电力传动电力拖动控制系统B卷附参考答案

2014—2015 学年第二学期期末考试

课程名称：电力传动控制系统 开 卷 B 卷 120分钟

一、选择题（共20分，每题2分）

1、直流P W M 变换器—电动机系统与晶闸管—电动机系统相比， B 。 A 、前者调速范围宽但谐波大 B 、前者调速范围宽且谐波少 C 、后者调整范围宽但谐波大

2、静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率 A 。 A 、越小 B 、越大 C 、不变

3、在可逆直流调速系统当中，抑制瞬时脉动环流的措施为 A 。

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

4、带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 、保持原先的值不变 5、无静差调速系统的PI 调节器中P 部份的作用是 B 。

A 、消除稳态误差

B 、加快动态响应

C 、既消除稳态误差又加快动态响应 6、转速、电流双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是 A 。 A 、ASR 饱和、ACR 不饱和 B 、ACR 饱和、ASR 不饱和 C 、ASR 和ACR 都饱和 7、控制系统能够正常运行的首要条件是 B 。

A 、准确性

B 、稳定性

C 、快速性 8、在直流电机调速系统中，系统无法抑制 B 的扰动。

A 、电网电压

B 、电机励磁电压变化

C 、运算放大器参数变化 9、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程主要阶段是 C 。 A 、本组逆变阶段 B 、它组反接制动阶段 C 、它组逆变阶段

10、在转速、电流双闭环调速系统中，以下哪一项影响最大电流Idm 的设计 C 。

A 、运算放大器

B 、稳压电源

C 、 电动机允许的过载能力 二、判断题（共20分，每题2分） 1、双闭环调速系统中，给定信号*

n U 不变，增加转速反馈系数α，系统稳定运行时转速反馈电压n U 不变。 （ 对 ） 2、I 型系统工程最佳参数是指参数关系选用 K=1/（2T ）或ξ=0.707。 （ 对）

M最小3、双闭环调速系统的设计过程中，一般把h=4定义为按闭环幅频特性峰值

r

min

准则设计的“三阶工程最佳”参数配置。（错）4、在双闭环调速系统的设计过程中，若按“三阶工程最佳”设计系统时，系统的超调量为37.6%。（对）

U固定，想得到固定的转速5、在双闭环系统调试中，若两个调节器采用PI调节器，

nm

U即可。（对）n只需调节给定电压*

n

6、积分或比例积分调节器的输出具有记忆和保持功能。（对）

7、转速闭环系统对一切扰动量都具有抗干扰能力。（错）

8、比例积分调节器输入偏差电压为零时，其输出电压也为零。（错）

9、在双闭环调速系统的设计过程中，通常将电流环校正为典型I型系统，将转速环校正为典型II型系统。（对）

10、位置式PI调节器算法比增量式PI调节器算法更容易产生积分饱和现象，必须同时设置积分限幅和输出限幅，缺一不可。（对）

三、简答题（共30分，每题6分）

1、直流PWM变换器中，泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？

答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿。应合理选择滤波电容的容量，或采用泵升电压限制电路。

2、在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？试说明理由。

答：仍然受影响。因为无静差转速单闭环调速系统只是实现了稳态误差为零，因此若给定电源发生偏移，或者测速发电机精度受到影响而使反馈电压发生改变，系统仍会认为是给定或转速发生改变，从而改变转速，以达到电压偏差为零。

3、单闭环调速系统能减少或消除转速稳态误差的实质是什么？

答：比例控制直流调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。

4、在转速、电流双闭环直流调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？

答：在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节的参数有：转速给U，因为转速反馈系统的转速输出服从给定。

定电压*

n

U、转速调节器的若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的参数有：转速的给定*

n

放大倍数n K 、转速调节器的限幅值、转速反馈系数α等，因为它们都在电流环之外。

5、无环流逻辑控制器DLC 中为什么必须设置封锁延时和开放延时？延时过大或过小对系统有何影响？

答：设置封锁延时电路和开关延时电路后，能够保护两组晶闸管在切换时不发生短路，保证同一时间只有一组晶闸管开通。延时过大会引起切换时间太长，延时过小会造成换流逆变失败。

四、计算题（共30分）

1、设控制对象的传递函数为1

1234()(1)(1)(1)(1)

obj K W s T s T s T s T s =

++++，式中1K =2；

1T =0.4s ，2T =0.08s ，3T =0.015s ，4T =0.005s 。要求阶跃输入时系统超调量5%σ<

用PI 调节器将系统设计成典型I 型系统，试设计调节器参数并计算调节时间s t 。（10分） 解：用PI 调节器校正时，调节器传递函数为1

()i PI pi i W s K s

ττ+= 取10.4i T s τ==，并将2T 、3T 、4T 看成小时间常数，令

2340.080.0150.0050.1T T T T s s s s

=++=++=

则按典型I 型系统校正时系统开环传递函数为

1111()(1)(1)(1)pi

i pi

i i K s K K W s K s T s Ts s Ts τττ+==+++ 取1

1

2pi i

K K K T

τ=

=，则 10.4

1

2220.1i

pi K K T

τ=

=

=⨯⨯

调节时间

660.10.6s t T s s

≈=⨯=

所以PI 调节器的参数0.4i s τ=，1pi K =；调节时间0.6s t s =。