自動控制系統(tǒng)考試試題

1、自動控制系統(tǒng)考試試題專業(yè)：機械設計制造及其自動化 年級： 2007試題說明：系 別專 業(yè)班級姓名學號1.本試卷滿分共計100分，考試時間90分鐘。2.本試卷共3頁，六個大題。題號一二三四五六總分分數(shù)一、填空題1、直流電動機的調(diào)速方案有、和 三種。2、對于改變電樞回路電阻的調(diào)速方法，當負載大小不變時，總電阻越大，轉(zhuǎn)速就越，通過控制 ，可使轉(zhuǎn)速上升，實現(xiàn)有級調(diào)速。3、由機械特性方程式可知，減小，增大，特性線的斜率 。4、目前調(diào)速系統(tǒng)采用的主要方案是 。5、改變電動機端電壓調(diào)速的特性曲線是 。6、針對電力拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制要求的調(diào)速、穩(wěn)速的靜態(tài)性能指標是 和。7、靜差率是 ，用 表示。8、調(diào)速系統(tǒng)靜

2、差率指標應以 為準。9、對調(diào)速系統(tǒng)，希望轉(zhuǎn)速降。10、從的表達式可知，當負載一定時，R阻值越小，也就 。11、調(diào)速范圍一定時，小則靜差率s也 ，靜差率一定時，小則調(diào)速范圍。12、閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)K值越大，則靜特性的硬度越 。13、調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速檢測一般采用 。14、無靜差系統(tǒng)多采用 調(diào)節(jié)器。15、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)采用PI調(diào)節(jié)器可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速是無靜差調(diào)節(jié)，采用 可以限制動態(tài)過程中的最大電流。16、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的外環(huán)是 ，內(nèi)環(huán)是 。外環(huán)中控制轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)器稱為 ，用 表示，內(nèi)環(huán)中控制電流的調(diào)節(jié)器稱為 ，用 表示。17、PMW是 的英文縮寫。18、工程上主要從 、這三方面對系統(tǒng)性能進行分析。19、穩(wěn)

3、態(tài)誤差對調(diào)速系統(tǒng)來說就是轉(zhuǎn)速的 。20、典型的跟隨過程指的是在 系統(tǒng)輸出量對 的響應過程。21、描述系統(tǒng)跟隨性能的指標是 和 。22、描述系統(tǒng)抗擾性的指標是 和 。二、選擇題1、對于變電阻調(diào)速，當總電阻R越大，特性線的斜率越 ，或稱之為機械特性越。A、小，軟B、大，硬C、大，軟D、小，硬2、只能在額定轉(zhuǎn)速以上作小范圍升速調(diào)速的方案是 。A、變電阻調(diào)速B、變勵磁磁通調(diào)速C、變電動機端電壓調(diào)速D、變電流調(diào)速3、目前調(diào)速系統(tǒng)采用的主要方案是 。A、變電阻調(diào)速B、變勵磁磁通調(diào)速C、變電動機端電壓調(diào)速D、變電流調(diào)速4、在保證調(diào)速精度（s不變）條件下擴大調(diào)速范圍（D增大），則必須設法 系統(tǒng)的速降（）。A、

4、減小B、增大C、不變D、無法實現(xiàn)5、當系統(tǒng)的一定時，若對靜差率s的要求越嚴（即s值越?。瑒t允許的調(diào)速范圍就 。A、越大B、越小C、不變D、無法實現(xiàn)6、直流調(diào)速系統(tǒng)中常用的檢測裝置不包括以下哪種 。A、轉(zhuǎn)速檢測B、電流檢測C、電阻檢測D、電壓檢測三、判斷題1、直流電動機最早被采用的調(diào)速方案是變電阻調(diào)速。（ ）2、弱磁調(diào)速方案的調(diào)速范圍小，特性較硬。（ ）3、變電動機端電壓調(diào)速可實現(xiàn)額定轉(zhuǎn)速一下大范圍平滑調(diào)速，并且在整個調(diào)速范圍內(nèi)機械特性的硬度會改變。（ ）4、靜差率表征負載變化引起調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速偏離原定轉(zhuǎn)速的程度。（ ）5、系統(tǒng)的調(diào)速特性越硬，越小，則s就越大，系統(tǒng)的穩(wěn)速性越差。（ ）6、開環(huán)

5、系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)平滑無級調(diào)速，其機械特性比較軟，穩(wěn)速能力好。（ ）7、當生產(chǎn)機械對調(diào)速系統(tǒng)靜差率有一定要求時，開環(huán)控制系統(tǒng)可實現(xiàn)的調(diào)速范圍是不大的。（ ）8、電流負反饋在靜態(tài)和動態(tài)情況下都可以對被控量其反饋調(diào)節(jié)作用，可以抑制負反饋環(huán)內(nèi)的各種擾動作用。（ ）9、調(diào)節(jié)時間小，過渡過程越小。（ ）10、調(diào)節(jié)時間衡量的是過渡過程的快速性。（ ）11、衡量的是系統(tǒng)過渡過程的快速性。（ ）12、在實際中不同的生產(chǎn)機械對調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能要求是不同的。（ ）四、簡答題1、直流電動機的調(diào)速方案有哪幾種？各有何優(yōu)缺點？2、改變電樞回路電阻調(diào)速的實質(zhì)是什么？3、晶閘管變流裝置有什么優(yōu)缺點？4、調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)指標是什么

6、？各項指標之間有何聯(lián)系？5、什么是開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)？6、在單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)中，若引入電流負反饋環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)的靜特性有何影響？7、具有PI調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)，在動態(tài)調(diào)節(jié)過程中比例、積分兩部分各起什么作用？8、為充分利用設備的過電流能力，又保證設備的安全運行，調(diào)速系統(tǒng)應具備什么條件？9、直流拖動系統(tǒng)起、制動過程中存在的矛盾是什么？10、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程的恒流升速階段，兩個調(diào)節(jié)器各起什么作用？11、帶電壓調(diào)節(jié)器的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，電壓調(diào)機器主要起什么作用？12、獨立勵磁控制的調(diào)壓調(diào)磁的調(diào)速系統(tǒng)的特點是什么？13、什么是校正？什么是調(diào)節(jié)器？14、用系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性進行動態(tài)校正設計

7、的步驟是什么？15、什么叫準則？什么叫最佳頻比？16、如何在開環(huán)對數(shù)頻率特性上求取系統(tǒng)的開環(huán)增益？17、在什么條件下可利用表3-4確定轉(zhuǎn)速閉環(huán)的跟隨動態(tài)性能。18、什么叫環(huán)流？說明環(huán)流產(chǎn)生的條件與環(huán)流的利弊。不同的可逆系統(tǒng)式怎樣處理環(huán)流的？19、什么樣的波形稱為PWM波形？怎樣產(chǎn)生這種波形？20、H型電流是如何實現(xiàn)系統(tǒng)可逆的？四、計算題1.電動機額定轉(zhuǎn)速，在額定勵磁條件下，由晶閘管變流裝置供給可調(diào)直流電壓。已知，系統(tǒng)靜態(tài)速降，問：當要求靜差率s=0.5時，能達到多大的調(diào)速范圍？如果調(diào)速范圍增加1倍，能滿足靜差率為多少？若調(diào)速范圍增加1倍，而靜差率s=0.5要求不變，則系統(tǒng)的靜態(tài)速降應為多少？2

8、、某一V-M開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，電動機額定電流，額定轉(zhuǎn)速，電樞電阻，電勢系數(shù)，整流裝置等效電阻，當要求靜差率s=0.3時，能夠達到的調(diào)速范圍為多少？3、某調(diào)速系統(tǒng)，D=10，電動機額定轉(zhuǎn)速，若要求s=5%，則系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降為多少？如果系統(tǒng)開環(huán)時的靜態(tài)速降為63r/min，則閉環(huán)后系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)應為多少？4、采用線性集成電路運算放大器為電壓放大器的轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如圖1-22所示。系統(tǒng)的已知數(shù)據(jù)如下：電動機，。晶閘管變流裝置電壓放大倍數(shù)。電樞電路總電阻。測速發(fā)電機，。最大給定電壓（對應于電動機額定轉(zhuǎn)速）。對調(diào)速系統(tǒng)的要求：D=10，。暫不考慮電動機的起動問題，試計算調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)。

9、5、設典型型系統(tǒng)的參數(shù)，T=0.1s，當階躍輸入信號作用于系統(tǒng)時，求動態(tài)響應的超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間，相角裕量。如果要求限制系統(tǒng)超調(diào)量不大于5%，則應該如何重新設計參數(shù)？這時系統(tǒng)阻尼比、相角裕量、調(diào)節(jié)時間各為多少？6、推導用法設計的典型型系統(tǒng)且h=5時的閉環(huán)傳遞函數(shù)。7、在可控環(huán)流可逆系統(tǒng)中，若預置，且設環(huán)流抑制環(huán)節(jié)中，計算負載電流多大時給定環(huán)流完全消失？8、畫出邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)大范圍降速調(diào)速時電樞電流波形圖。五、問答題1、在轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當電網(wǎng)電壓、電樞電阻、負載轉(zhuǎn)矩、電動機勵磁電流、測速機磁場各量發(fā)生變化時，對系統(tǒng)有何影響？系統(tǒng)對它們有無抑制能力？為什么？如果是開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，以上諸因素

10、對轉(zhuǎn)速影響又如何？2、當改變直流調(diào)速系統(tǒng)給定電壓時能否改變電動機轉(zhuǎn)速？為什么？若給定電壓不變，改變反饋系數(shù)的大小，能否改變轉(zhuǎn)速？為什么？3、如果轉(zhuǎn)速負反饋系統(tǒng)的反饋信號線斷線（或者反饋信號的極性接反），在系統(tǒng)運行中或起動時會有什么后果？試分析說明。4、給定電源和反饋檢測元件的精度是否對閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度有影響？為什么？5、帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)，如果電流截止比較電壓發(fā)生變化，對系統(tǒng)的靜特性有何影響？如果電流信號的采樣電阻大小變化，對系統(tǒng)的靜特性又有何影響？6、在電壓負反饋系統(tǒng)中，當電網(wǎng)電壓、電樞電阻、負載轉(zhuǎn)矩、電動機勵磁電流、測速機磁場各量發(fā)生變化時，對系統(tǒng)產(chǎn)生擾動作用，問系統(tǒng)

11、對這些擾動有無抑制調(diào)節(jié)能力？為什么？引入電流正反饋后，抗擾能力有何變化？ 7、PI調(diào)節(jié)器與I調(diào)節(jié)器在電路上有何差異？它們的輸出特性有何不同？為什么用PI調(diào)節(jié)器或I調(diào)節(jié)器構成的系統(tǒng)能成為無靜差系統(tǒng)？8、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)機器在動態(tài)調(diào)節(jié)過程中各起什么作用？9、若要改變雙閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速應調(diào)節(jié)什么參數(shù)？若要改變系統(tǒng)起動電流應調(diào)節(jié)什么參數(shù)？10、雙閉環(huán)系統(tǒng)在起動過程的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和階段，電流反饋信號是否與相等？為什么？如果轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用比例調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)的起動過程會如何？11、晶閘管整流裝置電流斷續(xù)時系統(tǒng)的參數(shù)會有何變化？電流自適應調(diào)節(jié)器是怎么樣解決電流斷續(xù)問題？在三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

12、中采用電流自適應調(diào)節(jié)器是否必要？為什么？12、為何要限制電流的變化率？帶電流變化率調(diào)節(jié)器的三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如何取得電流變化率反饋信號？改變什么參數(shù)可以調(diào)節(jié)電流變化率的大??？13、恒轉(zhuǎn)矩和恒功率負載各采用什么調(diào)速方案？為什么？14、什么叫系統(tǒng)的預期頻率特性和系統(tǒng)固有頻率特性？預期對數(shù)幅頻特性在低、中、高三個頻段的形狀對系統(tǒng)的性能各有何影響？15、用開環(huán)對數(shù)頻率特性圖說明典型型系統(tǒng)與典型型系統(tǒng)的特征。為什么它們能成為現(xiàn)代直流調(diào)速系統(tǒng)的預期特性？16、典型型系統(tǒng)的待設計參數(shù)是什么？典型型系統(tǒng)的待設計參數(shù)是什么？結合電流閉環(huán)與轉(zhuǎn)速閉環(huán)的校正過程予以說明。17、結合電流閉環(huán)或轉(zhuǎn)速閉環(huán)的動態(tài)校正，說明串聯(lián)PI

13、調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)與積分時間常數(shù)的大小分別對系統(tǒng)的跟隨性能與抗擾性能的影響？18、說明雙變流器反并聯(lián)電樞可逆系統(tǒng)四象限運行時，各象限中觸發(fā)脈沖相位、變流器工作狀態(tài)、電動機運行狀態(tài)、能量轉(zhuǎn)換關系。19、晶閘管直流電動機可逆系統(tǒng)帶動一起重設備，需完成上升與下降重物兩種任務，問是否一定需要采用雙變流器反并聯(lián)可逆線路？20、自然環(huán)流可逆系統(tǒng)中存在的是直流環(huán)流還是脈動環(huán)流？在反并聯(lián)線路與交叉線路中是怎樣分別予以限制的？21、可控環(huán)流可逆系統(tǒng)的零位應該小于、等于或大于？隨著負載電流的增大，其移相觸發(fā)特性大致應如何變化？22、為什么在邏輯無環(huán)流切換裝置中必須設置封鎖延時和觸發(fā)延時？延時過短或過長將產(chǎn)生什么后果

14、？23、錯位的含義是什么？錯位無環(huán)流可逆系統(tǒng)中用什么辦法消除直流環(huán)流、脈沖環(huán)流和動態(tài)環(huán)流？24、比較各類可逆系統(tǒng)的移相觸發(fā)特性。怎樣在工程上實現(xiàn)？25、比較邏輯控制裝置與選觸單元的功用與結構。26、從系統(tǒng)組成、功用、工作原理、特性等方面比較直流PWM調(diào)速系統(tǒng)與晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)間的異同點。27、異步電動機改變定子調(diào)速和直流電動機改變電樞電壓調(diào)速是不是性質(zhì)相同的兩種調(diào)速方式？為什么？28、采用調(diào)壓調(diào)速的異步電動機帶恒轉(zhuǎn)矩負載時，在不同穩(wěn)定運行速度下，轉(zhuǎn)子電流的大小是否相等？為什么？29、晶閘管直流調(diào)壓電流（整流電路）希望輸出電流最好是連續(xù)的，而晶閘管交流調(diào)壓電路則要求輸出電流必須是斷續(xù)的，為什么？30、如何實現(xiàn)滑差電機的反轉(zhuǎn)？改變電磁轉(zhuǎn)差離合器磁極的勵磁電流方向是否可以實現(xiàn)反轉(zhuǎn)？31、在串級調(diào)速系統(tǒng)中，當電動機空載時，運行速度與電動機的同步轉(zhuǎn)速有何不同？為什么？32、串級調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)與電動機的運行速度和負載大小是否有關系？若有，大致是什么關系？33、試