α_=_β__配合控制的直流可逆调速系统的工作原理
燕山大学采用α_=_β__配合控制的有环流V-M可逆调速系统_
目录
1 α = β 配合控制的直流可逆调速系统的工作原
理
2 α = β 配合控制的有环流直流可逆调速系统
的仿真模型及参数
3 仿真结果及分析
4 心得体会
5 参考文献
摘 要：
针对面向系统传递函数结构图仿真方法的不足，提出了一种基于MATLAB的Simulink和
Power System 工具箱、面向系统电气原理结构图的仿真新方法，实现了转速与电流双闭环α= β 配合控制的直流可逆调速系统的建模与仿真。分别介绍了同步脉冲触发器、移相器控制器和PI调节器的建模，给出了直流可逆调速系统的仿真模型和仿真结果，仿真结果表明了仿真算法可信度较高。
关键词: α = β 配合控制；直流电机；MATLAB仿真；移项控制器
引 言
晶闸管反并联的电枢可逆线路是可逆调速系统的典型线路之一。这种线路有能实现可逆运行、回馈制动等优点，同时正转制动和反转启动完全衔接起来，没有间断或死区，这是有环流调速系统的优点，特别是用于要求快速正反转的中小容量的系统。为保证系统安全，必须增加环流电抗器以消除其中的环流[1-2]。本文采用MATLAB的Simulink和PowerSystem工具箱，介绍如何实现α = β 配合控制的直流可逆调速系统的建模与仿真。
α = β 配合控制的直流可逆调速系统的建模
控制系统传统的计算机仿真是用传递函数方法来完成的，各环节的传递函数是将实际模型经过一定的简化而得到的，很多重要细节会被忽略[3]。Power System 工具箱提供了利用物理模型仿真的可能，其仿真建模方法与构建实际电路相似，仿真结果非常接近于实际。
3章 可逆直流调速系统及其应用
3.1.2 电枢可逆系统中的环流
• 两组晶闸管整流装置同时工作时，便会产生不流过负载而 直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。 • 一般地说，环流对系统无益，徒然加重晶闸管和变压器的 负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此必 须予以抑制或消除。 U dαf U dαr 直流平均环流 I c = R环 • 为了防止产生直流平均环流，最好的解决办法是当一组晶 闸管装置VF处于整流状态时，其整流电压为正，这时应 该让另一组晶闸管装置VR的触发脉冲处于逆变位置，如 果在任何时刻都能满足下列条件： Udαr U dβf Udαf Udβr • 则两组变流装置之间，就不会出现直流环流。
5钢制链条图316冷拔机工艺过程示意图开始咬钢牵引头在初始位置b上运行信号发出后电动机正转链条带着咬钢牵引头高速向左运行当咬钢牵引头到咬钢位置a时光电管发出信号使电动机迅速减速速度接近零时靠自然碰撞把钢咬入牵引头同时马上以平稳低速反转使牵引头向右前进进行拔钢拔钢结束即牵引头到达抛钢位置b时光电管发出信号使咬钢牵引头松钢自行向下抛落拔好的钢同时发出返回信号使电动机反转
Ud f E Id R
• 在t1时刻给定信号翻转，Un*由正变负，电机开始正转向反 转的过渡。
2）本桥逆变（t1~t2段）
• 发出反转信号后，转速给定信号突变，由于系统机械惯性， 转速反馈信号变化很小，使转速调节器的输出迅速达到反 向限幅值，电流调节器的输出很快变为反向限幅值。 • 本桥VF组由整流状态很快变成βf=βmin的逆变状态； • 它桥VR组由待逆变状态转变成待整流状态。 • 主回路电流的变化使主回路电感磁场能量变化很大，在电 流由降到0之前，是由电感释放磁场能量维持主回路正向 电流的，电感释放的能量大部分通过VF回馈到电网，一 部分转为机械能，一小部分消耗在电阻上。其能量公式如 下： dI d L E U d f I d R dt • 大部分能量通过本组回馈电网，所以称作“本桥逆变阶 段”。
交直流调速系统复习题及答案
交直流调速系统复习题及答案
一、判断题：(判断题正确打T，错误打F)
1、当系统机械特性硬度相同时，理想空载转速越低，静差率越小。（F）
2、如果系统低速时的静差率能满足要求，则高速时肯定满足要求。（T）
3、电流截止负反馈是一种用来限制主电路过电流的方法。（T）
4、电压负反馈调速系统的调速精度要比转速负反馈的精度高。（F）
5、电压负反馈调速系统不能补偿电动机电枢电阻引起的转速降。（T）
6、要改变直流电动机的转向，可同时改变电枢电压和励磁电压的极性。（F）
7、在转速电流双闭环调速系统中，转速调节器的输出电压是电流环的给定电压。（T）
8、α=β工作制可以消除直流平均环流，但不能消除瞬时脉动环流，故称作有环流可逆调速系统。(T)
9、调速系统工程设计方法中，典型Ⅱ型系统是由两个积分环节、一个惯性环节和一个二阶微分环节组成的单位反馈系统。（F）10、相对于单闭环控制，双闭环调速系统中内环的存在可以及时抑制环内的扰动。（T）
11、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时，其中电流环既可
设计成典型I型，也可设计成典型II型。（T）
12、绕线式异步电动机串级调速属转差功率回馈型调速。（T）
13、电流源型变频器比电压源型变频器的调速动态响应慢。（F）
14、从电源的性质出发，可将静止式变频装置分为两类：电压源和电流源型变频装置。（T）
15、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时，要先设计内环后设计外环。（T）
16、α=β工作制可以消除直流平均环流和瞬时脉动环流，故称作无环流可逆调速系统。(F)
17、电气串级调速系统具有恒转矩调速特性。(T）
《自动控制技术》章节测试题(全)
第一章单闭环直流调速系统
1-1 自动控制技术概述
1、根据不同的信号源来分析，自动控制包含（ABC）几种基本控制方式。
A开环控制 B闭环控制 C 复合控制 D人为控制
2、在自动控制系统中，若想稳定某个物理量，就该引入该物理量的（B ）
A.正反馈
B.负反馈
C. 微分负反馈
D. 微分正反馈
3、控制系统输出量（被控量）只能受控于输入量，输出量不反送到输入端参与控制的系统称为（A）。
A、开环控制系统
B、闭环控制系统
C、复合控制系统
D、反馈控制系统
4、闭环控制系统是建立在（B）基础上，按偏差进行控制的。
A、正反馈
B、负反馈
C、反馈
D、正负反馈
5、闭环控制系统中比较元件把（A）进行比较，求出它们之间的偏差。
A、反馈量与给定量
B、扰动量与给定量
C、控制量与给定量
D、输入量与给定量
6、比较元件是将检测反馈元件检测的被控量的反馈量与（B）进行比较。
A、扰动量
B、给定量
C、控制量
D、输出量
7、偏差量是由（B）和反馈量比较，由比较元件产生的。
A、扰动量
B、给定量
C、控制量
D、输出量
8、在生产过程中，如温度、压力控制，当（D）要求维持在某一值时，就要采用定值控制系统。
A、给定量
B、输入量
C、扰动量
D、被控量
9、开环控制系统可分为（A C）。
A、按给定量控制的开环控制系统
B、按输出量控制的开环控制系统
C、前馈控制系统
D、按输出量控制的反馈控制系统
E、按输入量控制的反馈控制系统
10、自动控制系统的信号有（A B C D）等。
A、扰动量
B、给定量
C、控制量
D、输出量
11、开环控制系统和闭环控制系统最大的差别在于闭环控制系统存在一条从被控量到输出端的反馈信号。（√）12、偏差量是由控制量和反馈量比较，由比较元件产生的。（×）
控 制 系 统 仿 真
《控制系统仿真》课程设计
一、课程设计的目的及任务
《运动控制系统》是自动化专业的一门主干专业课程，在该课程学习结束后单独安排了1周的控制系统仿真课程设计。其目的是要求学生针对某个电机控制系统功能模块或整个控制系统进行设计与实现，使学生能进一步加深对课堂教学内容的理解，了解典型的电机控制系统基本控制原理和结构，掌握基本的调试方法，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和工程实践能力，并初步培养实事求是的工作作风和撰写科研总结报告的能力。
二、课程设计题目
α=β有环流的直流可逆调速系统的动态建模与仿真
三、α=β有环流的直流可逆调速系统的建模
1、α=β配合控制的直流可逆调速系统的工作原理
α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统的电气原理图如图所示。图中，主电路由两组三相桥式.晶闸管全控型整流器反并联组成，并共用同一路三相电源。由于采用α=β配合控制方式，在两组整流器之间没有直流环流，但还存在脉动环流，为了限制脉动环流的大小，在主电路中串入了四个均衡电抗器Lc1—Lc4，用于限制脉动环流。平波电抗器Ld，用于减少电动机电枢电流的脉动，减少电枢电流的断续区，改善电动机的机械特性。系统的控制部分采用了转速和电流的双闭环控制。由于可逆调速电流的反馈信号小不仅要反映电枢电流的大小还需要反映电枢电流的方向，因此电流反馈一般用直流电流互感器或霍尔电流检测器，在电枢端取电流信号。为了确保两组整流器的工作状态相反，电流调节器的输出分两路，路经止组桥触发器GTF控制正组桥整流器，另路经倒相器AR、反组桥GTR控制反组桥整流器。
西安交通大学22春“电气工程及其自动化”《电力拖动自动控制系统》作业考核题库高频考点版(参考答案)试
西安交通大学22春“电气工程及其自动化”《电力拖动自动控制系统》作
业考核题库高频考点版（参考答案）
一.综合考核(共50题)
1.
在可逆运行系统当中，抑制瞬时脉动环流的措施为()。
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
参考答案：A
2.
变极对数调速、变压变频调速属于转差功率不变型调速系统。()
A.正确
B.错误
参考答案：A
3.
双闭环系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗扰性能大有改善。()
A.正确
B.错误
参考答案：A
4.
转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是()。
A.PID
B.PI
C.P
D.PD
参考答案：B
在电流断续时，V-M系统机械特性很软，理想空载转速翘得很高。()
A.正确
B.错误
参考答案：A
6.
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.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
参考答案：A
7.
调速系统在调试过程中，保护环节的动作电流应调节成()。
A.熔断器额定电流大于过电流继电器动作电流大于堵转电流
B.堵转电流大于过电流继电器电流大于熔断器额定电流
C.堵转电流等于熔断器额定电流
参考答案：A
8.
当三相ABC坐标系中的电压和电流是交流正弦波时，变换到的dq坐标系上就成为直流。()
《自动控制系统及应用》复习资料
复习
一、填空题
1、如图，埸效应管VT5的作用是零速封锁即在给定为零且反馈为零使调节器输出为零，以防止由于PI中由于积分作用输出不为零，使得移相控制角可能处于最小，出现全压启动导致过电流故障。电位器RP1可调整输出正限幅值，RP2可调整输出负限幅。C11是积分电容，C5和R9接入速度反馈构成微分调节器。C6、C7是输入滤波电容。
2、电流断续时KZ—D系统的机械特性变软，相当于电枢回路的电阻值增大。
3、脉宽调速系统中，开关频率越高，电流脉动越小，转速波动越小，动态开关损耗越大。
4、采用转速—电流双闭环系统能使电动机按允许的最大加速度起动，缩短起动时间。
5、典型I型系统的超调量比典型II型系统小，抗扰动性能比典型II型系统差。
6、下图为单闭环转速控制系统。
(1)图中V是；
(2)图中Ld是，它的作用是；
(3)图中采用的是调节器，它的主要作用是；
(4)此系统主电路由相交流电供电；
(5)此系统具有负反馈环节；
(6)改变转速，应调节___________电位器；
(7)整定额定转速1500转/分，对应8V，应调节___________电位器；
(8)系统的输出量(或被控制量)是___________。
解：
(1)图中V是晶闸管整流器；
(2)图中Ld是平波电抗器，它的作用是抑制电流脉动和保证最小续流电流；
(3)图中采用的是PI即比例积分调节器，它的主要作用是保证动静态性能满足系统要求；
(4)此系统主电路由三相交流电供电；
(5)此系统具有转速（速度）负反馈环节；
(6)改变转速，应调节___RP1__电位器；
《电力拖动自动控制系统》复习 学习材料 试题与参考答案
《电力拖动自动控制系统》
复习学习材料试题与参考答案
一、单选题
1.转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是（A）。
A.ACR
B.AVR
C.ASR
D.ATR
2.增加直流自动调速系统的调速范围最有效的方法是（A）。
A.减小电动机转速降
B.提高电枢电流
C.增加电动机电枢电压
3.转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，两个调节器的关系为（C）。
A.ASR和ACR均饱和限幅输出
B.ASR不饱和，ACR饱的限幅输出
C.ASR饱和限幅输出，ACR不饱和
D.ASR和ACR均不饱和
4.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（B）。
A.不变
B.全部以热能的形式消耗掉了
C.大部分回馈到电网中
5.在调速系统中，电压微分负反馈及电流微分负反馈是属于（B）环节。
A.反馈环节
B.稳定环节
C.放大环节
D.保护环节
6.在转速负反馈调速系统中，当负载变化时，电动机的转速也跟着变化，其原因是（B）。
A.整流电压的变化
B.电枢回路电压降的变化
C.控制角的变化
D.温度的变化。
7.开环自控系统在出现偏差时，系统将（A）。
A.不能自动调节
B.能自动调节
C.能够消除偏差
8.下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是（B）。
A.只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的
B.反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动
C.反馈控制系统的作用是：抵抗扰动.服从给定
D.系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度
9.在采用有续流二极管的半控桥式整流电路对直流电动机供电的调速系统中，其主电路电流的检测应采用（B）。
《电力拖动自动控制系统》试题库
一、判断题
1、自动控制的直流调速系统，往往以调节电枢供电电压为主。（√）
2、在V-M系统中，设置平波电抗器可以抑制电流脉动。（√）
3、在电流断续时，V-M系统机械特性很软，理想空载转速翘得很高。（√）
4、与晶闸管-电动机调速系统相比，直流脉宽调速系统开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都小。（√）
5、转速、电流双闭环直流调速系统中，当电动机过载甚至堵转时，转速调节器可以限制电枢电流最大值，起快速自动保护作用。（X）
6、按照典型II型系统设计转速调节器时，中频宽h可以任意选择。（X）
7、按照典型II型系统设计转速调节器时，由典型II型系统的开环传递函数可知，K、T、τ都是待定符号。（X）
8、转速、电流双闭环直流调速系统中，对负载变化起抗扰作用的是转速调节器。（√）
9、积分控制可以使直流调速系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。（√）
10、闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流或转矩间的稳定关系。（√）1、弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ）
2、采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√）
3、只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√）
4、直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√）
5、静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ）
6、带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ）
7、电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k的大小并非仅取决于速度定 U g*的大小。（√）
电力拖动自动控制系统复习题1111
电力拖动自动控制系统复习题
一、填空题
1. 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（V-M统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。
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. 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。
4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为电流型、电压型两类。
5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。
6. 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。
7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方式。
8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差
率。
9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制
11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极性为负反馈、电流反馈极性为负反馈。
12、直流斩波器的几种常用的控制方法：①T不变，变ton——脉冲宽度调制（PWM）；②ton不变，变T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T都可调，改变占空比——混合型。
13、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、ASR的输出量取决于负载电流。
14. 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。
15. 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。
自动控制系统复习题
一、填空题
1、将)
1)(1(212)(++=s T s T K W s obj 校正成典型I 型系统时，应当选用 调节器，调节器的传递函数为 ，参数配合是 。
6、双极式可逆PWM 变换器的占空比为 时，输出电压大于零。
7、某闭环系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电机的转速降为8r/min ，若将开环放大
倍数提高到30，它的速降是 。在同样静差率下，调速范围可扩大 倍。
8、可逆系统在制动过程中的本桥逆变阶段中，是将 通过本桥回馈电网。
1、在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统稳定运行中，突加负载后系统又进入稳定
运行，晶闸管整流装置的输出电压U do 的值不变。
9、采用比例调节器的闭环系统是 静差系统。
10、反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的一切干扰
11、双闭环流直流调速系统起动大部分时间里ASR 、ACR 两个调节器的状态是ASR 饱和，
而ACR 。
12、引入转速微分负反馈，可以抑制转速 。
13、典型转速、电流双闭环系统稳态运行时的调节器的输入偏差电压是 。
14、α=β配合控制系统中的环流是 环流
15、双极式可逆PWM 变换器输出直流平均电压为零时，占空比为 。
16、电压负反馈带电流正反馈的系统通常采用 补偿。
17、闭环回路中 的干扰可得到有效抑制，而 中的干则得不到抑制。
18、某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电机的速降为10r/min,如果将开
环放大倍数提高到30，则它的速降为多少 在同样静差率下，速范围可扩大多少
倍 。
19、闭环回路中 的干扰可得到有效抑制，而 中的干则得不到抑制。
可逆直流调速系统工作原理
可逆直流调速系统工作原理
可逆直流调速系统由电源、整流装置、逆变装置、调速装置和逆变器组成。其工作原理如下：
1. 电源：提供供电电源，常用的是交流电源。
2. 整流装置：将交流电源转换为直流电源。常用的整流装置是可控整流桥，通过控制整流桥的导通时间，可以将交流电转换为不同幅值的直流电。
3. 逆变装置：将直流电源转换为可调的交流电源。通常采用可控开关类电路，如MOSFET、IGBT等。逆变装置的输入端与
整流装置的输出端相连。
4. 调速装置：根据系统的负载要求，通过调整逆变器的输出频率和电压来实现调速。调速装置通常包括控制电路和调节装置。控制电路接收反馈信号，根据其与给定值的偏差来控制逆变器的输出。调节装置根据调速要求，改变反馈信号的大小，以调整输出频率和电压。
5. 逆变器：将可调的直流电源转换为可逆的交流电源，并将其供给负载。逆变器接收调速装置的控制信号，按照要求输出相应频率和电压的交流电。
通过以上五个部分的协调工作，可逆直流调速系统可以根据负载的要求，实现电机的调速控制。
电力拖动自动控制系统4
Ud0
m
U
m
sin cos
m
U d 0max cos
• 定义逆变角β=180°-α，则逆变电压可改写 为
U d 0 U d 0 max cos
2020/2/2
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4.2.1V-M可逆直流调速系统的主 回路及环流
• 在晶闸管整流装置反并联可逆调速系统转 速反向的过渡过程中，在电枢电流未反向 前，电流只能在VF与电动机组成的回路中 流通，VF组工作在整流状态 。
装置的控制电压大小相等符号相反就可以 了。
2020/2/2
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4.2.1V-M可逆直流调速系统的主 回路及环流
• 配合控制电路
是经过反号器
2020/2/2 AR后获得
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4.2.1V-M可逆直流调速系统的主 回路及环流
• 当控制电压Uc=0时，αf和αr都调整在90°。 • 在正转过程中始终保持αf= βr ，反转时应保
• 一般选用专为电机控制设计的单片微机，
配以显示、键盘等外围电路，通过通信接
口与上位机或其他外设交换数据。
2020/2/2
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2020/2/2
19
4.1.4 单片微机控制的PWM可逆
直流调速系统
• 控制软件一般采用转速、电流双闭环控制 ，电流环为内环，转速环为外环，内环的 采样周期小于外环的采样周期。
西工大《电力拖动自动控制系统》作业机考
??????????????????20204??试卷总分:100 得分:98一、 单选题 (共 0 道试题,共 0 分)二、 判断题 (共 50 道试题,共 100 分)1.α=β配合控制有环流可逆系统的制动过程分本组逆变，它组制动阶段。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确2.闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬的多的稳态特性，为此所需付出的代价是需增设转速检测装置以及运算放大器装置。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确3.带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（ ）A.错误B.正确正确答案:错误4. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动, 服从给定。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确5.带比例调节器的单闭环调速系统的开环放大系数小于等于临界放大系数时系统将不稳定。（ ）A.错误B.正确正确答案:错误6.异步电动机的稳态数学模型包括稳态时的等值电路和机械特性。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确7.双闭环调速系统在启动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（ ）A.错误B.正确正确答案:错误8.直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确9.转速微分负反馈的引入，可使转速调节器在起动时提前退饱和，从而抑制了超调。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确10. M法的原理是由计数器记录PLG发出的脉冲信号；定时器每隔时间Tc向CPU发出中断请求INTt；CPU响应中断后，读出计数值 M1，并将计数器清零重新计数。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确11.常用的抗扰性能指标为动态降落和恢复时间。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确12.当可逆系统进入制动状态时，直流PWM功率变换器把机械能变为电能回馈到直流侧，由于二极管整流器导电的单向性，电能不可能通过整流器送回交流电网，只能向滤波电容充电，使电容两端电压升高，称作泵升电压。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确13.旋转编码器（码盘）常见有两种，一是增量式，主要用于检测转速；二是绝对式，主要用于检测转角及位移。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确14.当异步电动机在基频（额定频率）以下运行时，如果磁通过大，会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电机。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确15.在V-M系统中，设置平波电抗器可以抑制电流脉动。（ ）A.错误B.正确正确答案:正确16.与V-M相比PWM系统具有更高的工作频率，电流脉动幅值小，所以PWM系统的平波电抗器要小与V-M系统，电枢回路总电感减小，系统的电磁时间常数会减小，进而会
选择题
1.1可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是（）。(10.0分)
A.比例控制
B.积分控制
C.微分控制
D.比例微分控制
2.2直流单闭环调速系统中，不能抑制（）的扰动。(10.0分)
A.调节器放大倍数
B.电网电压波动
C.负载
D. 测速机励磁电流
3.3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，则静差率（）。(10.0分)
A.越小
B.越大
C.不变
D.不确定
C.快速性
D.准确性
5.5系统的静态速降△ned一定时，静差率S越小，则（）。(10.0分)
A. 调速范围D越小
B.额定转速越大
C. 调速范围D越大
D.额定转速越大
6.6调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准（）。(10.0分)
A.平均速度
B.最高速
C.最低速
D.任意速度
7.7采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于（）。(10.0分)
A.无静差调速系统
B.有静差调速系统
C.双闭环调速系统
D.交流调速系统
B. 0 （K为开环放大倍数）
C. 1+K
D. 1/（1+K）
9.9直流单闭环调速系统中，不能抑制（）的扰动。(10.0分)
A.放大器的漂移
B.电网电压波动
C.负载
D.测速分压比
10.10输入为零时输出也为零的调节器是（）。(10.0分)
A.P调节器
B. I调节器
C. PI调节器
D.PID 调节器
第二章测试题
29分52秒
1.1 转速、电流双闭环直流调速系统的特点是( )。(10.0分)
A.能有效抑制电网电压波动对转速的影响
B.不能有效抑制机械负载变化对转速的影响
C. 能有效抑制检测装置误差对转速的影响
电力拖动自动控制系统随堂练习
电力拖动自动控制系统.随堂练习第一章绪论·1.1 运动控制系统组成
制的是
A、双极性;
B、单极性
C、受限单极性;
D、受限双极性
参考答案：C
3.直流脉宽调速系统的性能优于V-M系统的原因是 ;
A、使用了不可控整流电路
B、整流电路采用了二极管
C、电磁时间常数小
D、开关电路滞后时间短
参考答案：D
第二章转速反馈控制的直流调速系统·2.2 稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性
1.系统的静态速降△ned一定时,静差率S越小,则;
A 调速范围D越小
B 额定转速ned越大
C 调速范围D越大
D 额定转速ned越大
参考答案：A
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,则静差率 A．越小 B．越大 C．不变 D．不确定
参考答案：A
3.电机的调速范围D可以由以下哪一项表示 ;
A． B． C． D．
参考答案：C
4.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,则静差率 A．越小 B．越大 C．不变 D．不确定
参考答案：A
5.控制系统能够正常运行的首要条件是
A．抗扰性 B．稳定性 C．快速性 D．准确性
参考答案：B
6.调速系统的稳态性能指标的是指 ;
A、超调量
B、调速范围和静差率
C、动态降落
D、加减速
参考答案：B
第二章转速反馈控制的直流调速系统·2.3 转速反馈控制的直流调速系统
1.异步电动机由电网供电并以电动状态以拖动负载运行时,说法正确的是
A从电网输入馈入电功率, 轴上输入机械功率
B从电网输入馈出电功率, 轴上输出机械功率
C从电网输入馈入电功率, 轴上输出机械功率
D从电网输入馈出电功率, 轴上输入机械功率
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目录
１α= β配合控制的直流可逆调速系统的工作原理
2 α ＝β配合控制的有环流直流可逆调速
系统的仿真模型及参数
3 仿真结果及分析
4 心得体会
5 参考文献
摘要:
针对面向系统传递函数结构图仿真方法的不足,提出了一种基于MＡTＬAB的Ｓｉmulink和
Pｏwer Syｓteｍ工具箱、面向系统电气原理结构图的仿真新方法,实现了转速与电流双闭环α= β 配合控制的直流可逆调速系统的建模与仿真。分别介绍了同步脉冲触发器、移相器控制器和PI调节器的建模，给出了直流可逆调速系统的仿真模型和仿真结果,仿真结果表明了仿真算法可信度较高。
关键词: α= β 配合控制;直流电机；ＭATLAB仿真;移项控制器
Absｔｒaｃt: Aｎoveｌmethod oｆｃonｓｔructioｎ& simｕｌaｔiｏn was put forｗard foｒthe modｅｌoｆα ＝βmoderaｔing cｏntrｏｌDC SR
sysｔem ｂasｅｄｏn Ｍaｔｌab Ｓimuｌｉｎk &Power SyｓteｍBlocksｅｔ，ｂeca ｕse ｉt was shｏrtagｅfor fａｃｉng system ｔranｓｆｅｒfuｎｃtion
constructiｏn dｒawinｇｔo siｍulaｔe.Thｅmｏdel of sｙｎchronizｅｄ6－pulsｅgenerａtor, ｓhiftｅr and ＰI cｏntｒoｌler weｒe ｉntroduced,
ａｎdｔhe simulａtioｎreｓｕlts＆mｏdels ｆor theα= βmｏｄeratｉng conｔ
ｒｏl DC SＲｓystem wｅｒe ｐrovideｄ. Ｓiｍｕlaｔion ｒesults show
that ｓimulａtion metｈoｄis correｃt ｗiｔｈｈｉgｈｃredｉｂiliｔy.
Ｋey woｒｄs:α =β moderating contｒol; DC moｔｏr; MAＴＬＡB sｉmulatiｏn；ｓhiｆter
引言
晶闸管反并联的电枢可逆线路是可逆调速系统的典型线路之一。这种线路有能实现可逆运行、回馈制动等优点，同时正转制动和反转启动完全衔接起来，没有间断或死区，这是有环流调速系统的优点，特别是用于要求快速正反转的中小容量的系统。为保证系统安全，必须增加环流电抗器以消除其中的环流[1－2］。本文采用MATLAＢ的Simulｉｎｋ和PowerS ｙstem工具箱，介绍如何实现α＝β配合控制的直流可逆调速系统的建模与仿真。
α= β配合控制的直流可逆调速系统的建模
控制系统传统的计算机仿真是用传递函数方法来完成的，各环节的传递函数是将实际模型经过一定的简化而得到的，很多重要细节会被忽略［3]。PoｗeｒSystｅm 工具箱提供了利用物理模型仿真的可能，其仿真建模方法与构建实际电路相似,仿真结果非常接近于实际。
1 α ＝β 配合控制的直流可逆调速系统的工作原理
α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统的电气原理图如图1所示。图中,主电路由两组三相桥式晶闸管全控型整流器反并联组成,并共用同一路三相电惊。由于采用α= 卢配合控制方式，在两组整流器之间没有直流环流，但还存在脉动环流,为了限制脉动环流的大小,在主电路中串入了四个均衡电抗器Lc1-Ｌc4，用于限制脉动环流。平波电抗器L d 用于减小电动机电枢电流的脉动,减小电枢电流的断续区，改善电动机的机械特性。系统的控制部分采用F 转速和电流的双闭环控制。由于可逆调速电流的反馈信号不仅要反映电枢电流的大小还需要反映电枢电流的方向,因此电流反馈一般用直流电流互感器或霍尔电流检测器，在电枢端取电流信号。为了确保两组整流器的工作状态相反,电流调节器的输出分两路,一路经正组桥触发器GTF 控制正组桥
整流器,另一路经倒相器ＡR 、反组桥触发器GTR 控制反组桥整流器。
图1α=β配合控制的有环流直流可逆调速系统的电气原理图系统的起动和运行过程与不可逆双闭环调速系统相同,在突加给定信号V：为正时,正组桥工作于整流状态,反组桥工作于逆变状态,由正组桥向电动机提供正向电流,电动机经历电流上升、恒流升速和转速调节三个阶段后,进入正转稳定运行阶段，反组桥仅有少量脉动环流通过。在突加给定信号V: 为负时,正组桥工作于逆变状态,反组桥工作于整流状态，由反组桥向电动机提供反向电流，电动机同样经历电流上升、恒流升速和转速调节三个阶段后,进入反转稳定运行阶段,而正组桥仅
有少量脉动环流。可逆系统的特点在于反转制动过程，电动机反转需要改变转矩的方向，由Ｔｅ＝emφ＇ld＇改变转矩方向即需要改变电枢电流的方向,由于电枢回路存在着电感,电枢电流的流向改变则要经历电流的下降，和反向电流上升和建立的过程。由于电感是储能元件，电感储能与电流有关ＱL=U~ /2，因此电流下降就意味着电感储能的释放，电流上升就意味着电感的储能增加的过程。因此,电动机的反转制动过程可以分为本桥逆变、反接制动(反向建流)和回馈制动三个主要阶段，现以正转到反转的过程给予说明。
(1)本桥边变阶段。在这阶段中正转回路的电感释放能量,正向电流F 降直到零，电动机转速基本不变。当转速给定由正变负时，转速调节器的输出即电流调节器的输入Vi" 改变极性,从而电流调节器的输出V c 改变符号,使正组桥从整流改变为逆变状态，反组桥从逆变改变为整流状态，正转回路的电感能量释放,由电感反电动势ｅＬ=L～dｉ/dｔ维持电枢正转回路电流的流通,电动机的正向电流下降，电感储能经正组桥(逆变状态)流向交流电源，而反组整流器由于不能通过反向电流,除少量脉动环流外，没有负载电流通过,处于待整流状
(2) 反接制动阶段。当电动机的正向电流下降到零后,电感反电动势作用消失,处于整流状态的反组整流器开始输出电流,电枢电流开始反向,由于整流器输出电压与电动机反电动势的方向相间,电动机处于反接制动状态,电流上升很快。在这阶段中,电动机的转速开始下降，反向电流开始上升，正组整流器同样由于不能通过反向电流,除少量脉动环流外,没有负载电流通过,处于待逆变状态,电感的储能开始增加。
（3)回馈制动阶段。在反接制动阶段中由于电流上升很快，当电流反馈大于电流给定值时,电流调节器的输出Ｕｃ又改变极性,使正组整流器处于整流状态，反组整流器处于逆变状态，这时由于电枢反电动势与整流器输出电压反向相反，且电枢反电动势大于整流器输出电压，这时回路的电流由电枢电动势产生,且经反组整流器（逆变状态)流向交流电源,电动机进入发电回馈制动阶段。这阶段的特点是电动机转速不断下降，电动机的惯性储能经反组整流器回输电网,产生良好的节能效果。随着转速的下降,电枢电动势也不断下降，但由于转速调节器的输出在电动机转速没有反向超调时，始终