上海大学运动控制期末考试试卷-供学习和考研参考。培训讲学

四、论述逻辑无环流可逆晶闸管－直流电动机调速系统的由正向电动到反向电
动的过程，如何实现电枢电流的反向。（8 分）
答： 从正向电动到反向电动分别为四个阶段： 1. 正组逆变，电流方向不变 2. 反向电流建立，反组整流，电流方向改变 3. 反组逆变，电流方向与 2 相同 4. 反向启动阶段，反组整流，电流方向与 3 相同
3. 定性画出当 Id IN 时，
U
* n
nN
和
U
* n

1 2
n
N
的闭环静特性。
4．系统是否有静差？若有静差，应采取何种实际可行的措施消除静差。
(计算时小数点后保留 3 位，若数值较小时，应保留三位有效位)（15 分）
__，当ρ_ 1 _时，输出
2
平均电压为正，要使输出平均电压为负，应使_ 0 1 __。
2
题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 得分 一、填充题（30 分）：
1．闭环调速系统对于_被反馈环包围的前向通道上_的扰动具有抑制
二、系统的开环对数幅频特性渐进线（伯德图）如下图所示，定性说明 中频段、低频段、高频段和截止频率c（或称剪切频率）与闭环系统稳 定性、稳态精度和动态响应的关系。（8 分）
值，恒流升速阶段。
I Ⅲ段：ASR
退饱和， U
* i
，
d 迅速减小，该段 ASR，ACR 都不饱和。ASR 起
I 主导的转速调节作用，ACR 则使
d
尽快地跟随
U
* i
，转速调节阶段。
②
0
Id Idm
IdL
0
t1
I Ⅰ段：加负载导致
n↓，在
ASR
作用下，
U
* i
↑，
d ↑，当 Id
Idm 时，
n 停止下降
转速 n 60M1 ，Z 是每转一圈的脉冲个数，误差率： 1 100% 适用于高速
ZTc
M1
T 法：在编码器两个相邻脉冲的间隔时间内，测高频时钟脉冲个数 M2
n 60 f0 ZM 2
，
f0 为高频时钟频率，误差率：
1 100% 适用于低速 M2 1
M/T 法： 既检测 M1 ， 也检测 M2 ， 两个计数器同时开启或关闭计数 可适用的速度范围广
* nm
8V ，当主
电路电流达到最大值时,整定电流反馈电压U im 8V 。设计指标：要求系统满足调
速范围 D 25 ，静差率 s 10% 。
1. 计算 Ce，额定负载时，开环系统的稳态速降Δnop，满足静差率要求时， 闭环系统的稳态速降Δncl 及闭环系统的开环放大系数 K。
2. 转速反馈系数 ，调节器放大系数 K p 。
在正组切换到反组时，ASR 输出极性改变，等电枢电流过零后，经过封锁 延时后，封锁正组脉冲，经开放延时后，开放反组脉冲。
草稿纸
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五、按下述两种情况定性分析转速、电流双闭环直流调速系统的转速和电流的 变化规律，两个调节器的输出与控制作用，定性画出转速、电流的过渡曲线：
① 负载电流为 I dL 时，突加给定的起动过程，设最大电枢电流为 Idm ； ② 系统稳定后，负载电流由 I dL 加大到 IdN ， IdN Idm 。（12 分）
1. 低频段的斜率陡，增益高，系统的稳态精度高 2. 中频段以-20dB/dec 的斜率穿越 0 dB 线，而且这一斜率能覆盖足够的频
带宽度，则系统的稳定性好 3. 高频段衰减越快，系统抗高频噪声干扰的能力强 4. 截止频率 越高，则系统的快速性越好
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三、M，T 与 M T 是常用的三种数字测速方法，论述三种方法的基本特征及工 作原理，转速计算表达式（需说明各变量的物理意义），精度指标及应用场合。 （8 分） 答：M 法：在一定的时间Tc 内，测取旋转编码器输出的脉冲个数 M1
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成 绩 上海大学 2006～2007 学年秋季学期试卷 A
课程名：运动控制（一）课程号：
学分： 3
应试人声明：
我保证遵守《上海大学学生手册》中的《上海大学考场规则》，如有考
试违纪、作弊行为，愿意接受《上海大学学生考试违纪、作弊行为界定及
处分规定》的纪律处分。
应试人
应试人学号
应试人所在院系
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六、转速单闭环控制系统如下图所示，已知数据如下：电动机： PN 10kW ，
U N 220V ， I N 55 A ， nN 1500 r / min ， Ra 0.5 。整流装置内阻
Rrec

0.3 ,触发整流环节的放大倍数 K s

35
。最大给定电压
U
n
Ⅰ n*
Ⅱ
答：①
Ⅰ段：ASR
很快进入饱和状态，输出限幅值
U
* im
，在
ACR
的调节下，电流迅速
上升到 Id Idm ，电流上升阶段
Ⅱ段：ASR 始终饱和，相当于转速开环，系统成为在Ui*m 下的电流调节系统，
I I 同时为了克服反电动势 E，所以在 ACR 的作用下， d 基本上保持略小于 dm 的恒
作用，而对于_反馈通道_的扰动则无能为力。 2．转速、电流双闭环调速系统中，调节_转速调节器（ASR）_的限 幅值可以调节系统最大电流；调节_电流调节器（ACR）_的限幅值可
L() / dB 低频段
ห้องสมุดไป่ตู้
中频段 -20dB/dec
高频段
以调节 UPE 的最大输出电压。
C
/ s 1
3．数字 PI 调节器有位置式和_增量式_两种算法，位置式 PI 调节需 要_输出_限幅和_积分_限幅。 4．可逆晶闸管－直流电动机调速系统，有两种静态环流，分别是_直 流平均环流_和_瞬时脉冲环流_，α=β配合控制_是_（是，否）存在 环流。 5．晶闸管－直流电动机调速系统中，若电抗器不足够大，在轻载或
n
I Ⅱ段：由于 n 仍小于给定值→
U
* i
↑
→
d ↑ 直到 n=给定值，电流也达到最
n*
大值
I I I Ⅲ段：此时， d IdN
I →
n↑，转速超调，U
* i
↓，
d ↓，直到
d
dN ，
n 达到峰值，此后系统在负载阻力下减速，直到稳定。
Id I dN
I dL
草稿纸
Ⅲ
t
t2 t3 t4
t
t t
9．在可逆 V－M 调速系统中，正向制动时，_反组_逆变，机械特性在
_二_象限；反向电动时，_反组_整流，机械特性在_三_象限。
10．实现它励直流电动机平滑连续调速常用两种方法，基速以下采用_
变压调速_，属于恒_转矩_调速方式，基速以上采用_弱磁_，属于恒_功
率_调速方式。
11．双极性直流 PWM 变换器的占空比ρ=_ ton T