运动控制系统复习提纲及答案
运动控制考试复习题及答案(完整版)
运动控制考试复习题及答案(完整版)一、填空题1、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标，而调速系统的动态指标通常以抗扰性能指标为主2、直流电机调速方法有变压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速。
异步电动机调速方式常见有6种分别是：降压调速、差离合调速、转子串电阻调速、串级调速和双馈电动机调速、变级调速、变压变频调速。
其中转差率不变型有：变级调速、变压变频调速，只有变压变频应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。
同步电动机按频率控制方式不同分为：他控式变频调速和自控式变频调速。
（变电阻调速：有级调速。
变转差率调速：无级调速。
调压调速：调节供电电压进行调速）按按转差功率可以怎么划分电动机:转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型3、对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持气隙磁通不变，需按比例同时控制定子电压和定子频率，低频时还应当抬高电压以补偿阻抗压降，基频以下调速属于恒转矩调速；而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高定子频率而迫使磁通减弱，相当直流电动机弱磁升速情况，基频以上调速属于恒功率调速。
4、对于SPWM型逆变器，SPWM的含义为正弦波脉宽调制，以正弦波作为逆变器输出的期望波形，SPWM波调制时，调制波为频率和期望波相同的正弦波，载波为频率比期望波高得多的等腰三角波，SPWM型逆变器控制方式有同步调制、异步调制、混合调制。
SPWM型逆变器的输出的基波频率取决于正弦波。
SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。
5、调速系统的稳定性能指标包括调速范围和静差率6、供变压调速使用的可控直流电源有：旋转交流机组（G-M系统）、静止式可控整流器（V-M系统）与直流斩波器（PWM-M系统）或脉宽调制变换器。
7、典型I型系统与典型II型系统相比,前者跟随性能好、超调小，但抗扰性能差。
典型I型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？答：稳态误差：对于典型I型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K值成反比；在加速度输入下稳态误差为∞。
运动控制系统 复习知识点总结
1 运动控制系统的任务是通过对电动机电压、电流、频率等输入电量的控制，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。
（运动控制系统框图）2. 运动控制系统的控制对象为电动机，运动控制的目的是控制电动机的转速和转角，要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的电磁转矩，使转速变化率按人们期望的规律变化。
因此，转矩控制是运动控制的根本问题。
第1章可控直流电源-电动机系统内容提要相控整流器-电动机调速系统直流PWM变换器-电动机系统调速系统性能指标1相控整流器-电动机调速系统原理2.晶闸管可控整流器的特点（1）晶闸管可控整流器的功率放大倍数在104以上，其门极电流可以直接用电子控制。
（2）晶闸管的控制作用是毫秒级的，系统的动态性能得到了很大的改善。
晶闸管可控整流器的不足之处晶闸管是单向导电的，给电机的可逆运行带来困难。
晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt都十分敏感，超过允许值时会损坏晶闸管。
在交流侧会产生较大的谐波电流，引起电网电压的畸变。
需要在电网中增设无功补偿装置和谐波滤波装置。
3.V-M系统机械特4.最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流器的类型有关。
5.（1）直流脉宽变换器根据PWM变换器主电路的形式可分为可逆和不可逆两大类（2）简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统（3）有制动电流通路的不可逆PWM-直流电动机系统（4）桥式可逆PWM变换器（5）双极式控制的桥式可逆PWM变换器的优点双极式控制方式的不足之处（6）直流PWM变换器-电动机系统的能量回馈问题”。
（7）直流PWM调速系统的机械特性6..生产机械要求电动机在额定负载情况下所需的最高转速和最低转速之比称为调速范围，用字母D来表示（D的表达式）当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时电动机转速的变化率，称为静差率s。
运动控制复习资料整理
运动控制复习资料整理运动控制是机械工程领域中一个重要的研究方向，它涉及到控制系统和机械系统的结合，用于实现精确的运动控制。
具体而言，运动控制涵盖了运动控制算法、控制器设计、运动控制系统模型、传感器和执行器选择以及运动规划等方面的内容。
本文将从这些方面对运动控制的基础知识进行复习资料的整理，帮助读者回顾和加深对运动控制的理解。
一、运动控制算法1. PID控制算法：PID控制算法是最常用的一种运动控制算法，它通过比较设定值和实际值的误差，计算出一个控制量来调节系统的输出。
PID控制算法包括比例项、积分项和微分项，它们分别用来调节系统的静态响应、消除误差累积和改善动态响应。
2. 模糊控制算法：模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，它能够处理系统模型不确定或复杂的情况。
模糊控制算法通过定义模糊集合和相应的规则，实现对系统状态的模糊描述和控制决策。
3. 最优控制算法：最优控制算法是一种通过优化目标函数，寻找系统最优控制策略的算法。
最优控制算法包括动态规划、最优化和线性二次型控制等方法，它们能够在满足系统限制条件的前提下，最大化或最小化目标函数。
二、控制器设计1. 传统控制器设计：传统控制器设计通常基于数学模型和系统理论，通过建立数学模型和分析系统特性，设计出合适的控制器参数。
传统控制器设计方法包括根轨迹法、频域法和状态空间法等。
2. 自适应控制器设计：自适应控制器设计是一种根据系统的变化自动调整控制器参数的方法，它能够应对系统参数变化、外界干扰和建模误差等情况。
自适应控制器设计方法包括模型参考自适应控制和模型无关自适应控制等。
三、运动控制系统模型1. 开环模型：开环模型是指没有反馈控制的运动控制系统模型，它只根据输入信号直接控制输出信号，缺乏对系统误差的修正。
2. 闭环模型：闭环模型是指具有反馈控制的运动控制系统模型，它通过对输出信号进行反馈比较，根据误差信号调节控制量，使得输出信号稳定在设定值附近。
《运动控制系统》综合复习题及答案.docx
一、单项选择题1.只能实现有级调速调速方式为（C ）2.调速系统的静差率指标，应以（D ）3.某直流调速系统电动机额定转速nN=1430r/min，额定速降A n N=115r/min,当要求静差率sW30%时，允许的调速范围是（C ）4.对自动调速系统来说，主要的扰动量是（B ）5.如果要改变双闭环无静差V-M系统的转速，可调节（C ）6.转速电流双闭环调速系统在稳态工作点上时，控制电压不取决于（D）7.不是跟随性能指标是（D ）8.在转速电流双闭环调速系统中，选用了典型I型系统，是因为电流环（A ）9.两组晶闸管装置反并联的可逆V-M系统在一定控制角下稳定工作时出现的环流叫做（A ）10.在配合无环流可逆系统中，可采用配合控制的触发移相方法对其进行控制，但需将两组晶闸管装置的触发脉冲的初始相位都整定在（C ）11.在两组晶闸管反并联的可逆V-M系统中，当正组的控制角小于反组的逆变角时，将会产生（B ）12.交-直-交PWM变压变频器中，逆变器起作用是（A ）13.当交流电动机由常规的六拍阶梯波逆变器供电时，磁链轨迹是一个（A ）14.不是异步电动机动态数学模型的特点为（B ）15.不是直接转矩控制的特点为（A ）16.采用旋转编码器的数字测速方法不包括（D ）17.交流电动机带恒转矩负载作调压调速时，其转差功率与转差率（A ）18.在低频输出时采用异步调制方式，高频输出时切换到同步调制方式为（D ）19.不是异步电动机动态数学模型的特点。
（D ）20.电流跟踪PWM控制时，当环宽选得较大时（A ）21.只能实现有级调速调速方式为（C ）22.调速系统的静差率指标，应以（D ）23.某直流调速系统电动机额定转速n N=1430r/min,额定速降A n N=115r/min,当要求静差率sW30%时，允许的调速范围是（C ）24.对自动调速系统来说，主要的扰动量是（B ）25.如果要改变双闭环无静差V-M系统的转速，可调节（C ）26.转速电流双闭环调速系统在稳态工作点上时，控制电压不取决于（B ）27.不是跟随性能指标是（D ）28.在转速电流双闭环调速系统中，选用了典型I型系统，是因为电流环（A ）29.两组晶闸管装置反并联的可逆V-M系统在一定控制角下稳定工作时出现的环流叫做（A ）30.在配合无环流可逆系统中，可采用配合控制的触发移相方法对其进行控制，但需将两组晶闸管装置的触发脉冲的初始相位都整定在（C ）31.不适合使用矢量控制方式是（B ）32.PMW变压变频器，通过它可同时调节电压和频率，其可控的是（B ）。
运动控制复习要点及答案
第一部分运动控制复习要点（IRON）1、直流调速系统用的三种可控直流电源和各自的特点。
P21)旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。
2)静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。
3)直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。
2.电流连续和断续时，V-M系统机械特性的差别，电流断续有何不良影响。
P91）当电流连续时，特性还比较硬；断续段特性则很软，而且呈显著的非线性，理想空载转速翘得很高。
2）电流断续给用平均值计算描述的系统带来一种非线性因素，也引起机械特性的非线性，影响系统的运行性能。
3、直流调速系统闭环静特性和开环机械特性的联系和区别（画图分析）。
P23~24a、闭环系统的静态特性可以比开环系统的机械特性硬很多；b、闭环系统的静差率比开环系统小得多；c、如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围。
d、要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。
4、电流截止负反馈及其作用。
P28当电流大到一定程度时才出现的电流负反馈叫做电流截止负反馈，简称截流反馈。
作用：限流保护，即解决反馈闭环调速系统启动和堵转时电流过大的问题。
5、比例调节器、积分调节器、比例积分调节器各自的控制规律和特点。
比例调节器：a、Uc=KpΔUn输出信号与偏差信号成比例；有差调节。
b、能迅速响应控制作用。
积分调节器：a、输出信号的速度与偏差信号成正比。
b、无静差调速。
比例积分调节器：a、稳态精度高，动态响应快；b、比例部分能迅速响应控制作用，积分部分则最终消除稳态偏差。
（控制规律即公式）6、无静差调速系统的稳态结构图和稳态结构参数关系。
P43无静差调速系统的稳态参数计算很简单，在理想情况下，稳态时Un=0，因而Un=Un*=α*n，即m ax*m axn n U =α（1-66），α为转速反馈系数（V.min/r ），Nmax 为电动机调压时的最高转速（r/min ），U*nmax 为相应的最高给定电压（V ）。
《运动控制系统》期末复习资料
第1章绪论1.什么是运动控制?电力传动又称电力拖动，是以电动机作为原动机驱动生产机械的系统的总称。
运动控制系统是将电能转变为机械能的装置，用以实现生产机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其它应用的要求。
2.运动控制系统的组成：现代运动控制技术是以电动机为控制对象，以计算机和其它电子装置为控制手段，以电力电子装置为弱电控制强电的纽带，以自动控制理论和信息处理理论为理论基础，以计算机数字仿真或计算机辅助设计为研究和开发的工具。
3.运动控制系统的基本运动方程式：J dωm=Te-TL-Dωm-Kθm d tdθm=ωmd tJ—机械转动惯量（kg⋅m2）ωm —转子的机械角速度（rad/s）θm—转子的机械转角（rad）Te—电磁转矩（N⋅m）TL—负载转矩（N⋅m）D—阻转矩阻尼系数K—扭转弹性转矩系数第2章转速反馈控制的直流调速系统1.晶闸管-电动机（V-M）系统的组成：纯滞后环节，一阶惯性环节。
2.V-M系统的主要问题：由于电流波形的脉动，可能出现电流连续和断续两种情况。
3.稳态性能指标：调速范围D和静差率s。
D=∆n nNsN (1−s)，额定速降∆nN，D=n maxnmin，s=∆n Nn4.闭环控制系统的动态特性；静态特性、结构图？5.反馈控制规律和闭环调速系统的几个实际问题，积分控制规律和比例积分控制规律。
积分控制规律：U=1c∆U d t ⎰τ0nt比例积分控制规律：稳态精度高，动态响应快6.有静差、无静差的主要区别：比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状；而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
比例积分放大器的结构：PI调节器7.数字测速方法：M法测速、T法测速、M/T法测速。
8.电流截止负反馈的原理：采用某种方法，当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。
电流截止负反馈的实现方法：引入比较电压，构成电流截止负反馈环节9.脉宽调制：利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的。
#《运动控制》课程复习
《运动控制》课程复习大纲王一开编第一部分：填空题+简答题1、PWM系统的几种工作状态。
（P129）分正向电动，反向制动，轻载电动三种状态■一般电动状态在一般电动状态中，始终为正值（其正方向示于图1-17a中）。
设ton为VT1的导通时间，则一个工作周期有两个工作阶段：在0 ≤t ≤ton期间，Ug1为正，VT1导通，Ug2为负，VT2关断。
此时，电源电压Us加到电枢两端，电流id 沿图中的回路1流通。
在ton ≤t ≤T 期间，Ug1和Ug2都改变极性，VT1关断，但VT2却不能立即导通，因为id沿回路2经二极管VD2续流，在VD2两端产生的压降给VT2施加反压，使它失去导通的可能。
因此，实际上是由VT1和VD2交替导通，虽然电路中多了一个功率开关器件，但并没有被用上。
■制动状态在制动状态中，id为负值，VT2就发挥作用了。
这种情况发生在电动运行过程中需要降速的时候。
这时，先减小控制电压，使Ug1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压Ud降低。
但是，由于机电惯性，转速和反电动势E还来不及变化，因而造成E Ud 的局面，很快使电流id反向，VD2截止，VT2开始导通。
制动状态的一个周期分为两个工作阶段：在0 ≤t ≤ton 期间，VT2 关断，－id 沿回路4 经VD1 续流，向电源回馈制动，与此同时，VD1 两端压降钳住VT1 使它不能导通。
在ton ≤t ≤T期间，Ug2 变正，于是VT2导通，反向电流id 沿回路3 流通，产生能耗制动作用。
因此，在制动状态中，VT2和VD1轮流导通，而VT1始终是关断的，此时的电压和电流波形示于图1-17c。
■轻载电动状态有一种特殊情况，即轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在关断后经续流时，还没有到达周期T ，电流已经衰减到零，此时，VT2因而两端电压也降为零，便提前导通了，使电流方向变动，产生局部时间的制动作用。
轻载电动状态，一个周期分成四个阶段：第1阶段，VD1续流，电流– id 沿回路4流通；第2阶段，VT1导通，电流id 沿回路1流通；第3阶段，VD2续流，电流id 沿回路2流通；第4阶段，VT2导通，电流– id 沿回路3流通。
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一、复习：直流调速系统问题1-1：电机的分类？①发电机（其他能→电能）直流发电机交流发电机②电动机（电能→其他能）直流电动机：有换向器直流电动机（串励、并励、复励、他励）无换向器直流电动机（又属于一种特殊的同步电动机）交流电动机：同步电动机异步电动机：鼠笼式绕线式：伺服电机旋转变压器控制电机自整角机力矩电机测速电机步进电机（反应式、永磁式、混合式）问题1-2：衡量调速系统的性能指标是哪些？①调速范围D=n max/n min=n nom/n min②静差率S=△n nom/n0*100%对转差率要求高，同时要求调速范围大（D大S 小）时，只能用闭环调速系统。
③和负载匹配情况：一般要求：恒功率负载用恒功率调速，恒转矩负载用恒转矩调速。
问题1-3：请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点，并说明今后电力传动系统的发展的趋势.*直流电机调速系统优点：调速范围广，易于实现平滑调速，起动、制动性能好，过载转矩大，可靠性高，动态性能良好。
缺点：有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；换向产生火花，使用环境受限；结构复杂，容量、转速、电压受限。
*交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉，使用环境广，运行可靠，便于制造大容量、高转速、高电压电机。
大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。
缺点：调速性能比直流电机差。
*发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统，达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统.问题1-4：直流电机有哪几种？直流电机调速方法有哪些?请从调速性能、应用场合和优缺点等方面进行比较.哪些是有级调速？哪些是无级调速？Φ-=eK IR U n 直流电动机中常见的是有换向器直流电动机，可分为串励、并励、复励、他励四种，无换向器直流电动机属于一种特殊的同步电动机。
根据直流电机的转速公式，调速方法有变压调速、变电阻调速和变转差率调速。
调压调速：调节电压供电电压进行调速，适应于：U ≤U nom ，基频以下，在一定范围内无级平滑调速。
运动控制系统复习提纲
运动控制系统复习指导第一章绪论第二章转速反馈控制的直流调速系统2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-系统允许的静态速降为2.04rpm 。
2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，且在不同转速下额定速降不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下）max 0max 1500151485N n n n =-∆=-= min 0min 15015135N n n n =-∆=-= max min 148513511D n n ===2) 静差率 01515010%N s n n =∆==2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。
相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。
采用降压调速。
当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。
如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R C e r p m ∆==⨯+=[(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =∆-=⨯⨯-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S ns =∆-=⨯⨯-=2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。
已知直流电动机60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V•min/r,求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ∆为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？（3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ∆又为多少? 解：(1)3050.18274.5/min N N n I R r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压*8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。
运动控制系统复习提纲及答案
运动控制系统复习提纲一、选择题…………………………（每题2分，总计20分）1、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（ B ）.A、电机的调速精度B、电机的动态转矩C、电机的气隙磁通D、电机的定子电流2、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制( B ）。
A、电机的调速精度B、电机的动态转矩C、电机的定子电流D、电机的气隙磁通3、关于变压与弱磁配合控制的直流调速系统中，下面说法正确的是（A ）.A 当电动机转速低于额定转速时，变压调速，属于恒转矩性质调速。
B 当电动机转速高于额定转速时，变压调速，属于恒功率性质调速.C 当电动机转速高于额定转速时，弱磁调速，属于恒转矩性质调速。
D 当电动机转速低于额定转速时，弱磁调速，属于恒功率性质调速。
4、在晶闸管反并联可逆调速系统中，βα=配合控制可以消除（ B ）。
A 静态环流B 直流平均环流C 瞬时脉动环流D 动态环流5、在交—直—交变频装置中,若采用不控整流，则PWN逆变器的作用是（ C )。
A、调压C、调压调频B、调频D、调频与逆变6、下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是（C ）。
A、降电压调速B、变极对数调速C、变压变频调速D、转子串电阻调速7、在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联可逆调速电路中,为了限制环流，需配置环流电抗器的数量分别是（D )。
A 1个和2个B 2个和1个C 2个和4个D 4个和2个8、交流异步电动机采用调压调速，从高速变到低速，其转差功率（D）.A不变B减小C增大 D 为09、异步电动机串级调速系统中,串级调速装置的容量（ A ）。
A 随调速范围的增大而增大B 随调速范围的增大而减小C 与调速范围无关D 与调速范围有关，但关系不确定U=常数）的变频调速系统中,在基频以下变频调速时进行定子10、在恒压频比控制（即1s电压补偿，其目的是（ C ）。
A 维持转速恒定B 维持定子全磁通恒定C 维持气隙磁通恒定D 维持转子全磁通恒定11、带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等,则调节器的输出为（A ）A、零；B、大于零的定值C、小于零的定值；D、保持原先的值不变12、无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（D）A、消除稳态误差;B、不能消除稳态误差也不能加快动态响应C、既消除稳态误差又加快动态响应;D、加快动态响应13、异步电动机变压变频调速时，采用( B ）控制方式,可获得一线性机械特性.A、U1／f1=常值；B、E g/f1=常值；C、E s/f1=常值；D、E r/f1=常值14、一般的间接变频器中,逆变器起（B ）作用。
运动控制系统复习提纲
单项选择：1船舶电力推进是通过〔电动机〕拖动螺旋桨的系统。
2根据转速-转矩四象限，电动机在第四象限为〔反向制动〕状态。
3〔同步〕电动机的转速与电源频率保持严格对应关系，机械特性硬。
4转速-转矩四象限中的第三象限，电动机电磁转矩与转速方向相〔同〕，为〔驱动〕性质。
电流调速系统要求一定围无级平滑调速，以〔降低电枢电压〕调速方式为最好。
如下说法不正确的答案是〔采用比例放大器的转速闭环系统可使系统无静差〕。
A、截流反应可以抑制V-M直流调速系统的电流冲击B、采用比例放大器的PWM-电动机的稳定性能优于V-M系统C、调速围和静差率两个指标必须同时提出才有意义D、采用比例放大器的转速闭环系统可使系统无静差1转速、电流反应控制直流调速系统在实际的设计和运行中，转速调节器是〔容易〕饱和；电流调节器〔不易〕饱和。
2转速、电流双闭环直流调速系统稳态工作点上，ASR的输出量是由〔负载〕电流决定的，而控制电压的大小如此同时取决于〔给定〕电压和〔负载〕电流。
3转速、电流双闭环直流调速系统的两个闭环中，〔电流〕环主要对电网电压波动起与时抗扰作用，〔转速〕环主要对负载波动起抗扰作用。
4转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器的输出限幅决定了〔整流装置最小控制角〕1转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器具备的作用为〔使电流跟随给定电流变化〕1电动机转速与转角控制的根本是〔转矩〕控制，但同时也需要做好〔磁链〕控制。
2船舶电力推进是通过〔电动机〕拖动螺旋桨的系统。
3典型机械负载中，起重机提升重物属于〔位能性恒转矩负载〕负载。
4典型机械负载中，船舶螺旋桨属于〔通风机类〕负载。
5根据转速-转矩四象限，电动机在第四象限为〔反向制动〕状态。
6不属于电力拖动自动控制系统构成单元的是〔柴油机〕。
A、功率放大与变换装置B、柴油机C、电动机D、传感器8直流电力拖动控制系统和交流电力拖动控制系统比拟，〔直〕流电力拖动控制系统的数学模型简单；〔直〕流电力拖动控制系统调节器的设计简单。
江南大学运动控制系统复习提纲
运动控制系统复习提纲课程学习还没有结束，老师也没有透露任何考试的消息，本复习提纲是本人根据以前考试的内容整理。
考研的同学都在努力复习，其他同学也在复习Dota 和CF，希望此提纲可以帮助大家顺利通过期末考试。
也预祝大家一个月后考试顺利，半年后毕业顺利，毕业后早日结婚，结婚后早生贵子。
本次运动控制复习，需掌握20个概念，20条理论，4类题型。
以往的考试题型是20分名词解释，10分填空，20分选择，20分简答，30分计算。
但今年的考试题型到目前为止还没定，沈老师和潘老师也没有透露。
20个概念和20条理论本人要敲出来的话太费时间，只给出概念，具体内容大家自己去书上找。
4个题型我给出具体例题和详细答案，请务必看懂（看不懂的，强行记住。
PS：记住计算步骤，不要记数字）20个概念：1.运动控制2.调速3.稳速4.加速、减速5.调速范围6.静差率7.闭环调速系统的静特性8.离散化、数字化9.上升时间10.超调量11.环流12.直流平均环流13.交—直—交变频器14.直接变频器15.SPWM波的特点16.电压源变频器17.电流源变频器18.120°导通型19.180°导通型20.VC系统20条理论：1.直流电动机调速方法与特点2.常用可控直流电源（三种）3.V-M系统的原理及优缺点4.调速系统的控制要求5.闭环系统静特性与开环机械特性相比的优越性6.反馈控制规律7.单闭环直流调速系统的动态分析8.积分控制规律9.比例积分的控制规律10.双闭环调速系统的静特性及稳态参数计算11.双闭环直流调速系统起动过程的三个阶段及过程中ACR和ASR的状态分析12.双闭环直流调速系统起动过程的三个特点分析13.可逆V-M系统环流问题（包括环流的定义，产生的原因及抑制措施）14.SPWM控制技术的分类（单级与双极控制的定义）15.变频调速系统中的脉宽调制技术（PWM、SPWM）16.SVPWM控制技术17.转差频率控制规律18.异步电机动态数学模型及性质19.不同电动机模型等效的原则及2/3、3/2变换20.矢量控制的原理，直接转矩控制的原理4类题型：4类题型的分布很简单：第一章：闭环调速系统动态与稳态参数的计算第二章：ACR和ASR的相关计算典I型系统和典II型系统的校正第六章：2/3、3/2变换往年的考试有3个计算，第一章和第六章的必考，第二章的两种题型分别在期末考试卷和补考卷中出现，所以无论想参加期末考试还是想参加补考的，都需要将4种题型全部掌握。
运动控制系统答案
一．填空（20’）1. 调速范围 静差率2. 电流反馈环 抗负载扰动 抗电网电压扰动3. M 法测速 T 法测速 M/T 法测速4. 位置式 增量式5. 变压变频调速系统 转差频率控制系统6. 开关损耗较小 谐波分量较小 零矢量集中的实现方法 零矢量分布的实现方法7. 强耦合 矢量控制 直接转矩控制8. 产生的磁动势相等 变换前后的功率相等二．简答（20’）1. 答：根据运动控制系统的运动方程式 m e Ld J T T dt ω=-mm d dtθω=可知，要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的电磁转矩，使转速变化率按人们期望的规律变化。
因此，转矩控制是运动控制的根本问题。
但是e T 检测起来非常不容易，即使可以检测，成本也非常高，但是相比之下转速检测起来就非常容易，因此，在实际应用过程中采用的是转速控制。
2. 答：（1）只有比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的。
(1)dcl e RI n C K ∆=+只有 K = ∞，才能使cl n ∆ = 0，而这是不可能的。
过大的K 值也会导致系统的不稳定。
（2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定 。
一方面能够有效地抑制一切被包含在负反馈环内前向通道上的扰动作用； 另一方面则能紧紧跟随着给定作用，对给定信号的任何变化都是唯命是从。
（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。
反馈控制系统无法鉴别是给定信号的正常调节还是外界的电压波动。
反馈通道上有一个测速反馈系数，它同样存在着因扰动而发生的波动，由于它不是在被反馈环包围的前向通道上，因此也不能被抑制。
3. 答： 低频时，定子电阻和漏磁感抗压降所占的份量比较显著，可以人为地把定子电压抬高一些，以便近似地补偿定子阻抗压降，称作低频补偿，也可称作低频转矩提升。
基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点，但负载的变化将导致磁通的改变，因此采用定子电流补偿控制，根据定子电流的大小改变定子电压，可保持磁通恒定，从而解决了负载改变的扰动问题。
运动控制系统复习要点
三复习纲要直流拖动系统（掌握）控制系统课程贯穿着一个基本方法：理论联系实际来分析问题解决问题。
具体来说就是系统思想和模型化、工程化方法。
本书的基本结构是以学科历史发展过程或者说实际问题为逻辑起点，而一般的理论课程如物理、数学实际上是与科研实际过程相反的，以学习者的知识结构为逻辑起点，从定义、概念、定律再到定理。
这是因为理论的发展意味着概念的创新。
而控制系统是一门技术理论课程，它是从技术角度来总结的。
正因为是技术角度出发的，具有综合性和实践性的特点。
所以对学习者来说，必须具备一定的实践基础和专业理论基础。
而对初学者来说，表现出有一定的难度是不奇怪的，而且，每一部分内容都仅是打下基础，深入的细节方面的知识，需要更进一步地查阅其它书籍和资料，从另一方面来看，这也给大家留下了自学和实践的空间。
从电压平衡方程式，导出调速方法，从反馈控制原理和静态参数的要求导出闭环控制系统；从静态与动态性能的矛盾分析了P调节器和I调节器，发展到PI调节器；从单闭环的调速系统无法控制起、制动动态电流，导出了带饱和非线性的PI调节器构成双闭环的系统结构，而双闭环的结构可以说交直流电动机控制的基本结构；从单向开关的晶闸管不能实现反转和回馈制动导出了可逆系统结构，又从可逆系统引起的环流问题导出有环流和无环流控制策略；再从调压调速的限制和宽调速范围的要求引出带弱磁控制的非独立弱磁控制系统。
问题一步一步深化。
但思考问题的出发点是电压平衡方程式，磁链平衡方程式，转矩平衡方程式，再加半导体开关的特性导致的电力电子电路中的特殊问题（也就是电力电子技术），同时分析时用到了电路和电机中的基本概念如输入功率、输出功率、转差功率、功率因数、效率、损耗等等。
1闭环控制静差率与调速范围重点掌握可控直流电源VM系统的主要问题直流脉宽调速系统的主要问题单闭环稳态分析PI调节器2 双闭环稳态数学模型及动态性能分析非典型系统的典型化弱磁控制实验电路模拟式PI调节器，过电流保护电路3 数字控制（了解）数字测速数字PI调节器及其设计方法4 可逆系统（掌握）5 变压调速及其软起动器（了解）6.1 VVVF 控制方式（掌握）机械特性比较三段式控制6.2 PWM 模式spwm chbpwm svpwm （了解）6.3 变频器的主要类型（了解）6.4 标量控制系统转速开环转速闭环转差频率控制（一般掌握）6.5 矢量控制原理坐标变换转子磁链定向（一般掌握）6.6 矢量控制系统直接矢量控制间接矢量控制转子磁链估计和观测（理解）6.7 直接转矩控制定子磁链的估计和观测（理解）7 串级调速系统（高效率低功率因数）（掌握）双馈调速的5种工况串级调速的工作原理起动停车顺序转子整流电路的特点及对机械特性的影响串级调速系统的功率因数及其改进方案双馈调速系统（了解）8 同步电动机变频调速（了解）特点及其类型他控变频（转速开环，交交变频，气隙磁场定向）自控变频（无刷直流，永磁同步电动机）四复习要点1直流电动机调压可获得恒转矩调速。
(完整word版)运动控制系统 复习知识点总结
1 运动控制系统的任务是通过对电动机电压、电流、频率等输入电量的控制，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。
（运动控制系统框图）2. 运动控制系统的控制对象为电动机，运动控制的目的是控制电动机的转速和转角，要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的电磁转矩，使转速变化率按人们期望的规律变化。
因此，转矩控制是运动控制的根本问题。
第1章可控直流电源-电动机系统内容提要相控整流器-电动机调速系统直流PWM变换器-电动机系统调速系统性能指标1相控整流器-电动机调速系统原理2.晶闸管可控整流器的特点（1）晶闸管可控整流器的功率放大倍数在104以上，其门极电流可以直接用电子控制。
（2）晶闸管的控制作用是毫秒级的，系统的动态性能得到了很大的改善。
晶闸管可控整流器的不足之处晶闸管是单向导电的，给电机的可逆运行带来困难。
晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt都十分敏感，超过允许值时会损坏晶闸管。
在交流侧会产生较大的谐波电流，引起电网电压的畸变。
需要在电网中增设无功补偿装置和谐波滤波装置。
3.V-M系统机械特4.最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流器的类型有关。
5.（1）直流脉宽变换器根据PWM变换器主电路的形式可分为可逆和不可逆两大类（2）简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统（3）有制动电流通路的不可逆PWM-直流电动机系统（4）桥式可逆PWM变换器（5）双极式控制的桥式可逆PWM变换器的优点双极式控制方式的不足之处（6）直流PWM变换器-电动机系统的能量回馈问题”。
（7）直流PWM调速系统的机械特性6..生产机械要求电动机在额定负载情况下所需的最高转速和最低转速之比称为调速范围，用字母D来表示（D的表达式）当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时电动机转速的变化率，称为静差率s。
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运动控制系统复习提纲一、选择题…………………………（每题2分，总计20分）1、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（ B ）。
A、电机的调速精度B、电机的动态转矩C、电机的气隙磁通D、电机的定子电流2、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（ B ）。
A、电机的调速精度B、电机的动态转矩C、电机的定子电流D、电机的气隙磁通3、关于变压与弱磁配合控制的直流调速系统中，下面说法正确的是（ A ）。
A 当电动机转速低于额定转速时，变压调速，属于恒转矩性质调速。
B 当电动机转速高于额定转速时，变压调速，属于恒功率性质调速。
C 当电动机转速高于额定转速时，弱磁调速，属于恒转矩性质调速。
D 当电动机转速低于额定转速时，弱磁调速，属于恒功率性质调速。
4、在晶闸管反并联可逆调速系统中，βα=配合控制可以消除（ B ）。
A 静态环流B 直流平均环流C 瞬时脉动环流D 动态环流5、在交—直—交变频装置中，若采用不控整流，则PWN逆变器的作用是（ C ）。
A、调压 C、调压调频B、调频 D、调频与逆变6、下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是（ C ）。
A、降电压调速B、变极对数调速C、变压变频调速D、转子串电阻调速7、在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联可逆调速电路中，为了限制环流，需配置环流电抗器的数量分别是（ D ）。
A 1个和2个B 2个和1个C 2个和4个D 4个和2个8、交流异步电动机采用调压调速，从高速变到低速，其转差功率（ D）。
A不变 B减小C增大 D 为09、异步电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量（ A ）。
A 随调速范围的增大而增大B 随调速范围的增大而减小C 与调速范围无关D 与调速范围有关，但关系不确定10、在恒压频比控制（即1sU=常数）的变频调速系统中，在基频以下变频调速时进行定子电压补偿，其目的是（ C ）。
A 维持转速恒定B 维持定子全磁通恒定C 维持气隙磁通恒定D 维持转子全磁通恒定11、带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ）A、零；B、大于零的定值C、小于零的定值；D、保持原先的值不变12、无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（D）A、消除稳态误差；B、不能消除稳态误差也不能加快动态响应C、既消除稳态误差又加快动态响应；D、加快动态响应13、异步电动机变压变频调速时，采用（ B ）控制方式，可获得一线性机械特性。
A、U1／f1=常值； B、Eg/f1=常值；C、Es /f1=常值； D、Er/f1=常值14、一般的间接变频器中，逆变器起（ B ）作用。
A、调压；B、调频；C、调压与逆变；D、调频与逆变15、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（C）。
A、电机的调速精度；B、电机的动态转矩；C、电机的气隙磁通；D、电机的定子电流16、SPWM逆变器是利用正弦波信号与三角波信号相比较后，而获得一系列（A）的脉冲波形。
A、等幅不等宽；B、等宽不等幅；C、等幅等宽；D、不等宽不等幅；命题教师院系负责人签字17、静止式串级调速系统的附加直流电势由（D）实现。
A、直流发电机；B、蓄电池；C、工作在整流状态的可控整流器；D、工作在逆变状态的可控整流器18、转速、电流双闭环无静差直流调速系统能保证以最大加速度起动的原因取决于（ C ）。
A ASR、ACR均不饱和B ASR、ACR均饱和C ASR饱和D ACR饱和19、3．适合于高速的数字测速方法为（A）A M法B T法C M/T法D C法20、10．PWM变频器中，（ D ）控制方式可在异步电动机内部空间形成圆形旋转磁场。
A SPWMB SHEPWMC CFPWMD SVPWM二、填空题…………………………（每题2分，总计20分）11、各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。
2、转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制和转速超调。
3、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
4、V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电抗器。
5．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰7、调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。
8、交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控制三种。
9、三相异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合、的多变量系统。
10、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压Un* 、ASR的输出量取决于负载电流Idl 。
11、直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。
12．衡量直流调速系统常见的指标为调速范围，静差率，额定速降。
三者的关系为： P22 。
13．直流调速系统若采用V-M调速，一般应用在_ 大功率 _场合；若采用PWM调速，一般应用在中小容量场合。
14．转速、电流反馈控制系统起动过程中的三个特点为：饱和非线性控制、转速超调、准时间最优。
15．数字测速的精度指标有：分辨率、测速误差率。
16．数字PI调节器的位置式算法为_ P 46 。
17．V-M可逆系统中会存在瞬时脉动环流，消除直流平均环流可采用α=β配合控制控制，抑制瞬时脉动环流可采用环流电抗器。
会降低，△n会不18．异步电机采用恒压频比控制时，随着频率的降低，n变，Temax会不变。
19．基于稳态模型的变频调速系统有转速开环调压系统、转速闭环转差系统两类。
20、异步电动机三相模型的非线性强耦合性质主要体现在磁链方程和（电压）转矩方程。
三、分析简答题………………………（每题10分，总计30分）1、调速范围和静差率的定义是什么？P212、什么叫环流? 并说明有环流可逆系统的适用场合。
P103\答：只限于两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流。
适应于中小容量系统，有较高快速性能要求的系统。
3、单闭环调速系统的基本特征。
P56\2.12答：（1）具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差的。
（2）闭环系统具有较强的抗干扰性能，反馈闭环系统具有很好的抗扰性能，对于作用在被负反馈所包围的前向通道上的一切扰动都能有效的抑制。
（3）闭环系统对给定信号和检测装置中的扰动无能为力。
4、什么是SPWM，它有何特点？请简述其工作原理。
P153\5.5答：特点：（1）主回路结构简单，只有一个功率控制级，输入级为不控整流器，功率因素和功率都高。
（2）采用SPWM控制，输出电压和频率的协调控制同时在逆变器中完成，避免了大惯性直流滤波环节对调压响应的影响。
快速响应性不仅有利于实时控制，还有利于开环应用。
（3）采用双极性，分段同步正弦脉宽调制技术，输出具有完善对称性的SPWM 电压波形，基波分量大，提高了逆变器的利用率并有效地消除或抑制低次有害谐波，降低了噪声，能在很宽的调频范围内使电动机稳定工作，低速运行性能好。
在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
冲量即指窄脉冲的面积。
这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
即当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时，其输出响应基本相同。
如果把各输出波形用傅立叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段略有差异。
上述原理可以称之为面积等效原理，它是PWM 控制技术的重要理论基础。
把图2-1a 的正弦半波分成N 等份，就可以把正弦半波看成是由N 个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等，都等于 /N ，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到图2-1b 所示的脉冲序列,这就是PWM 波形。
可以看出各脉冲的幅值相等，而宽度是按正弦波规律变化的。
根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。
对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。
像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM 波形，也称SPWM （Sinusoidal PWM ）波形。
要改变等效输出的正弦波的幅值时，只要按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。
5、请简述交流异步电动机定子调压调速的工作原理，并对三种常用的调压方法进行说明。
答：当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同的转速。
调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源。
目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种晶。
闸管调压方式为最佳。
调压调速的特点：调压调速线路简单，易实现自动控制。
调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。
调压调速一般适用于100KW 以下的生产机械。
（1）通过改变自耦变压器变化，来改变电机电压，从而进行调速。
（2）通过改变直流励磁电流来控制铁心的饱和程度，改变交流电抗值，改变电机电压，实现降压调速。
饱和交流电抗小，电机定子电压高。
（3）通过控制晶闸管的导通角，来调节电动机的端电压，从而进行调速。
6、什么是双馈调速?它与串级调速由什么不同？P2041、 有一个晶阐管—电动机调速系统，已知：电动机：N N N N a P 2.8kw,U 220V,I 15.6A,n 1500r /min,R 1.5=====Ω ，整流装置内阻rec R 1=Ω,电枢回路电抗器电阻L R 0.8=Ω，触发整流环节的放大倍数s K 35=.四、计算题………………………（ 每题15分，总计30分）（1） 系统开环工作时，试计算调速范围D=30时的静差率s 值。
（2） 当D=30，s=10%，计算系统允许的稳态速降。
（3） 如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D=30， s =10%，在*n U 10V =时，d N N I I ,n n ==计算转速负反馈系数α和放大器放大系数p K .P58\2.122、 有一个闭环控制系统，其控制对象的传递函数为j obj K 10W (s)s(Ts 1)s(0.02s 1)==++，要求校正为典型Ⅱ型系统，在阶跃输入下系统的超调量30%σ≤（按线性系统考虑）。
试决定调节器结构，并选择其参数。
P94\3.73、某一调速系统，测得的最高转速特性为0max n =1500r / min ，最低转速特性为0max n =150r / min ，带额定负载时的速度降落 0n ∆=15r/ min ，且在不同转速下额定速降N n ∆不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ P57\2.34、已知某调速系统电动机数据为：P N =18KW ,U N =220V ,I N =94A ,n N =1000r/min ，R a =0.15Ω整流装置内阻R rec = 0.3Ω触发整流环节的放大倍数 K s =40.最大给定电压U nm * =15V, 当主电路电流达到最大值时，整定电流反馈电压 U im =10V计算：（1）转速反馈系数a 。