用。2、（ ）要提高帶電流截止負反饋環(huán)節(jié)的轉速單閉環(huán)負反饋系統(tǒng)的下垂段陡度可將電流反饋信號放大。3、（ ）一般閉環(huán)調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)穩(wěn)定性都是矛盾的。4、（ ）一般閉環(huán)調速系統(tǒng)要求以穩(wěn)和準為主，對快速性要求不高，所以常用PI調節(jié)器。5、（ ）隨動系統(tǒng)以快速性為主，所以常用PD和PID

6、調節(jié)器。6、（ X ）輸出電壓限幅電路是為了保證運算放大器的線性特性并保護調速系統(tǒng)的各個部件。7、（ ）脈動電流的大小和方向都是變化的，而直流環(huán)流的大小和方向是不變的。8、（ ）自動控制系統(tǒng)的伯德圖低頻段的斜率陡、增益高，說明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度差。9、（ ）=*Idm，則當=時，Id一定等于Idm。10、（ ）轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)在穩(wěn)定工作時，要想讓電動機反轉，只要改變電動機勵磁電源的極性就可以了。四、計算題：（本題共1小題，共15分）有一V-M調速系統(tǒng)，電動機參數(shù)為Pnom=2.5kW、Unom=220V、Inom=15A、nnom=1500r/min、Ra=2，整流裝置內內阻Rrec=

7、1，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數(shù)Ks=30，要求調速范圍D=20，靜差率s=10%。試：1計算開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和調速要求所允許的穩(wěn)態(tài)速降。2采用轉速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖。3調整該系統(tǒng)，使時轉速n=1000r/min，此時轉速反饋系數(shù)應為多少？（可認為）4計算所需的放大器放大系數(shù)。5如果改用電壓負反饋，能否達到所提出的調速要求？若放大器的放大系數(shù)不變，最大給定電壓為30V，在靜差率為s=30%時采用電壓負反饋最多能夠得到多大的調速范圍？ 1先計算電動機的Ce開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為：滿足調速要求所允許的穩(wěn)態(tài)速降為：2采用轉速負反饋系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖如下圖所示：KpKsa 1/CeU*

8、nUctUnEnUd0Un+- IdR-3當時n=1000r/min，則轉速反饋系數(shù)為：4閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)為：則所需的放大器放大系數(shù)為：5改用電壓負反饋后，電動機電樞電阻Ra造成的穩(wěn)態(tài)速降已經是：可見，不可能達到題中提出的調速要求。采用電壓負反饋調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性方程式為：式中，其中電壓反饋系數(shù)為：所以K=8.79×30×0.1364=35.97因此，采用電壓負反饋后調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為：故：即電壓負反饋調速系統(tǒng)最多能夠達到的調速范圍是2.7。五、分析論述題：（本題共1小題，共15分）某轉速、電流雙閉環(huán)V-M系統(tǒng)。ASR和ACR均采用PI調節(jié)器。已知電動機額定參數(shù)為U

9、nom、Inom、nnom，允許最大電流過載倍數(shù)=1.5，采用三相橋式整流電路，并限制最小角為min=30°。設系統(tǒng)在額定情況（I=Inom，n=nnom）下正常運行，若轉速反饋線突然斷線，系統(tǒng)的運行情況如何？五、若轉速反饋斷線，則在ASR輸入端有Un=0，于是ASR飽和，輸出為限幅值，故，Uct上升到Uctm，ACR也飽和，Ud=Udm，Id上升，使Te>TL，電動機加速，n上升，E上升，最后使Id回降到Inom，系統(tǒng)穩(wěn)定下來，穩(wěn)態(tài)時，Uct=Uctm，Id=Inom，且六、設計題（本題共1小題，共15分）某轉速、電流雙閉環(huán)V-M系統(tǒng)，設電流環(huán)已按(c)max準則，h=4，校正成典型II型系統(tǒng)，電動機：額定數(shù)據(jù)為：100A，1000rpm，Ce=0.2V/rpm，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數(shù)Ks =40，V-M系統(tǒng)主電路總電阻R=0.5，晶閘管整流裝置的滯后時間常數(shù)Ts =3.3ms，電流環(huán)反饋通道滯后時間Toi =1.7ms，轉速環(huán)反饋通道滯后時間Ton =10ms，Tm=0.5s，=10V，電流過載倍數(shù)=1.5，=7.5V。系統(tǒng)要求：無靜差，啟動到額定轉速時n10%，按Mrmin準則設計轉速環(huán)，h=5，求出ASR的傳遞函數(shù)，并畫出電路圖，標注其R、