電力拖動自動控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題1111(共20頁)

1、PAGE PAGE 20電力(dinl)拖動自動控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題一、填空題1. 直流調(diào)速系統(tǒng)(xtng)用的可控直流電源有： 旋轉(zhuǎn)(xunzhun)變流機組（G-M系統(tǒng)） 、靜止可控整流器（V-M統(tǒng)） 、 直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器（PWM） 。2. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程特點是 飽和非線性控制 、 準時間最優(yōu)控制 和 轉(zhuǎn)速超調(diào) 。3. 交流異步電動機變頻調(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. 相異步電動機的數(shù)學(xué)模型包括： 電壓方程

2、、 磁鏈方程 、 轉(zhuǎn)矩方程 和 運動方程 。6. 異步電動機動態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個 高階 、非線性 、強耦合 的多變量系統(tǒng) 。7. 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。8. 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標包括 調(diào)速范圍 和 靜差率 。9. 反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動 ， 服從給定 。10. VVVF控制(kngzh)是指逆變器輸出 電壓(diny) 和 頻率(pnl) 可變的控制11、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)當中，兩個調(diào)節(jié)器采用 串級 聯(lián)接，其中轉(zhuǎn)速反饋極性為 負反饋 、電流反饋極性為 負反饋 。12、直流斬波器的幾種常用的控制方法：T不變，變ton 脈沖

3、寬度調(diào)制（PWM） ；ton不變，變 T 脈沖頻率調(diào)制（PFM） ；ton和T都可調(diào)，改變占空比 混合型 。13、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，采用PI調(diào)節(jié)器，穩(wěn)態(tài)運行時，轉(zhuǎn)速n取決于 給定電壓 、ASR的輸出量取決于 負載電流 。14. 各種電力拖動自動控制系統(tǒng)都是通過控制 電動機轉(zhuǎn)速 來工作的。15. V-M系統(tǒng)中，采用三相整流電路，為抑制電流脈動，可采用的主要措施是 設(shè)置平波電抗器 。16、在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為了限制全壓啟動和堵轉(zhuǎn)電流過大，通常采用 電流截止負反饋 。17、在配合控制的直流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，存在的是 直流平均 環(huán)流，可用 串接環(huán)流電抗器 抑制。18、采用(ciyng)PI調(diào)節(jié)器的

4、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)啟動時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器經(jīng)歷 不飽和、 飽和(boh)、退飽和(boh) 三種狀態(tài)。選擇題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)誤差也不能加快動態(tài)響應(yīng)C、既消除穩(wěn)態(tài)誤差又加快動態(tài)響應(yīng)；D、加快動態(tài)響應(yīng)3. 異步電動機變壓變頻調(diào)速時，采用（ B ）控制方式，可獲得一線性機械特性。A、U1f1=常值； B、Eg/f1=常值；C、Es/f1=常值； D、Er/f1=常值

5、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(kngzh)變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本思想是控制（ C ）。A、電機(dinj)的調(diào)速精度； B、電機的動態(tài)轉(zhuǎn)矩；C、電機的氣隙磁通； D、電機的定子(dngz)電流6轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的兩個調(diào)速器通常采用的控制方式是 ( B )APID BPI CP DPD7靜差率和機械特性的硬度有關(guān)，當理想空載轉(zhuǎn)速一定時，特性越硬，則靜差率( A ) A越小 B越大 C不變 D不確定8下列異步電動機調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型的調(diào)速系統(tǒng)是 ( D )A降電壓調(diào)速 B串級調(diào)速 C變極調(diào)速

6、D變壓變頻調(diào)速9雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在恒流升速階段時，兩個調(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10在微機數(shù)字控制系統(tǒng)的故障保護中斷服務(wù)子程序中，工作程序正確的是( C )A顯示故障(gzhng)原因并報警分析判斷故障(gzhng)封鎖(fn su)PWM輸出系統(tǒng)復(fù)位 B顯示故障原因并報警封鎖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警系統(tǒng)復(fù)位 D分析判斷故障顯示故障原因并報警封鎖PWM輸出系統(tǒng)復(fù)位11、SPWM技術(shù)中，調(diào)制波是頻率和期望波相同的（ A ）

7、。 A、正弦波 B、方波 C、等腰三角波 D、鋸齒波12、無靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時，轉(zhuǎn)速的給定值與反饋值相同，此時調(diào)節(jié)器的輸出（ D ）。 A、為0 B、正向逐漸增大 C、負向逐漸增大 D、保持恒定終值不變13、下列交流異步電動機的調(diào)速方法中，應(yīng)用最廣的是（ C ）。 A、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14、在交直交變頻(bin pn)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(dio pn) C、調(diào)壓調(diào)頻 D、調(diào)頻與逆變15、控制系統(tǒng)(kn zh x tn)能夠正常運行的首要條件是（ B ）。 A、抗擾性 B、穩(wěn)定性

8、 C、快速性 D、準確性16、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17、在電機調(diào)速控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)無法抑制（ B ）的擾動。 A、電網(wǎng)電壓 B、電機勵磁電壓變化 C、給定電源變化 D、運算放大器參數(shù)變化18、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運行時，控制電壓Uct的大小取決于（ C ）。 A、Idl B、n C、n和Idl D、和判斷題1、反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動。 （ ）2、改變電流(dinli)相序可以改變?nèi)嘈D(zhuǎn)磁通勢的轉(zhuǎn)向。 （ ）3、當閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)放大系數(shù)大于系統(tǒng)的臨界(ln ji)放大系數(shù)時，

9、系統(tǒng)將穩(wěn)定。 （ ）4、調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標應(yīng)以最低速(d s)時所能達到的數(shù)值為準。 （ ）5、在電機調(diào)速控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)無法抑制電機勵磁電壓變化的擾動。 （ ）6、控制系統(tǒng)能夠正常運行的首要條件是準確性。 （ ）7、開環(huán)系統(tǒng)的靜特性可以比閉環(huán)系統(tǒng)硬得多。 （ ）8、微機數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)中，采樣頻率應(yīng)不小于信號最高頻率的2倍。 （ ）9、一般的間接變頻器中，逆變器起調(diào)頻與逆變作用。 （ ） 10、無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器一般采用PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器。 （ ）四、問答題1、調(diào)速范圍(fnwi)和靜差率的定義是什么？ 答：生產(chǎn)機械(jxi)要求電動機提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母D表示

10、,即： 當系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運行時，負載由理想空載增加(zngji)到額定值時所對應(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 2、簡述恒壓頻比控制方式 答：繞組中的感應(yīng)電動勢是難以直接控制的，當電動勢值較高時，可以忽略定子繞組的漏磁 阻抗壓降，而認為定子相電壓 Us Eg，則得 這是恒壓頻比的控制方式。但是，在低頻時 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，需要人為地把電壓 Us 抬高一些，以便近似地補償定子壓降。3、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出(shch)電壓各是多少？為什么？ 答：當兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時

11、，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(judng)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)(xtng)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，對于作用在被負反饋所包圍的前向通道上的一切擾動都能有效地抑制； （3）閉環(huán)系統(tǒng)對給定信號和檢測裝置中的擾動無能為力。5、在無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(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？并說明(shumng)理由。 答：系

12、統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。因此轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度還受給定電源(dinyun)和測速發(fā)電機精度的影響。6、晶閘管-電動機系統(tǒng)需要快速(kui s)回饋制動時，為什么必須采用可逆線路？ 答：當電動機需要回饋制動時，由于反電動勢的極性未變，要回饋電能必須產(chǎn)生反向電流，而反向電流是不可能通過 VF 流通的，這時，可以通過控制電路切換到反組晶閘管裝置 VR，并使它工作在逆變狀態(tài)，產(chǎn)生逆變電壓，電機輸出電能實現(xiàn)回饋制動。7、解釋待正組逆變和反組逆變，并說明這兩種狀態(tài)各出現(xiàn)在何種場合下。 答：正組逆變電樞(din sh)端電壓為負，電樞電流為正，電動機逆向運轉(zhuǎn)，回饋發(fā)電，機械特性在第四象限。 反組逆變

13、電樞端電壓為正，電樞電流為負，電動機正向運轉(zhuǎn)，回饋發(fā)電，機械特性(txng)在第二象限。8、有靜差系統(tǒng)(xtng)與無差系統(tǒng)的區(qū)別。 答：根本區(qū)別在于結(jié)構(gòu)上(控制器中)有無積分控制作用，PI控制器可消除階躍輸入和階躍擾動作用下的靜差，稱為無靜差系統(tǒng)，P控制器只能降低靜差，卻不能消除靜差，故稱有靜差系統(tǒng)。9、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，電機制動時不能回饋電能，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：電容器吸收動能；鎮(zhèn)流電阻(dinz)消耗動能；并接逆變器。10、什么叫環(huán)流(hun li)? 并說明有

14、環(huán)流可逆系統(tǒng)的適用場合。 答：只限于兩組晶閘管之間流通的短路電流稱為環(huán)流。 適用(shyng)于中小容量系統(tǒng), 有較高快速性能要求的系統(tǒng)。11、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動與負載擾動時，哪個調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用？ 答：電網(wǎng)電壓波動時，ACR起主要調(diào)節(jié)作用;負載擾動時，ASR起主要抗擾調(diào)節(jié)作用。計算題 1、 某直流調(diào)速系統(tǒng)的電動機額定轉(zhuǎn)速為 nN=1430r/min ,額定速降 nN =115r/min，當要求靜差率s30時，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率s20，試求最低運行速度及調(diào)速范圍。 解：要求s30%時，調(diào)速范圍為若要求s20%時，最低空載轉(zhuǎn)速為最低運行(ynxng

15、)轉(zhuǎn)速為調(diào)速范圍(fnwi)為 2、某一調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉(zhuǎn)速(zhun s)特性為 nO max = 1500r / min ，最低轉(zhuǎn)速特性為nO min = 150r / min ，帶額定負載時的速度降落 nN = 15r / min ，且在不同轉(zhuǎn)速下額定速降nN 不變，試問系統(tǒng)能夠達到的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？ 解：思路一：系統(tǒng)能夠達到的調(diào)速范圍為： 3. 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中，兩個(lin )調(diào)節(jié)器ASR、ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)：電動機：Pnom=3.7kW ， Unom=220V ， Inom=20A ，nnom=1000r/min，電樞(din sh

16、)回路總電阻R=1.5，設(shè)Unm*= Uim*= Ucm=8V，電樞(din sh)回路最大電流Idm=40A，電力電子變換器的放大系數(shù)Ks=40.試求：（1）電流反饋系數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；（2）當電動機在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時的Ud0、Ui、Uc值。 解：（1）= Uim*/Idm=8/40=0.2 = Unm */ nnom=8/1000=0.008 （2）Ud0=IdmR=401.5=60V Ui= Uim*=8V（極性相反） Uc= Ud0/Ks=60/40=1.5A 4. 已知某調(diào)速系統(tǒng)(xtng)電動機數(shù)據(jù)為：PN=18KW ,UN=220V ,IN=94A ,nN=1000r/min

17、，Ra=0.15整流(zhngli)裝置內(nèi)阻Rrec = 0.3觸發(fā)整流環(huán)節(jié)(hunji)的放大倍數(shù) Ks=40.最大給定電壓Unm* =15V, 當主電路電流達到最大值時，整定電流反饋電壓 Uim =10V計算： （1）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 。 （2）調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kp 。 5、如圖所示的系統(tǒng)(xtng)，要求5%，試設(shè)計(shj)調(diào)節(jié)器。 解：根據(jù)題意，該系統(tǒng)(xtng)可以校正為典型型系統(tǒng)，也可以校正(jiozhng)為典型型系統(tǒng)(xtng)后加給定濾波器。校正成典型型系統(tǒng)時，若取h=5，則T1=0.1，hT1=50.01=0.05，T1hT2。因此可以把大慣性環(huán)節(jié)1/（0.1s+1）近似處理為

18、積分環(huán)節(jié)1/（0.1s），故系統(tǒng)控制對象的傳遞函數(shù)為采用PI調(diào)節(jié)器校正，則開環(huán)傳遞函數(shù)為按Mpmin準則故調(diào)節(jié)器參數(shù)這時超調(diào)量=37.6%，為了減小超調(diào)量，輸入通道加一給定濾波器取濾波(lb)時間常數(shù)T0=0.05，超調(diào)量=2.8%5%，滿足要求。最后還要校驗一下近似條件是否(sh fu)滿足、 即，滿足(mnz)近似條件。2、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若電流調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，其作用是什么？其輸出限幅值應(yīng)如何整定？ 答：電流調(diào)節(jié)器（ACR）的作用：1）對電網(wǎng)電壓波動起及時抗擾作用；2）起動時保證獲得允許的最大電流；3）在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨給定電壓變化；4）當電機過載甚至堵轉(zhuǎn)時，

19、限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常。電流調(diào)節(jié)器（ACR）的輸出限幅值：5、在邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，實現(xiàn)無環(huán)流的原理是什么？答：在邏輯控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，邏輯無環(huán)流控制器（DLC）在任何時候都封鎖一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，確保兩組晶閘管不可能同時導(dǎo)通，所以不會產(chǎn)生環(huán)流。3、典型(dinxng)I型系統(tǒng)(xtng)和典型型系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)誤差和動態(tài)性能上有什么(shn me)區(qū)別？ 答：穩(wěn)態(tài)誤差：對于典型I 型系統(tǒng)，在階躍輸入下，穩(wěn)態(tài)時是無差的；但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且與K值成反比；在加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差為 。對于典型II型系統(tǒng)，在階躍和斜坡輸入下，穩(wěn)態(tài)時均無差；加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差與開