《运动控制系统》试卷a答案

《运动控制系统》课程试卷（A 卷）答案

第1篇 直流调速系统（60分）

一、填空题（每空1分，共23分）

1. 运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成。

2. 转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。

3. 生产机械常见的三种负载是恒转矩负载、恒功率负载和平方率负载。

4. 某直流调速系统电动机额定转速1430/min N n r =，额定速降115/min N n r ∆=，当要求静差率30%s ≤时，允许的调速范围为

5.3，若当要求静差率20%s ≤时，则调速范围为3.1，如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是44.6%。

5. 数字测速中，T 法测速适用于低速，M 法测速适用于 高速 。

6. 生产机械对调速系统转速控制的要求有 调速 、稳速和加减速 三个方面。

7、直流电机调速的三种方法是：调压调速、串电阻调速和弱磁调速。

8、双闭环直流调速系统的起动过程分为电流上升阶段、恒流升速阶段和 转速调节

三个阶段。

9. 单闭环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作用，在于它能随着负载的变化而相应的改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。

二、选择题（每题1分，共5分）

1、双闭环直流调速系统，ASR 、ACR 均采用PI 调节器，其中ACR 所起的作用为

（ D ）。

A 、实现转速无静差

B 、对负载变化起抗扰作用

C 、输出限幅值决定电动机允许的最大电流

D 、对电网电压波动起及时抗扰作用

2、典型I 型系统与典型II 型系统相比，（ C ）。

A 、前者跟随性能和抗扰性能均优于后者

B 、前者跟随性能和抗扰性能不如后者

C 、前者跟随性能好，抗扰性能差

D 、前者跟随性能差，抗扰性能好

3、转速单闭环调速系统对下列哪些扰动无克服能力，（ D ）。

A 、电枢电阻

B 、负载转矩

C 、电网电压

D 、速度反馈电位器

4、下述调节器能消除被控制量稳态误差的为（ C ）。

A 、比例调节器

B 、微分调节器

C 、PI 调节器

D 、PD 调节器

5、双闭环调速系统，ASR 、ACR 采用PI 调节器，下列说法正确的是（ C ）。

A 、电动机电枢电流最大时，转速最高

B 、电动机电枢电流小于负载电流，转速最高

C 、电动机转速最高时，电枢电流等于负载电流

D 、恒流升速时，电动机电枢电流等于负载电流。

三、简答题（14分）

1、转速电流双闭环调速系统应先设计哪个环？（1分）

答：电流环（1分）

2、写出PI调节器的传递函数。（1分）

答：W(s)=Kpi(τs+1)/τs （1分）

3、写出典型I型系统和典型II型系统的传递函数。（2分）

答：典型I型系统: W(s)=K/s(Ts+1)典型II型系统:K(τs+1)/s2(Ts+1) （2分）

4、写出电动机的传递函数。（2分）

答：Id(s)/(Udo(s)-E(s))=1/R(Tls+1);E(s)/(Id(s)-Idl(s)=R/Tm s（2分）

5、在调节器的工程设计方法中，低频段大惯性环节如何进行近似处理？高频小惯性群如何进行近似处理？（2分）

答：在调节器的工程设计方法中，低频段大惯性环节近似为积分环节，高频小惯性群合并为一个一阶惯性环节。（2分）

6、双闭环直流调速系统中，给定滤波环节的作用是什么？（1分）

答：给定滤波环节的作用是平衡反馈滤波环节的延迟作用，使二者得到恰当的配合。（1分）

7、在无静差转速单闭环调速系统中，影响转速的稳态精度的主要因素是什么？（2分）答：给定、反馈环节（2分）

8、PWM可逆直流调速系统中电抗器远小于晶闸管—电动机系统中的电抗器的原因是什么？（1分）

答：电流脉动小（1分）

9、PWM可逆直流调速系统的动态性能优于晶闸管—电动机系统的主要原因是什么？（1

分）

答：滞后时间常数Ts小（1分）

10、双闭环调速系统，恒流升速阶段，ACR输出如何变化？（1分）

答：线性增加（1分）

四、分析计算题（12分）

在转速、电流双闭环调速系统中，ASR、ACR均为PI调节器。已知参数：电动机：P N=3.7KW，U N=220V，I N=20A，n N=1000 r/min，电枢回路总电阻R=1.5Ω，设U n*m=U i*m =U cm =10V,电枢回路最大电流Idm=50A，电力电子变换器的放大系数Ks=50。试求：

①电流反馈系数ß。（2分）

②转速反馈系数α。（2分）

③当电动机在最高转速发生堵转时的U do、U i*、U i、U c值。（8分）

解答：①

公式正确得1分，计算正确得1分

②

公式正确得1分，计算正确得1分

③

每计算一个量，公式正确得1分，计算正确得1分，共8分

五、转速电流双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采用PI调节器，系统起动过程中，回答下列问题：（6分）

1、起动开始时ACR输出为什么增加？一会儿为什么又减小？（2分）

答：ACR给定迅速增加，而转速增加缓慢，ACR输入偏差为正；电流迅速增大使ACR 输入偏差迅速减小，在比例和积分的共同作用下，比例下降较快，而积分上升较慢，输出减小。

2、为什么速度必然产生超调？（2分）

答：不产生超调，电动机就以最大加速度加速，只有产生超调ASR才能退饱和，电流才能下降，转速才能停止上升

3、当速度达到最高后又开始下降，下降到给定转速的一瞬间，电动机电枢电流比负载

电流大还是小？（2分）

答：电动机电枢电流比负载电流小

第二篇交流调速系统（40分）

一、填空题（共12题，每题1分，共12分）

1．恒压频比控制方式是指给异步电动机供电的电压和频率之比为常数。

2．异步电机基于稳态模型的控制方法有调压调速和变压变频调速；基于动态数学模型的高性能控制方法有FOC和DTC 。

3．异步电动机变压变频调速控制特性曲线中，基频以下调速称为恒转矩调速，基频以上调速称为恒功率调速。

4．控制变频器逆变部分的常见的脉冲宽度调制技术有（1）以追求电压正弦为目的