電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)新整理

1、1轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的兩個(gè)調(diào)速器通常采用的控制方式是APID BPI CP DPD2靜差率和機(jī)械特性的硬度有關(guān),當(dāng)理想空載轉(zhuǎn)速一定時(shí),特性越硬,靜差率P23A越小 B越大 C不變 D不確定3下列異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型的調(diào)速系統(tǒng)是A降電壓調(diào)速（消耗型）B串級調(diào)速（饋送型） C變極調(diào)速（不變型） D變壓變頻調(diào)速（不變型）4可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速的是P40A比例控制 B積分控制C微分控制 D比例微分控制5控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的首要條件是P36A抗擾性B穩(wěn)定性 C快速性 D準(zhǔn)確性6在定性的分析閉環(huán)系統(tǒng)性能時(shí)，截止頻率c越低,則系統(tǒng)的穩(wěn)定精度P36A越

2、高 B越低 C不變 D不確定7常用的數(shù)字濾波方法不包括A算術(shù)平均值濾波 B中值濾波 C中值平均濾波 D幾何平均值濾波8轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器的英文縮寫是AACR BAVR CASR （轉(zhuǎn)速） DATR9雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程中不包括P56A.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段（段） B.電流上升階段（段） C.恒流升速階段（段） D.電流下降階段11下列不屬于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)過程特點(diǎn)的是P57A飽和非線性控制 B轉(zhuǎn)速超調(diào) C準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制 D飽和線性控制12下列交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法中，應(yīng)用最廣的是P146A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13SPWM技術(shù)中，調(diào)

3、制波是頻率和期望波相同的P170A正弦波 B方波 C等腰三角波 D鋸齒波*14下列不屬于異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)的是A高階 B低階 C非線性 D強(qiáng)耦合15在微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的中斷服務(wù)子程序中中斷級別最高的是P102A故障保護(hù) （最高） BPWM生成 C電流調(diào)節(jié) （第二） D轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（第三）16比例微分的英文縮寫是API BPD CVR DPID17調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標(biāo)應(yīng)以何時(shí)所能達(dá)到的數(shù)值為準(zhǔn)P19A平均速度 B最高速 C最低速 D任意速度18下列異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率饋送型的調(diào)速系統(tǒng)是A降電壓調(diào)速 B串級調(diào)速 C變極調(diào)速 D變壓變頻調(diào)速19在定性的分析閉環(huán)系統(tǒng)性能時(shí)，截止頻率c越高

4、,則系統(tǒng)的穩(wěn)定精度A越高 B越低 C不變 D不確定 20采用旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測速方法不包括AM法 BT法 CM/T法 DF法21轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的英文縮寫是AACR BAVR CASR DATR22下列關(guān)于轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)反饋控制基本規(guī)律的敘述中，錯(cuò)誤的是A只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被調(diào)量仍是有靜差的B反饋控制系統(tǒng)可以抑制不被反饋環(huán)節(jié)包圍的前向通道上的擾動(dòng)C反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動(dòng)、服從給定D系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度23籠型異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中基頻以下調(diào)速，恒? 控制方式控制性能最好24SPWM技術(shù)中，載波是頻率比期望波高得多的P170A正

5、弦波 B方波 C等腰三角波 D鋸齒波25下列不屬于交流異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)的是P191A高階 B線性 C非線性 D強(qiáng)耦合26在微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的故障保護(hù)中斷服務(wù)子程序中，工作程序正確的是P102A顯示故障原因并報(bào)警分析判斷故障封鎖PWM輸出系統(tǒng)復(fù)位 B顯示故障原因并報(bào)警封鎖PWM輸出分析判斷故障系統(tǒng)復(fù)位 C封鎖PWM輸出分析判斷故障顯示故障原因并報(bào)警系統(tǒng)復(fù)位 D分析判斷故障顯示故障原因并報(bào)警封鎖PWM輸出系統(tǒng)復(fù)位27正弦波脈寬調(diào)制的英文縮寫是APID BPWM (脈寬調(diào)制) CSPWM（正弦波脈寬調(diào)制） DPD29采用比例積分調(diào)節(jié)器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一定屬于A無靜差調(diào)速系統(tǒng) B有靜差調(diào)速系統(tǒng)

6、C雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) D交流調(diào)速系統(tǒng)30異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的組成不包括A電壓方程 B磁鏈方程 C轉(zhuǎn)矩方程 D外部擾動(dòng)二、填空題1常用的可控直流電源有 旋轉(zhuǎn)交流機(jī)組、靜止式可控整流器、直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器2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3反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動(dòng)，服從給定 4當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，改變控制角，VM系統(tǒng)可以得到一組 平行的 機(jī)械特性曲線。5常見的調(diào)速系統(tǒng)中，在基速以下按 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，在基速以上按 恒功率調(diào)速方式6自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)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(dòng)輸入信號的 抗擾性能指標(biāo)7電力牽引設(shè)備上最先進(jìn)的可控直流電源是 直流斬波器或脈寬調(diào)

7、制變換器 8SPWM控制技術(shù)包括 單極性控制 和 雙極性控制 兩種方式。 9常見的轉(zhuǎn)速檢測裝置有 測速發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、電磁脈沖測速器. 10VVVF控制是指逆變器輸出 電壓 和 頻率 可變的控制。12電流截止負(fù)反饋的作用是 限流13負(fù)反饋的作用是 抵制擾動(dòng)14靜態(tài)環(huán)流可以分為 直流平均環(huán)流 和 瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流15自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)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(dòng)輸入信號的 抗擾性能指標(biāo)。16PWM變換器可以通過調(diào)節(jié) 電力電子開關(guān) 來調(diào)節(jié)輸出電壓。18PWM逆變器根據(jù)電源類型不同可以分為 電壓型 和 頻率型20轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流控制系統(tǒng)可以通過引入 電流環(huán) 控制以提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性

8、能。21轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在啟動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR將經(jīng)歷 不飽和 、飽和、退飽和 三種情況。22交流調(diào)速的基本類型中最好的一種節(jié)能省力型調(diào)速方案是變壓變頻調(diào)速24無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是調(diào)節(jié)器包含 比例積分 環(huán)節(jié)。25比例積分控制綜合了比例控制和積分控制兩種規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，比例 部分能迅速響應(yīng)控制作用。積分部分能快速消除穩(wěn)定誤差。28電流調(diào)節(jié)器可以對電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起 及時(shí)抗擾 的作用。2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在恒流升速階段時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的狀態(tài)是（A）。 （A）ASR飽和、ACR不飽和 （B）ACR飽和、ASR不飽和 （C）ASR和ACR都飽和 （D）ACR和ASR都不飽和5無靜差調(diào)速系統(tǒng)中

9、，調(diào)節(jié)器一般采用（C）調(diào)節(jié)器。（A） P調(diào)節(jié)器 （B） PD調(diào)節(jié)器 （C） PI調(diào)節(jié)器8在速度負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列（C）參數(shù)變化時(shí)系統(tǒng)無調(diào)節(jié)能力。 （A）放大器的放大倍數(shù)Kp （B）負(fù)載變化 （C）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) （D）供電電網(wǎng)電壓10.為了增加系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，我們應(yīng)該在系統(tǒng)中引入（ A ）環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 （A） 比例 （B） 積分 （C） 微分 6.PID控制器各環(huán)節(jié)的作用是什么？答：PID控制器各環(huán)節(jié)的作用是：（1）比例環(huán)節(jié)P：成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號，偏差一旦出現(xiàn)，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以便減少偏差，保證系統(tǒng)的快速性。（2）積分環(huán)節(jié)I：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的控制精

10、度和無差度。（3）微分環(huán)節(jié)D：反映偏差信號的變化趨勢，并能在偏差信號變得過大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。三、名詞解釋題1VM系統(tǒng)晶閘管-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)3. 靜差率負(fù)載由理想空載增加到額定值所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落與理想空載轉(zhuǎn)速的比4. ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器5. 測速方法的分辨率衡量一種測速方法對被測轉(zhuǎn)速變化的分辨能力6PWM可逆脈沖寬度調(diào)制7直接轉(zhuǎn)矩控制利用轉(zhuǎn)矩反饋直接控制電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩8. 調(diào)速范圍電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比9. ACR電流調(diào)節(jié)器;10. 測速誤差率 15調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)過程可以簡化為哪兩步？1.選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)2.選擇調(diào)節(jié)器的

11、參數(shù) 五、計(jì)算題1 直流電機(jī)額定轉(zhuǎn)速nN =375 r/min，電樞電流額定值IdN =760A，允許過流倍數(shù) =1.5，計(jì)算機(jī)內(nèi)部定點(diǎn)數(shù)占一個(gè)字的位置（16位），試確定數(shù)字控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋存儲系數(shù)和電流反饋存儲系數(shù)（適當(dāng)考慮余量Imax =1.8IN ，nmax =1.3nN ）。2某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉(zhuǎn)速為nmax =1500 r/min，最低轉(zhuǎn)速為nmin =150 r/min，要求系統(tǒng)的靜差率s2%，試計(jì)算：（1）該系統(tǒng)的調(diào)速范圍D；（2）系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降nN ；（3）如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降為100 r/min，則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)K是多少？3某直流調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)

12、機(jī)額定轉(zhuǎn)速為：nN =1230 r/min，額定速降nN =105 r/min，當(dāng)要求靜差率s30%時(shí)，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率s20%時(shí)，則調(diào)速范圍是多少？如果希望調(diào)速范圍達(dá)到10，所能滿足的靜差率是多少？4某直流電機(jī)的額定電樞電流IN =115A，允許過流倍數(shù) =1.5，額定轉(zhuǎn)速nN =1260 r/min，計(jì)算機(jī)內(nèi)部定點(diǎn)數(shù)占一個(gè)字的位置（16位），試確定電樞電流和轉(zhuǎn)速存儲系數(shù)（適當(dāng)考慮余量Imax =1.8IN ，nmax =1.3nN ）。5有一VM調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：PN=2.5KW，UN=220V，IN =15A，nN =1500r/min，Ra=2，可控硅整流裝置內(nèi)

13、阻Rrec=1，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數(shù)KS=40，要求調(diào)速范圍D=20，靜差率S=10%，最大給定電壓30V。 (1) 計(jì)算開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和系統(tǒng)所允許的穩(wěn)態(tài)速降。(2) 計(jì)算轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。(3) 計(jì)算所需放大器的放大系數(shù)KP。6某直流電機(jī)的額定電樞電流IN =125A，允許過流倍數(shù) =1.5，額定轉(zhuǎn)速nN =1360 r/min，計(jì)算機(jī)內(nèi)部定點(diǎn)數(shù)占一個(gè)字的位置（16位），試確定電樞電流和轉(zhuǎn)速存儲系數(shù)（適當(dāng)考慮余量Imax =1.8IN ，nmax =1.3nN ）。3、交流異步電動(dòng)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。4、變頻器從結(jié)構(gòu)上看，可分為交交變頻、交直交

14、變頻兩類，從變頻電源性質(zhì)看，可分為電流型、電壓型兩類。5、三相異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型包括：電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程和運(yùn)動(dòng)方程。6、三相異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。二、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。1、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2、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(dòng)態(tài)響應(yīng) C、既消除穩(wěn)態(tài)誤差又加快動(dòng)

15、態(tài)響應(yīng)D、加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)3、異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速時(shí)，采用（ D ）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 4、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 5、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(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩 C、電機(jī)的氣隙磁通 D、電機(jī)的定子電流 三、簡答題（每小題10分，共40分）1、調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？ 答：生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母D表示,即： D=nmax/nm

16、in。當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值時(shí)所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落nN與理想空載轉(zhuǎn)速n0之比，稱作靜差率s，即s=DnN/n0。 2、簡述恒壓頻比控制方式。答：繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢是難以直接控制的，當(dāng)電動(dòng)勢值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏磁 阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓 Us Eg，則得1 Us f =常值 這是恒壓頻比的控制方式。但是，在低頻時(shí) Us 和 Eg 都較小，定子阻抗壓降所占的份量就 比較顯著，不再能忽略。這時(shí)，需要人為地把電壓 Us 抬高一些，以便近似地補(bǔ)償定子壓降。 3、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？ 為什么？ 答：當(dāng)兩個(gè)調(diào)

17、節(jié)器都不飽和時(shí)，它們的輸入偏差電壓和輸出電壓都是零，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 的輸出限幅電壓Uim 決定了電流給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。4、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本特征。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(dòng)都能有效地抑制。（3）閉環(huán)系統(tǒng)對給定信號和檢測裝置中的擾動(dòng)無能為力。 密封線內(nèi)不要答題，班級、姓名、學(xué)號必須寫在密封線內(nèi)。班級 3 姓名 B 學(xué)號 密封線1、調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標(biāo)應(yīng)以最低速時(shí)所能達(dá)到的數(shù)值為準(zhǔn)。2、

18、電流調(diào)節(jié)器可以對電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。3、反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動(dòng)，服從給定。4、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程包括：電流上升階段；恒流升速階段；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。5、交流異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)有高階、非線性、強(qiáng)耦合。6、常見的可控直流電源有旋轉(zhuǎn)交流機(jī)組、靜止式可控整流器、直流斬波器（或脈寬調(diào)制變換器）。7、PWM變換器可以通過調(diào)節(jié)電力電子開關(guān)來調(diào)節(jié)輸出電壓。8、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的英文縮寫是ASR。二、選擇題(每小題2分，共20分)1、異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的組成不包括（ D ）。 A、電壓方程 B、磁鏈方程 C、轉(zhuǎn)矩方程 D、外部擾動(dòng)2、控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的首

19、要條件是（ B ）。 A、抗擾性 B、穩(wěn)定性 C、快速性 D、準(zhǔn)確性3、SPWM技術(shù)中，載波是頻率比期望波高得多的（ C ）。 A、正弦波 B、方波 C、等腰三角波 D、鋸齒波4、常用的數(shù)字濾波方法不包括（ D ）。 A、算術(shù)平均值濾波 B、中值濾波 C、中值平均濾波 D、幾何平均值濾波5、在電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)無法抑制（ C ）的擾動(dòng)。A、電網(wǎng)電壓(Ks) B、電機(jī)勵(lì)磁電壓變化(Ce) C、給定電源變化(Un*)D、運(yùn)算放大器參數(shù)變化(Kp)6、在速度負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列（ C ）參數(shù)變化時(shí)系統(tǒng)無調(diào)節(jié)能力。A、放大器的放大倍數(shù)Kp B、負(fù)載變化R C、轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) D、供電電網(wǎng)

20、電壓Ks7、采用比例積分調(diào)節(jié)器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一定屬于（ A ）。 A、無靜差調(diào)速系統(tǒng) B、有靜差調(diào)速系統(tǒng) C、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) D、交流調(diào)速系統(tǒng)8、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，控制電壓Uct的大小取決于（ C ）。 A、Idl B、n C、n和Idl D、和9、下列不屬于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)過程特點(diǎn)的是（ D ）。A、飽和非線性控制 B、轉(zhuǎn)速超調(diào) C、準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制 D、飽和線性控制10、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 B、調(diào)頻 C、調(diào)壓調(diào)頻 D、調(diào)頻與逆變?nèi)?、判斷題(每小題2分，共10分)1、調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)提供的最低轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速之比。

21、（ × ）2、在無靜態(tài)調(diào)速系統(tǒng)中的PI調(diào)節(jié)器中，P 部分的作用是加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 （ ）3、微機(jī)數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)中，采樣頻率應(yīng)小于信號最高頻率的2倍。 （ × ）4、當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)放大系數(shù)大于系統(tǒng)的臨界放大系數(shù)時(shí)，系統(tǒng)將不穩(wěn)定。 （ ）5、正弦波脈寬調(diào)制的英文縮寫是PWM。 （ × ）四、簡答題(每小題5分，共20分) 1、在電力拖動(dòng)及其自動(dòng)控制系統(tǒng)這門課程中如何對其定義？其基本任務(wù)是什么？答：在電力拖動(dòng)及其自動(dòng)控制系統(tǒng)這門課程中對其定義如下：具有自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)工作機(jī)械的速度或位移的電力拖動(dòng)系統(tǒng)稱為“電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)”，或者“運(yùn)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)”。其基本任務(wù)是通過控制

22、和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度或轉(zhuǎn)角來實(shí)現(xiàn)工作機(jī)械對速度或位移的要求。2、ACR的是什么的英文縮寫？調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)過程可以簡化為哪兩步？答：ACR的是電流調(diào)節(jié)器的英文縮寫。兩步：選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)；選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)。3、PID控制器中的P、I、D分別代表什么環(huán)節(jié)? 并說明I環(huán)節(jié)的作用。答：PID控制器中的P、I、D分別代表比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)。其中I環(huán)節(jié)的作用是消除靜差，提高系統(tǒng)的控制精度和無差度。4、簡述泵升電壓產(chǎn)生的原因及其抑制措施。答：泵升電壓產(chǎn)生的原因：采用二極管整流獲得直流電源時(shí)，電機(jī)制動(dòng)時(shí)不能回饋電能，只好對濾波電容充電，使電容兩端電壓升高，產(chǎn)生泵升電壓。泵升電壓抑制措施：電容器吸收動(dòng)

23、能；鎮(zhèn)流電阻消耗動(dòng)能；并接逆變器。五、計(jì)算題(每小題15分，共30分)1、（15分）有一V-M系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)Pnom=2.5kw，Un=220V，In=15A，nn=1500r/min，RS=2，Rrec=1，KS=30，要求調(diào)速范圍D=20，靜差率s=20%。求：（1）計(jì)算開環(huán)系統(tǒng)的速降和允許的靜態(tài)速降；（2）采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，當(dāng)給定電壓為20V、轉(zhuǎn)速為1000r/min時(shí)，計(jì)算放大器的放大倍數(shù)。解：（1）開環(huán)系統(tǒng)的速降為 允許的靜態(tài)速降為，（2）計(jì)算放大器的放大倍數(shù)，2、（15分）有一轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)V-M有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)，其系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示，試?yán)么藞D推導(dǎo)其靜特性方程。解：電壓比

24、較環(huán)節(jié)： ，放大器：，電力電子變換器：調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性： ， 測速反饋環(huán)節(jié)：，削去中間變量的靜特性方程：2-1 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)?改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn行不行? 改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks行不行? 改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行不行?若要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流,應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的哪些參數(shù)?答： 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,應(yīng)調(diào)節(jié)的參數(shù)有：轉(zhuǎn)速給定電壓U*n，因?yàn)檗D(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速輸出服從給定。 改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn，只是加快過渡過程，但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn的影響在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)內(nèi)的前向通道上，它引起的轉(zhuǎn)速變化，系

25、統(tǒng)有調(diào)節(jié)和抑制能力。因此，不能通過改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn，來改變轉(zhuǎn)速 改變改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks，只是加快過渡過程，但轉(zhuǎn)電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks的影響在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)內(nèi)的前向通道上，它引起的轉(zhuǎn)速變化，系統(tǒng)有調(diào)節(jié)和抑制能力。因此，不能通過改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks，來改變轉(zhuǎn)速 改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，能改變轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)的影響不在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)內(nèi)的前向通道上，它引起的轉(zhuǎn)速變化，系統(tǒng)沒有調(diào)節(jié)和抑制能力。因此，可以通過改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)來改變轉(zhuǎn)速，但在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行最終的轉(zhuǎn)速還是服從給定。 若要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流,應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的參數(shù)有：轉(zhuǎn)速的給定U*n、轉(zhuǎn)速調(diào)

26、節(jié)器的放大倍數(shù)Kn、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的限幅值、轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)等，因?yàn)樗鼈兌荚陔娏鳝h(huán)之外。2-2 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什么?答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退飽和，PI的作用使得轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓為0，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓由于維持在U*im（n*）。在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器不飽和，PI的作用使得電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓為0，形成一個(gè)電流隨動(dòng)子系統(tǒng)，力圖使Id盡快跟隨其給定U*i. 電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓UC又后面的環(huán)節(jié)決定。2-3 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不是PI調(diào)節(jié)器，而是

27、P調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能將會產(chǎn)生什么影響?答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用P調(diào)節(jié)器，整個(gè)系統(tǒng)成為一個(gè)有靜差的系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和，一直處于主導(dǎo)地位；電流調(diào)節(jié)器不飽和，形成一個(gè)電流隨動(dòng)子系統(tǒng)，無法形成在最大電流下在最短時(shí)間內(nèi)使速度上升/下降最快，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢。2-4 試從下述五個(gè)方面來比較轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)： 調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)性能； 動(dòng)態(tài)限流性能； 啟動(dòng)的快速性 抗負(fù)載擾動(dòng)的性能； 抗電源波動(dòng)的性能答： 調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)性能:在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，整個(gè)系統(tǒng)成為一個(gè)無靜差的系統(tǒng)。帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉

28、環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，整個(gè)系統(tǒng)成為一個(gè)無靜差的系統(tǒng)。 動(dòng)態(tài)限流性能:在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電流調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，將電流限制在Idm內(nèi)。帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，將電流限制在Idcr-Idbl內(nèi)。 啟動(dòng)的快速性:在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在啟動(dòng)/制動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器在最大電流Idm附近進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，時(shí)間最短，提高了啟動(dòng)/制動(dòng)的快速性。帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在啟動(dòng)/制動(dòng)過程中，當(dāng)電流大于截止電流Idcr時(shí)，電流調(diào)節(jié)器起作用，并不是在最大電流附近進(jìn)行調(diào)節(jié)，啟動(dòng)/制動(dòng)的快速性較差。 抗負(fù)載擾動(dòng)的性能：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

29、中，負(fù)載擾動(dòng)在轉(zhuǎn)速外環(huán)中，負(fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)的作用。在設(shè)計(jì)ASR時(shí)，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)。 帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，負(fù)載擾動(dòng)立即引起電流變化，當(dāng)電流大于截止電流Idcr時(shí)，電流調(diào)節(jié)器起作用，可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。 抗電源波動(dòng)的性能在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動(dòng)可以通過電流反饋得到比較及時(shí)的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗電源波動(dòng)的性能大有改善。在電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的作用點(diǎn)離被調(diào)量較遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)作用受到多個(gè)環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電源電壓擾動(dòng)的性能要差一些。2

30、-5 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速反饋線突然斷線，當(dāng)系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差信號DUi是否為零?答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速反饋線突然斷線，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器反饋電壓突變?yōu)闉?，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入偏差突變?yōu)樽畲?，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）飽和，轉(zhuǎn)速開環(huán)，系統(tǒng)變?yōu)殡娏鲉伍]環(huán)調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出突變?yōu)檎龢O限值U*im,電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差變大，電流調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器作用，直至進(jìn)入新的穩(wěn)定狀態(tài)，電流無靜差。當(dāng)重新進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）的輸入偏差信號DUi為零

31、。2-6 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，給定信號U*n未變，增加轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a，系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓Un是增加、減小還是不變？答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，給定信號U*n未變，增加轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器反饋電壓增加，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入偏差變大，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出變大即電流調(diào)節(jié)器給定變大，電流調(diào)節(jié)器輸入偏差變大，電流調(diào)節(jié)器輸出變大即電機(jī)電流變大，進(jìn)入重新調(diào)節(jié)階段。系統(tǒng)穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)速、電流無靜差。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入偏差為0，轉(zhuǎn)速反饋電壓Un等于轉(zhuǎn)速給定信號U*n，不變。2-7 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：PN3.7KW，UN220V，IN=20A，nN=

32、1000rmin，電樞繞組總電阻Ra1. 5W，U*nm =U*imU*cm=8V，電樞回路最大電流Idm=40A, 電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks=40,試求: 電流反饋系數(shù)b和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a 當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的Ud0、U*I、Ui、Uc值.解： 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和，輸入偏差為0，=8/1500=0.0056穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器不飽和，輸入偏差為0，=8/40=0.2 當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí), 電樞回路最大電流Idm=40A, 電流調(diào)節(jié)器反饋電壓最大U*im=8V,電流調(diào)節(jié)器輸入偏差最大大，電流調(diào)節(jié)器飽和, 輸出最大U*cm=8V, 電流開環(huán).經(jīng)過電力電子變換器后

33、的Ud0= Ks*Uc =40*8=320V., 電機(jī)轉(zhuǎn)速很小;幾乎為0, 轉(zhuǎn)速反饋電壓很小, 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入偏差很大, 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，轉(zhuǎn)速開環(huán),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出U*im8V. 2-8 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，ASR、ACR兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)ASR的輸出達(dá)到U*im=8V時(shí)，主電路電流達(dá)到最大電流80A，當(dāng)負(fù)載電流由40A增加到70A，試問： U*I如何變化？ Uc如何變化？ Uc值.由哪些條件決定？答: 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，ASR、ACR兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)ASR的輸出達(dá)到U*im=8V時(shí)，ASR飽和不起作用; 主電路電流達(dá)到最大電流80A，電流調(diào)節(jié)器的

34、給定電壓U*i=U*im=8V最大保持不變, 當(dāng)負(fù)載電流由40A增加到70A，電流調(diào)節(jié)器反饋電壓Ui增加, 電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓減小, 電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc減小. Uc值.由: 電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓(電流調(diào)節(jié)器的給定電壓U*i-電流調(diào)節(jié)器反饋電壓)、條電流調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)、電流調(diào)節(jié)器積分時(shí)間常數(shù)以及電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等條件決定。2-9 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定工作點(diǎn)正常運(yùn)行，現(xiàn)因某種原因使電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源突然下降一半，系統(tǒng)工作情況會如何變化？寫出Ud0、U*i、Uc、Id、n在系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定后的表達(dá)式。答: 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒

35、轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定工作點(diǎn)正常運(yùn)行，現(xiàn)因某種原因使電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源突然下降一半，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩減小為原來的一半，轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器反饋電壓Un減小, 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓增大, 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓即電流調(diào)節(jié)器的給定電壓U*i增大. 電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc增大，轉(zhuǎn)速上升，達(dá)到新的穩(wěn)定。在系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定后Ud0=U*i=Uc=Id=n=2-10 某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型型系統(tǒng)。已知時(shí)間常數(shù)T=0.1S，要求階躍響應(yīng)超調(diào)量10% 求系統(tǒng)的開環(huán)增益； 計(jì)算過渡過程時(shí)間ts和上升時(shí)間tr 畫出開環(huán)對數(shù)特性。如要求上升時(shí)間tr<0.25s, 則K=？,=？解： 典型型系統(tǒng)W（S）= T=0.1

36、S 階躍響應(yīng)超調(diào)量10%當(dāng)wc < 1/T時(shí)，的幅頻特性以20dB/dec斜率穿越零分貝線，系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的開環(huán)增益K=wc截止頻率 KT=0.5 K=5過渡過程時(shí)間ts=6T=0.6S上升時(shí)間tr= 取=0.707 上升時(shí)間tr<0.25s = = wn=則K=wc=wn=2-11 有一個(gè)系統(tǒng),其控制對象的傳遞函數(shù)為Wobj(S)=，要求設(shè)計(jì)一個(gè)無靜差系統(tǒng),在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量5%(按線性系統(tǒng)考慮),試決定調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu),并選擇其參數(shù)。解: 要求設(shè)計(jì)一個(gè)無靜差系統(tǒng), 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選用I調(diào)節(jié)器,WI(S)=,WI(S) Wobj(S)= 為典型型系統(tǒng).查典型型系統(tǒng)階躍輸入跟

37、隨性能指標(biāo)表可知超調(diào)量 5%, KT =0.5 K=50 KI=52-12 有一個(gè)系統(tǒng),其控制對象的傳遞函數(shù)為Wobj(S)=，要求校正為典型型系統(tǒng), 在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量25%(按線性系統(tǒng)考慮),試決定調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu),并選擇其參數(shù)。解: 要求校正為典型型系統(tǒng),調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選用PI調(diào)節(jié)器,WPI(S)=, 1=hT=7*0.02=0.14S WPI(S) Wobj(S)= 為典型型系統(tǒng).查典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)表可知超調(diào)量30%, h=72-13 調(diào)節(jié)對象的傳遞函數(shù)為Wobj(S)=，要求分別校正成典型型系統(tǒng)和典型型系統(tǒng), 求調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。解: 要求校正為典型型系統(tǒng),調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選用

38、PI調(diào)節(jié)器,WPI(S)=, 1=T1=0.25S 要求校正為典型型系統(tǒng),調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選用PI調(diào)節(jié)器,認(rèn)為 T1>>T2WPI(S)=, 1=hT2 一般取h=5 1=hT2=5*0.02=0.1S 2-14在一個(gè)由三相零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，已知電動(dòng)機(jī)額定參數(shù): PN360KW，UN220V，IN=308A，nN=1000rmin，電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.196V. minr, 主回路總電阻R0.18W，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=35, 電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.012S, 機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.12S,電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)Toi=0.0025S 轉(zhuǎn)速反饋濾波

39、時(shí)間常數(shù)Ton=0.015S. 額定轉(zhuǎn)速時(shí)給定電壓U(*n)N=10V, 調(diào)節(jié)器ASR、ACR飽和輸出電壓U*im=8V，Ucm=6.5V,系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：穩(wěn)態(tài)無靜差，調(diào)速范圍D=10，電流超調(diào)量i5%,空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n5%, 試求: 電流反饋系數(shù)b(假定啟動(dòng)電流限制在339A以內(nèi))和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a 試設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器ACR， 計(jì)算其參數(shù)Ri、Ci、Coi，畫出其電路圖（調(diào)節(jié)器輸入回路電阻R0=40KW 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR， 計(jì)算其參數(shù)Rn、Cn、Con， R0=40KW 計(jì)算電動(dòng)機(jī)帶40%額定負(fù)載啟動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n 計(jì)算空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間解： 穩(wěn)態(tài)運(yùn)

40、行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器不飽和，輸入偏差為0，=8/339=0.024穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和，輸入偏差為0，=10/1000=0.001 * 電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.012S, 三相零式晶閘管整流裝置的平均失控時(shí)間TS=0.0033S, 電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)Toi=0.0025S 電流環(huán)的小時(shí)間常數(shù)Ti= TS+Toi=0.0033+ 0.0025=0.0058S, * 根據(jù)設(shè)計(jì)要求: 穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i5%, 因此可按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì), 電流調(diào)節(jié)器選用PI型。檢查對單源電壓的抗擾性： =0.012/0.0058=6.13, 參考典型型系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗擾性能,各項(xiàng)指標(biāo)是可以接受的.* ACR超前時(shí)

41、間常數(shù)：i=Tl=0.012S 電流環(huán)開環(huán)增益：要求i5%時(shí)，應(yīng)取KITi=0.5,因此KI=0.5/TI=0.5/0.0058=86.2 S-1 于是，ACR的比例系數(shù)為: Ki= =(86.2*0.012*0.18)/(0.024*38)=0.222* 根據(jù)電流調(diào)節(jié)器原理圖，取R0=40K,則 Ri=KiR0=0.222*40=8.88K (取9K) Ci=i/Ri=0.012/9=1.3F (取1.3F) Coi=4i/R0=4*0.012/40=0.2F (取0.2F) * 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)為2TI=0.0116S, 轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)Ton=0.015S轉(zhuǎn)速環(huán)最小時(shí)間常數(shù)Tn=2

42、TI+Ton=0.0266S, 機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.12S, 電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.196V. minr,* 由于設(shè)計(jì)要求無靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須有積分環(huán)節(jié)；又跟據(jù)動(dòng)態(tài)要求，空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n5%, 應(yīng)按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。故ASR選用PI調(diào)節(jié)器.* 按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5,則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為n=hTn=5*0.0266=0.133SKN=169.6Kn=70.74* 由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的原理圖可知，取R0=40K,則 Rn=Kn*R0=70.7*40=2828K (取Rn=2830K) Cn=n/Rn=0.133/2830=0.047F (取Cn=0.05F)

43、 Con=4Ton/R0=4*0.015/40=1.5F (取Con=1.5F) 計(jì)算電動(dòng)機(jī)帶40%額定負(fù)載啟動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量nn%=（cmax/Cb）%·2（-Z）(nnom/n*)·(Tn/Tm)當(dāng)h=5時(shí)，（cmax/Cb）%=81.2%，而 nnom=IdnomR/Ce=1.2*9.5/0.113=100.9r/min n%=81.2%*2*1.5*100.9*0.0274/(1600*0.1)=4.24%<10% 計(jì)算空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間 2-15有一個(gè)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，主電路采用三相橋式整流電路, 已知電動(dòng)機(jī)額定參數(shù): PN555KW

44、，UN750V，IN=760A，nN=375rmin，電動(dòng)勢系數(shù)Ce=1.82V. minr, 主回路總電阻R0.14W，允許電流過載倍數(shù)=1.5, 觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=75, 電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.03S, 機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.112S, 電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)Toi=0.002S 轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)Ton=0.02S. 設(shè)調(diào)節(jié)器輸入電壓U*nm=U*im=Ucm=10V, 調(diào)節(jié)器輸入回路電阻R0=40KW設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i5%,空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n10%, 可電流調(diào)節(jié)器已按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并取參數(shù)KT=0.5, 試求: 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR結(jié)構(gòu)， 計(jì)

45、算其參數(shù)Rn、Cn、Con， R0=40KW 計(jì)算電流環(huán)的截止頻率wc和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率wn，并考慮他們是否合理. 解: * 電流調(diào)節(jié)器已按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并取參數(shù)KT=0.5, 由于設(shè)計(jì)要求無靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須有積分環(huán)節(jié)；又跟據(jù)動(dòng)態(tài)要求，空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n10%, 應(yīng)按典型形系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。故ASR選用PI調(diào)節(jié)器.* 三相橋式晶閘管整流裝置的平均失控時(shí)間TS=0.00167S, 電流環(huán)最小時(shí)間常數(shù)Ti= TS+Toi=0.00167+0.002=0.0037S轉(zhuǎn)速環(huán)最小時(shí)間常數(shù)Tn=2TI+Ton=2*0.0037+0.02=0.0274S按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h

46、=5,則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為n=hTn=5*0.0274=0.137SKN=87.6=10/375=0.027 =10/*1.5*760)=0.009Kn=1.9* 由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的原理圖可知，取R0=40K,則 Rn=Kn*R0=1.9*40=76K (取Rn=76K) Cn=n/Rn=0.137/76=1.8F (取Cn=1.8F) Con=4Ton/R0=4*0.02/40=2F (取Con=2F) 計(jì)算電流環(huán)的截止頻率wc的計(jì)算和驗(yàn)證如下： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求: 穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i5%, 因此可按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì), 電流調(diào)節(jié)器選用PI型。檢查對單源電壓的抗擾性： =0.03/0.0037

47、=8.1110 參考典型型系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗擾性能,各項(xiàng)指標(biāo)是可以接受的.* ACR超前時(shí)間常數(shù)：i=Tl=0.03S, 要求i5%時(shí)，應(yīng)取KITi=0.5,因此KI=0.5/TI=0.5/0.0037=135.1 S-1電流環(huán)截止頻率ci=KI=135.1 1/s晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件： 1/3Ts=1/(3×0.0017)=196.11/s>c,滿足近似條件。忽略反電動(dòng)勢對電流環(huán)的影響的條件:ci3 3=3*17.25=53<c滿足近似條件。小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：=180.8 S-1>c 滿足近似條件。和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率wnwc的計(jì)算和驗(yàn)證如下：轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為

48、：n=KN/i=KNn=87.6*0.137=12 S-1電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件：=63.7 S-1>n滿足簡化條件。轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：=27.4>n, 滿足近似條件。2-16 在一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)V-M系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。 在此系統(tǒng)中, 當(dāng)轉(zhuǎn)速給定信號最大值U*nm=15V, n=nN=1500rmin; 電流給定信號最大值U*im =10V, 允許最大電流Idm =30A, 電樞回路總電阻R2W, 晶閘管裝置的放大倍數(shù)Ks=30,電動(dòng)機(jī)的額定電流IN=20A, 電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.128V. minr, 現(xiàn)系統(tǒng)在U*n=5V,

49、 IdL=20A時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行.求此時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n=?, ACR的輸出電壓UC=? 當(dāng)系統(tǒng)在上述情況下運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)突然失磁(=0), 系統(tǒng)將會發(fā)生什么現(xiàn)象?試分析并說明. 若系統(tǒng)能夠穩(wěn)定下來,則穩(wěn)定后n=?, Un=?, U*I=?, Ui=?, Id =?, UC=?, 該系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì),且按Mmin準(zhǔn)則選擇參數(shù), 取中頻寬h=5, 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)Tn=0.05, 求轉(zhuǎn)速環(huán)在跟隨給定作用下的開環(huán)傳遞函數(shù),并計(jì)算出放大系數(shù)及各時(shí)間常數(shù). 該系統(tǒng)由空載(IdL=0)突加額定負(fù)載時(shí),電流Id和轉(zhuǎn)速n的動(dòng)態(tài)過程波形是怎樣的?已知機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.05S, 計(jì)算其最大動(dòng)態(tài)降落nmax和

50、恢復(fù)時(shí)間tv.2-17 有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的H型雙極式PWM直流調(diào)速系統(tǒng), 已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為: PN200KW，UN48V，IN=3.7A，nN=200rmin，電樞電阻Ra6.5W, 電樞回路總電阻R8W，允許電流過載倍數(shù)=2, 電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.12V. minr, 電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.015S, 機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.2S, 電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)Toi=0.001S 轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)Ton=0.005S. 設(shè)調(diào)節(jié)器輸入電壓U*nm=U*im=Ucm=10V, 調(diào)節(jié)器輸入回路電阻R0=40KW, 已計(jì)算出電力晶體管D202的開關(guān)頻率f=1kHz,PWM環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=4.

51、8 試對該系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì), 設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i5%,空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n20%, 過渡過程時(shí)間ts0.1S問題2-18：哪些是控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)、穩(wěn)定性指標(biāo)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)？ 穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)是：調(diào)速范圍D=nmax/nmin=nnom/nmin和靜差率S=nnom/n0*100% 穩(wěn)定性指標(biāo)：柏德圖（對數(shù)幅頻特性和對數(shù)幅頻特性）典型型系：對數(shù)幅頻特性以20dB/dec的斜率穿越零分貝線，只有保證足夠的中頻帶寬度，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的，且有足夠的穩(wěn)定裕量。=90° -tg-1 cT > 45°典型型系統(tǒng)：對數(shù)幅頻特性以20dB/dec的

52、斜率穿越零分貝線。=180°-180°+tg-1ct-tg-1cT=tg-1ct-tg-1cT 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分跟隨性能指標(biāo)和抗擾性能指標(biāo)：跟隨性能指標(biāo) 上升時(shí)間：在典型的階躍響應(yīng)跟隨過程中，輸出量從零起第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所經(jīng)過的時(shí)間（有些教材定義為10%-90%） 超調(diào)量：在典型的階躍響應(yīng)跟隨過程中，輸出量超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏移量與穩(wěn)態(tài)值之比。 調(diào)節(jié)時(shí)間：又稱過度過程時(shí)間原則上是系統(tǒng)從給定量階躍變化到輸出量完全穩(wěn)定下來的時(shí)間。一般在階躍響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值附近，取±5%（或±2%）的范圍作為允許誤差?？箶_性能指標(biāo)： 動(dòng)態(tài)降落：在系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，突加一個(gè)約定的標(biāo)準(zhǔn)的擾動(dòng)量，在過度過程中引起的輸出量最大降落值?；謴?fù)時(shí)間：從階躍擾動(dòng)作用開始，到輸出量基本恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，距新穩(wěn)態(tài)值之差進(jìn)入某基準(zhǔn)量