宝鸡文理学院自控系统试题B及答案

宝鸡文理学院试题
课程名称: 电力拖动自动控制系统适用时间: 2012年1月4日试卷类别: B 适用专业、年级、班: 09电气本科班
一、选择题（每小题2分，2×10=20分）
1、在伯德图上，低频段的斜率陡、增益高，则系统的（）。

A、稳定性越好
B、快速性越好
C、稳态精度越高
2、在可逆运行系统当中，以下可以消除直流平均环流措施为（）。

A、采用均衡电抗器
B、采用平波电抗器
C、采用α=β配合控制
3、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程转速无明显变化的阶段是（）。

A、本组逆变阶段
B、它组反接制动阶段
C、它组逆变阶段
4、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程，它组逆变阶段的能量流向为（）。

A、电网到电动机
B、电动机到电网
C、平波电抗器到电网
5、逻辑控制无环流可逆系统中，下面作为逻辑控制环节输入信号的是（）。

A、U i0和U i*
B、U i0和U n*
C、U i*和U n*
6、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程，由它组反接制动阶段进入它组逆变阶段时，反组VR
的工作状态变化为（）。

A、整流状态变为待整流
B、整流状态变为逆变
C、逆变状态变为待逆变
7、积分控制的单闭环直流调速系统，稳态时积分调节器输入偏差电压△U n=0，则调节器的输出电压（）。

A、等于0
B、为一终值
C、由调节器限幅值决定
8、双闭环调速系统中，给定电压U n*不变，增加转速反馈系数α，则系统稳定后转速反馈电压U n（）。

A、增加
B、减小
C、不变
9、在转速负反馈单闭环有静差系统中，当下列哪一个参数变化时，系统没有调节作用（）。

A、交流电源电压
B、放大器k p变化
C、测速电机励磁发生变化
10、在转速、电流双闭环调速系统中，出现负载扰动时，下面（）调节器起主要作用。

A、ASR
B、ACR
C、ACR和ASR
二、填空题（每小题2分，2×5=10分）
1、转速、电流双闭环直流调速系统中，转速调节器输出限幅的作用是_____。

2、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历_____、_____、_____三种状态。

3、不同电动机模型彼此等效的原则是______。

4、异步电动机的动态模型由______、______、转矩方程和运动方程组成。

5、异步电动机动态数学模型的性质是一个高阶、______、______的多变量系统。

三、判断题（每小题2分，2×5=10分）
1、异步电动机基频以下变频调速属于弱磁恒功率调速。

2、异步电动机恒压恒频正弦波供电时，其机械特性在s接近于1时，是一段直线。

3、3/2变换指由三相静止坐标系到d、q坐标系之间的变换。

4、在s 值很小的稳态运行范围内，如果能够保持气隙磁通φm 不变，异步电动机的转矩就近似与转差角频率ωs 成正比。

5、坐标变换的目的是简化异步电动机数学模型。

四、问答题（每小题10分，10×3=30分）
1、在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI 调节器。

当系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为什么？
2、什么是恒压频比控制方式？
3、在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数发生变化时系统是否有调节作用，为什么？ （1）放大器的放大系数Kp ；（2）供电电网电压；（3）电枢电阻Ra ；（4）电动机励磁电流； （5）电压反馈系数γ。

五、综合题（每小题15分，15×2=30分）
1、有一V-M 调速系统，电动机参数为P N =2.5Kw 、U N =220V 、I N =15A 、n N =1500r/min 、Ra=2Ω，整流装置内阻R rec =1Ω，触发整流环节的的放大系数K s =30，要求调速范围D=20，静差率s=10%。

试： （1）计算开环系统的稳态速降和要求所允许的稳态速降；（6分） （2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图；（4分）
（3）调整该系统，使U n *=20V 时转速n=1000r/min ，此时转速反馈系数应为多少？
（可以认为U n ≈U n *） （5分） 2、有一闭环系统，其控制对象传递函数为：
设计任务为校正成典型Ⅱ型系统。

试：、 （1）写出典型Ⅱ型系统开环传递函数；（4分）
（2）选择调节器结构并写出校正后系统的开环传递函数；（6分） （3）选择合理的参数配合形式。

（5分）
2
()(1)
obj K W s s Ts =
+
宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准
课程名称: 电力拖动自动控制系统 适 用 时 间: 2012年1月4日 试卷类别: B 适用专业、年级、班: 09电气本科班
一、选择题（每小题2分，2×10=20分）
1、C
2、C
3、A
4、B
5、A
6、B
7、B
8、C
9、C 10、A 二、填空题（每小题2分，2×5=10分）
1、决定电动机允许的最大电流
2、不饱和、饱和、退饱和
3、在不同坐标系下所产生的磁动势完全一致
4、电压方程、磁链方程
5、非线性、强耦合 三、判断题（每小题2分，2×5=10分） 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、√ 四、问答题（每小题10分，10×3=30分）
1、答：它们的输入偏差电压都是零。

输出分别为 U i * 和 U c 。

……………………(5分) 由比例积分控制规律，积分部分最终消除稳态偏差，即U n =U n *、U i =U i * 。

故△U n =0；△U i =0。

…………………(5分)
2、答：绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压 Us ≈ Eg ，则得Us/f1=常值，来近似保持φ
m 恒定，这就是～。

……………………(10分) 3、答：（1）放大器的放大系数Kp 、电网电压发生变化时系统有调节作用。

…………………(2分) （2）电枢电阻Ra 、电动机励磁电流、电压反馈系数γ发生变化时系统无调节作用。

………(3分)
原因：反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。

电枢电阻Ra 、电动机励磁电流位于反馈环外，而电压反馈系数γ位于反馈通道。

五、综合题（每小题15分，15×2=30分）
1、解：（1）先计算电动机的Ce ： …………………(2分)
开环系统稳态速降为： …………………(2分)
系统要求所允许的稳态速降： …………………(2分)
220152
min/0.127min/1500N N a e N U I R C v r v r n --⨯=
=⋅=⋅
()15(21)/min 354.33/min 0.127N N a rec op e e I R I R R n r r C C +⨯+∆=
===
15000.1/min 8.33/min
(1)
20(10.1)
N
cl n s n r r D s ⨯∆=
=
=-⨯-
（2）采用转速负反馈系统的稳态结构图： …………………(4分)
（3）当U n *=20V 时转速n=1000r/min ，此时转速反馈系数为： …………………(5分)
2、解：（1）典型Ⅱ型系统开环传递函数：…………………(4分)
（2）对于积分惯性环节控制对象，若要校正成典型Ⅱ型系统，调节器必须具有两个积分环节，并含有一个比例微分环节和一个惯性环节，选择PI 调节器，其传递函数为： …………………(2分)
校正后系统的开环传递函数为： …………………(5分)
（3）参数配合：取1hT τ=，并令21/pi K K K τ=，则有
这就是典型Ⅱ型系统。

…………………(5分)
*
20min/0.02min/1000n n U U v r v r
n n α=≈=⋅=⋅
2(1)()(1)K s W s s Ts τ+=
+
11(1)
()pi pi K s W s s
ττ+=
211(1)
()()()(1)pi pi obj K K s W s W s W s ss T s ττ+==
+
12(1)()(1)K s W s s T s τ+==
+。