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1、自控系統(tǒng)試題6一、選擇填空:(每空2分、共20分)1、一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍,是指在時(shí)還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。答案:(1)1 )最低速;2)最高速;3)平均速;4)不能確定;2、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。答案:(2)1)硬得不多;2)硬得多;3)軟得多;4)軟得不多;3、無靜差調(diào)速系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速Q(mào)x,最高給定電壓Un.aX其速度反饋系數(shù)為。答案:(2*nmax2)Unmajnmax3)"maxX"nmax"不確正4、反并聯(lián)無環(huán)流配合控制的條件是答案:(4)1)a+B=240°2)a+B=300°3)a+B=360&
2、#176;4)a+8=180°5、無環(huán)流邏輯環(huán)節(jié)切換到正組晶閘管工作時(shí),。答案:(4)1)正、反組同時(shí)封鎖;2)封鎖正組開放反組;3)正、反組同時(shí)開放;4)封鎖反組開放正組;6、在理想情況下電壓型逆變器直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波,它是一個(gè)內(nèi)阻為零的恒壓源,輸出交流電壓波形是_答案:(3)1)鋸齒波;2)正弦波3)矩形波;4)不能確定;7、在理想情況下電流型逆變器直流環(huán)節(jié)采用電感濾波,它是一個(gè)相當(dāng)于一個(gè)恒流源,輸出交流電流波形是o答案:(11)矩形波;2)正弦波3)鋸齒波;4)不能確定;8SPW變頻器中,如果在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi),三角載波只在正或負(fù)的一種極性范圍內(nèi)變化,所得到的SPW波
3、也只處于一個(gè)極性的范圍內(nèi),叫做方式。答:(3)1)多極性控制;2)雙極性控制;3)單極性控制;4)沒用定義9、調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能就是控制的能力。答案:(2)1)磁場(chǎng);2)轉(zhuǎn)矩;3)轉(zhuǎn)速;4)轉(zhuǎn)差率;10、矢量控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)。答案:(2)1)靜止坐標(biāo);2)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo);3)極坐標(biāo);4)不能確定;二、什么是有靜差閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)?怎樣減少靜差?什么是無靜差閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)?怎樣實(shí)現(xiàn)?(12分答:系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí),需要一定的速度偏差來維持的速度控制系統(tǒng)為有靜差調(diào)速系統(tǒng)。減少靜差的方法是提高系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù),但不能消除靜差。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí),不需要速度偏差來維持的速度控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)為無靜差系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)的辦法是通過采
4、用積分環(huán)節(jié)或比例積分環(huán)節(jié)。三、簡(jiǎn)述雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在電機(jī)起動(dòng)時(shí)兩個(gè)調(diào)節(jié)器的工作過程及工作狀態(tài)。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時(shí),電流環(huán)按幾型系統(tǒng)設(shè)計(jì)?速度環(huán)又按幾型系統(tǒng)設(shè)計(jì)?(12分)答:雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在電機(jī)起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況:1.起動(dòng)初始階段:由于速度調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓比較大,比例積分環(huán)節(jié)很快進(jìn)入飽和狀態(tài),速度環(huán)開環(huán),電機(jī)以最大電流起動(dòng),此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化不大,電流調(diào)節(jié)器ACR一般不飽和。2.恒流升速階段:起動(dòng)過程中的主要階段,此時(shí)速度調(diào)節(jié)器一直處于飽和狀態(tài),速度環(huán)開環(huán),為了保證電流環(huán)的主要調(diào)節(jié)作用,在起動(dòng)過程中電流調(diào)節(jié)器不飽和。電機(jī)以最大電流加速,此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化
5、大。3.速度調(diào)節(jié)器退飽和階段:當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過給定轉(zhuǎn)速,速度調(diào)節(jié)器輸入出現(xiàn)負(fù)偏差,速度調(diào)節(jié)器開始反向積分,退飽和階段,速度環(huán)閉環(huán),電機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)超調(diào)。ACF不飽和。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程有以下三個(gè)特點(diǎn):(1)飽和非線性控制;(2)轉(zhuǎn)速超調(diào);(3)準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時(shí),電流環(huán)按I型系統(tǒng)設(shè)計(jì),速度環(huán)按H型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。四、下圖是微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWMB速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖,試說明七、Vb、電流檢測(cè)、速度檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)過程。(沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,同學(xué)們自己發(fā)揮想象能力,能實(shí)現(xiàn)就對(duì))(12分)答:K2:限流電阻R。是為了限制充電電流,為了避免在運(yùn)行中造成附加損耗,中央處理器在合上電源后,延時(shí)對(duì)K2發(fā)
6、出信號(hào)將R0短路。Vb:鎮(zhèn)流電阻Rb的作用是消耗部分動(dòng)能,以限制Cl、C2兩端的泵升電壓。當(dāng)電壓檢測(cè)部分檢測(cè)到泵升電壓達(dá)到允許數(shù)值時(shí),中央處理器就會(huì)給Vb的控制極一個(gè)正脈沖信號(hào),使Rb分流電路接通。電流檢測(cè):通過電流互感器取出電樞回路或電動(dòng)機(jī)回路的電流模擬信號(hào),離散化后經(jīng)力。轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入中央處理器,對(duì)電流數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理后,可構(gòu)成電流反饋控制和電流保護(hù)和故障診斷信息的來源。速度檢測(cè):旋轉(zhuǎn)編碼器FBS與電動(dòng)機(jī)相連,當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)碼盤旋轉(zhuǎn),發(fā)出數(shù)碼形式的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角信號(hào),通過接收器將該數(shù)碼送入中央處理器,構(gòu)成轉(zhuǎn)速反饋控制。K?的是用于系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)防沖擊電流的,系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)區(qū)斷開電
7、源經(jīng)兄給電容充電;/消除泵升電壓的,當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)時(shí),逆變器將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,由于整流電路是不可逆電路,所有的電能將給C1、G充電,使其電壓升高,威脅到其它電力電子期器件,為消除過高的電壓威脅,系統(tǒng)將弘導(dǎo)通,多余的電能將通過電阻R消耗;電流檢測(cè)分直流電流檢測(cè)和交流電流檢測(cè),交流電流檢測(cè)一般米用電流互感器,而直流電流檢測(cè)可以米用直流電流互感器或霍爾效應(yīng)電流變換器,轉(zhuǎn)速檢測(cè)有模擬和數(shù)字兩種檢測(cè),模擬測(cè)速一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī),數(shù)字測(cè)速則采用旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速。4、三相繞線式交流異步電動(dòng)機(jī)有幾種調(diào)速方式?它們分別是什么答:變電壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、利用電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速、變壓變頻調(diào)速。五
8、、下圖是雙閉環(huán)可逆調(diào)速系統(tǒng)圖,試標(biāo)出當(dāng)各環(huán)KF閉合電機(jī)起動(dòng)時(shí),節(jié)的極性。(10分)六、交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)為什么基頻以下要控制壓頻比?它是什么性質(zhì)的調(diào)速?基頻以上能控制壓頻比嗎?它又是什么性質(zhì)的調(diào)速?(12分)答:基頻以下:若要三相異步電動(dòng)機(jī)定子每極氣隙磁通量m保持不變,當(dāng)頻率f從額定值fn向下調(diào)節(jié)時(shí),必須同時(shí)降低定子相電壓Us,使Us/f=常值,這是恒壓頻比的控制方式,磁通恒定時(shí)轉(zhuǎn)矩也恒定,屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)?;l以上:頻率f從額定值fn向上調(diào)節(jié),但定子電壓US卻不可能超過額定電壓Usn,最多只能保持US=USn,這將迫使磁通與頻率成反比地降低,Us/f關(guān)常值,故不能控制壓頻比,基本上
9、屬于“恒功率調(diào)速”性質(zhì)。七、試比較直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的特性。(12分)答:DTC系統(tǒng)和VC系統(tǒng)都是已獲實(shí)際應(yīng)用的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)。兩者都采用轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)速)和磁鏈分別控制,VC系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)Te與甲r的解耦,有利于分別設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器;實(shí)行連續(xù)控制,可獲得較寬的調(diào)速范圍;但按中r定向受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響,降低了系統(tǒng)的魯棒性。DTC系統(tǒng)則實(shí)行Te與中s砰-砰控制,避開了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換,簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu);控制定子磁鏈而不是轉(zhuǎn)子磁鏈,不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響;但不可避免地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),低速性能較差,調(diào)速范圍受到限制。性能與特點(diǎn)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)磁鏈控制定子磁鏈轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)矩控制砰-砰控制,有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)連續(xù)控制,比較平滑坐標(biāo)變換靜止坐標(biāo)變換,較簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換,較復(fù)雜轉(zhuǎn)子參數(shù)變化影響無注有調(diào)速范圍比較寬75kW 220V、 340A、八、如下圖為某直流調(diào)速系統(tǒng)已知電機(jī)參
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