运动控制系统试卷-答案全
【电机与运动控制系统期末试卷】
三、分析计算题（共30分）
一、已知三相异步电动机的调速系统采用ＦＯＣ控制模式（共１2分）
１、试作出三相异步电动机坐标变换图。（4分）
２、试求：若已知 和 ，求 和 （4分）
３、若已知 和 ，求 、 、 （4分）
二、已知电机参数： =3.7KW， =220V， =20A, =1000r/min,电枢回路总电阻R=1.5Ω.设 =10V，电枢回路最大电流 =50A。电力电子放大倍数Ks=50。（共18分）
8、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标。在转速、电流直流双闭环调速系统中，（30）闭环动态指标通常以跟随指标为主，以便抗电网电压扰动，而出现负载扰动时，又通常以（31）指标为主。故而，电流闭环常常校正为典型（32）型系统，其开环传递函数为（33），转速闭环常常校正为典型（34）型系统，其开环传递函数为（35）。
9、同步电动机的调速方法从电源变频的控制方式上可以分为（36）式和（37）式两种。
10、在静止的线圈中要产生旋Байду номын сангаас磁场，电源需要在（38）两个方面都存在角度差。在三相坐标系下的交流电流产生的旋转磁场，可以由（39）坐标下的交流电流或（40 ）坐标系下的直流电流等效。
二、问答题：（每题5分，共30分）
1、简要说明直流电动机的工作原理？
2、本课程中下列符号对应的中文名称： ：（6）； ：（7）； ：（8）； ：（9）；PI：（10）；ASR：（11）；β：（ 12）； ：（13）。
3、直流电动机转速 ,依据此公式可知改变直流电动机转速的方式分别是：（14 ）；直流电动机动态电压平衡方程式为：（15）；直流电动机动力学平衡方程式为：（16）；转速稳定时，直流电动机的电枢电流由（17）决定。
《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 ）。
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》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 ）。
运动控制系统试卷与答案
《运动控制系统》试卷姓名: 班级: 学号: 成绩:一、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、（控制器）与相应的（传感器）构成。
2.一般负载分为恒转矩负载、（恒功率）和（风机）、泵类负载，其中恒转矩负载还分为（反抗性）负载、（位能性）负载。
3.常见的直流调速系统有G-M系统、（V-M系统）和（直流脉宽调制系统或PWM 系统）。
4.闭环控制的方式有单闭环、（多闭环）和（多环控制）。
5.内外环嵌套调节系统中（电流环）在里面，称作内环；（转速环）在外面，称作外环。
6.双闭环控制直流调速系统的动态抗扰性能包括（抗负载扰动）和（抗电网电压扰动）。
7(a) 7(b)7.如图7，当0≤t<t on时晶闸管（VT1）和（VT4）导通，U AB=（U s）,当t on≤t<T 时时晶闸管（VT2）和（VT3）导通，U AB=（-U s）。
8.两组晶闸管整流装置同时工作，产生不流过（负载）而在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作（环流）。
9.按照交流异步电动机的原理，从定子传入转子的电磁功率P m可分为两部分：一部分P mech=(1-S)P m是拖动负载的有效功率称为（机械功率）；另一部分P s=S P m 是传输给转子电路的（转差功率）。
10.从转差功率出发异步电动机调速系统分为三类：转差功率消耗型、（转差功率馈送型）、（转差功率不变型）。
二、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1.电力拖动自动控制系统（调速系统）控制的目标是（A ） A. 速度B. 角加速度C. 加速度D. 角速度2.以下公式中是闭环系统的调速范围的是（D ） A. opop op n n S 0∆=B. cl cl cl n n S 0∆=C. ()S n S n D op N op -∆=1D. ()S n Sn D cl N cl -∆=13.双闭环直流调速系统的启动过程的特点不包括（C ） A. 饱和非线性控制 B. 转速超调C. 对电网电压的波动起到抗扰作用D. 准时间最优控制44.如图4，已知一系统的晶闸管开关处于逆变状态，电动机向电网回馈能量此时关于系统的参数叙述正确的是（A ） A. α>90°，U d0 <E ，n <0B. α>90°，U d0 >E ，n >0C. α<90°，U d0 <E ，n <0D. α<90°，U d0 >E ，n >0 5.以下几个调速方式属于转差功率不变型的是（C ） A. 降电压调速 B. 转差离合器调速C. 变极对数调速D. 转子串电阻调速三、判断题（本大题共5小题，每小题1分，共5分）1.当T e =T l 时可以维持系统储在匀速旋转的稳态中，当T e >T l 系统处在减速状态，当T l >T e 系统处在加速状态（×）2.机械特性越硬则静差率越小，转速稳定度就越高（√）。
《运动控制系统》吴贵文(习题参考答案)
《运动控制系统》习题参考答案1-1 简述运动控制系统的类型及其优缺点。
答：运动控制系统主要有三种类型：液压传动系统、气压传动系统和电气传动系统，它们各自优缺点如下：液压传动具有如下优点：1）能方便地实现无级调速，调速范围大。
2）运动传递平稳、均匀。
3）易于获得很大的力和力矩。
4）单位功率的体积小，重量轻，结构紧凑，反映灵敏。
5）易于实现自动化。
6）易于实现过载保护，工作可靠。
7）自动润滑，元件寿命长。
8）液压元件易于实现通用化、标准化、系列化、便于设计制造和推广使用。
但也有一系列缺点：1）由于液压传动的工作介质是液压油，所以无法避免会有泄漏，效率降低，污染环境。
2）温度对液压系统的工作性能影响较大。
3）传动效率低。
4）空气的混入会引起工作不良。
5）为了防止泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件的制造精度要求高，使成本增加。
6）液压设备故障原因不易查找。
气压传动的优点是：1）气动装置结构简单、轻便，安装维护简单；压力等级低，故使用安全。
2）工作介质是空气，取之不尽、用之不竭，又不花钱。
排气处理简单，不污染环境，成本低。
3）输出力及工作速度的调节非常容易，气缸工作速度快。
4）可靠性高，使用寿命长。
5）利用空气的可压缩性，可储存能量，实现集中供气；可短时间释放能量，以获得间歇运动中的高速响应；可实现缓冲，对冲击负载和过负载有较强的适应能力。
在一定条件下，可使气动装置有自保护能力。
6）全气动控制具有防火、防爆、耐潮的能力。
与液压方式比较，气动方式可在高温场合使用。
7）由于空气流动压力损失小，压缩空气可集中供气，较远距离输送。
气压传动的缺点是：1）由于空气具有压缩性，气缸的动作速度易受负载的变化影响。
2）气缸在低速运动时，由于摩擦力占推力的比例比较大，气缸的低速稳定性不如液压缸。
3）虽然在许多应用场合气缸的输出力能满足工作要求，但其输出力比液压缸小。
电气传动系统具有控制方便、体积紧凑、噪声小、节能、容易实现自动化、智能化、网络化等优点，不过其控制线路复杂，对软硬件要求较高，维修较困难。
(1076)《运动控制系统》西南大学2020年12月大作业参考答案
西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷课程名称【编号】：(1076)《运动控制考试时间：150满分：100 系统》分钟分单项选择题(本大题共10小题，每道题4.0分，共40.0分)(在每个小题四个备选答案中选出一个正确答案)1.常用的抗扰性能指标有()。
「A.上升时间厂B.动态降落和恢复时间「C.静差率「D.调行时间2.直流电机变电阻调速的特点是改变电阻只能()o「A.有级调速「B.无级调速「C.基速以上调速「D.平滑调速3.速度单闭环直流调速系统中，不能抑制()的扰动。
「A.调行器放大倍数B.电网电压波动C.负载D.测速机励磁电流4.有制动的不可逆PWM变换器一直流电动机系统如图所示，系统工作在一般制动状态，下列说法正确的是O O「A.n时,VT1导通却2 W1< 7时，VT1导通「C口VT1始终导通「D.°工Z < T,VTI始终关断5.输入为零时，输出也为零的调节器是（）。
L A.比例调节器「B.积分调节器「C.比例积分调在器C D.微分调节器6.在交一直一交变频装置中，若采用不控整流，则PWM逆变器的作用是（）。
「A.调压「B.调频C.调压调频D.调频与逆变7.双闭环直流调速系统，转速调行器的作用：（）。
「A.对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
厂B.转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。
「C.在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。
「D.抑制转速超调。
8.转速电流双闭环调速系统起动过程的第二阶段是（）。
「A.转速调节广B.恒流升速「C.强迫建流「D.随动9.在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素是：希望保持电机中（）为额定值不变。
如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费：如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。
《运动控制系统》(A)卷及答案
2012-2013学年第二学期课程名称: 运动控制系统（A）一、简述下列问题（每题10分）1．在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？2．哪些因素造成逻辑无环流系统要比配合控制的有环流系统的切换过程长？3．从电压频率协调控制而言，同步电动机与异步电动机的调速有何差异？4．伺服系统的给定误差和扰动误差与那些因素有关？二、采用电压空间矢量PWM控制方法，若直流电压ud恒定，如何协调输出电压与输出频率的关系？（15分）三、分析比较按转子磁链定向和按定子磁链定向异步电动机动态数学模型的特征，指出它们的相同和不同之处。
（15分）网络教育学院2011级（秋）期末试卷五、试比较矢量控制系统和直接转矩控制系统的特点和性能。
（15分）四、论述同步电动机按气隙磁链定向和按转子磁链定向矢量控制系统的工作原理，并与异步电动机矢量控制系统作比较。
（15分）运动控制系统试卷(A)答案一、简答题1、答：若调节电动机转速，应改变给定电压*,n U α，不能改变,n S K K 。
2、答：影响因素有：逻辑切换条件的判断，封锁延时时间，开放延时时间。
3、答：同步电机存在失步问题，可以根据转子位置直接控制变压变频装置换相时刻，进行自控变频调速。
4、答：给定误差与系统的开环增益K 和前向通道中所有积分环节的总数p+q 有关扰动误差则只与扰动作用点以前部分的增益Ｋ１和积分环节个数ｐ 有关。
二、答：有效的方法是插入零矢量，使有效工作矢量的工作时间仅为1t t ∆<∆，其余的时间01t t t ∆=∆-∆用零矢量来补。
则有11()()()s s s d k k u k t U t ψψ=∆=∆=∆在直流电压d U 不变的条件下，要保持()s k ψ恒定，只要使1t ∆为常数即可。
零矢量的插入有效的解决了定子磁链矢量幅值与旋转速度的矛盾，也即在直流电压恒定时很好的协调了输出电压与输出频率的关系。
三、答：按转子磁链定向同步旋转坐标系mt 中的数学模型与直流电动机的数学模型完全一致。
运动控制系统试题库完整
目录㈠直流调速系统（复习）P4 ㈡交流调速系统（回顾）P9 ㈢交流异步电动机变频调速的理论基础P13 ㈣交流异步电动机矢量变换控制P17 ㈤交流异步电动机直接转矩控制P20 ㈥PWM 和 SPWM P31 ㈦双馈调速和内反馈P36 ㈧绕线转子异步电动机串级调速系统P42 ㈨无速度传感器调速系统P46 ㈩同步电机变频调速系统P52 (十一) 开关磁阻电动机调速控制技术P56 (十二) 双定子电机调速系统P75 (十三) 直线电机调速系统P82一、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3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。
运控作业参考答案
1-4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0minn=150r/min ，带额定负载时的速度降落Nn=15r/min,且在不同转速下额定速降Nn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： N0min n 15S=0.1n 150∆== 0max ()(1500150)0.111(1)(1)15(10.1)N N N N n s n n s D n s n s ∆∆∆--⨯====--⨯-调速范围为11，静差率为10％。
1-5某闭环调速系统的调速范围是1500～150r/min,要求系统的静态差率s ≤2%,那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min,则闭环系统的开环放大倍数应有多少？ 解： max min 150010150n Dcl n === 15000.023.06(1)10(10.02)N cl n s n Dcl s ∆⨯===-⨯-1001131.73.06op cln K n ∆=-=-=∆ 静态速降为3.06r/min,开环放大倍数为31.7。
1-6某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8r/min,如果将开环放大倍数提高到30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？解： K=15时，(1)nop ncl K ∆=∆+=8(115)⨯+＝128 (r/min) K=30时，1284.131130op cln n K∆'∆===++(r/min) 8 1.944.13cl cln D D n ∆∆'==='速降为4.13r/min,调速范围扩大为1.94。
1-7某调速系统的调速范围为D =20，额定转速N n =1500r/min,开环转速降落Nopn∆=240r/min,若要求系统的静差率为10%减少到5%，则系统的开环增益将如何变化？ 解：N op op n s 15000.1D =0.694n (1-s)2400.9∆⨯==⨯201127.80.694cl op D K D =-=-= 15000.050.329(1)2400.9N opop n s D n s ∆'⨯'==='-⨯ 201159.80.329Dcl K D op '=-=-=' K 由27.8变到59.8。
《运动控制》练习题及答案解析精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《运动控制》练习题及答案解析1、下述调节器能消除被控量稳态误差的为（C）。
A比例调节器 B 微分调节器 C PI调节器 D PD调节器2、双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采用PI调节器，期中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3、采用PI调节器的转速、电流双闭环调速系统，若要改变电动机的转速，应调节（B ）。
A调节器放大系数 B给定电压 C负载 D以上说法都不对4、某闭环调速系统的调速范围是1500～150r/min，要求系统的静差率2%s ，那么系统允许的静态速降是（ A ）。
A 3.06r/minB 4r/minC 4.13r/min D以上结果都不对5、在可逆运行系统当中，抑制瞬时脉动环流措施为（ 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 D以上说法都不对6、适用于高速段数字测速的方法为（A ）。
A M法B T法C M/T法D F法7、在桥式可逆直流脉宽调速系统当中，镇流电阻的作用是（ C ）。
A 限流B 分压C 抑制泵升电压D 以上说法都不对8、在伯德图上，截止频率越高，则系统的（B）。
A 稳定性越好B 快速性越好C 稳态精度越高 D以上说法都不对9、异步电动机变压变频调速系统属于如下哪种类型？（C ）A电磁功率回馈型 B 转差功率回馈型C转差功率不变型 D 转差功率消耗型10、如下几种变频调速方法中，哪种控制方式的异步机机械特性是一条直线？（）A 1g E f =常数B 1s U f =常数C 1s E f =常数D 1r E f =常数 11、不属于抑制电流脉动的措施的是（。
DA 增加整流电路相数B 采用多重化技术C 设置平波电抗器D 设置环流电抗器12、 输入为零时输出也为零的调节器是（A ）。
A P 调节器B I 调节器C PI 调节器D PID 调节器13、在同样的负载扰动下，闭环系统的转速降落cl n 与开环下的op n 之比为（ D ）。
运动控制技术考核试卷
7.运动控制系统的动态性能主要受到______和______的影响。（）
8.在多轴联动控制中，______技术用于确保各轴之间的协调运动。（）
9.为了减少运动控制系统的能耗，可以采用______技术对电机进行控制。（）
10.在进行运动控制系统设计时，应充分考虑______和______的需求。（）
19.在多轴联动控制中，以下哪些是实现同步控制的关键因素？（）
A.精确的时间同步
B.高精度的位置反馈
C.快速的通信速度
D.合适的控制算法
20.以下哪些是选择运动控制系统时需要考虑的经济因素？（）
A.系统成本
B.维护费用
C.投资回报率
D.系统寿命
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
A.系统简单
B.成本低
C.对干扰敏感
D.控制精度高
3.常用的闭环控制系统的类型包括以下哪些？（）
A.反馈控制
B.前馈控制
C.复合控制
D.无控制
4.以下哪些是PID控制器的组成部分？（）
A. P控制器
B. I控制器
C. D控制器
D.前馈控制器
5.伺服电机的特点包括以下哪些？（）
A.控制精度高
B.响应速度快
2. P提高响应速度，I消除稳态误差，D改善动态性能，适用于快速响应且需消除余差的控制系统。
3.同步控制策略包括：时间同步、速度同步、位置同步，常用于多轴机器人、生产线等。
4.运动控制系统提高生产效率通过精确控制、提高产品质量通过减少误差，如自动化装配线、精密加工等。
A.数据采集
运动控制系统(电气07)A答案
第 1 页 （共 页）班 级（学生填写）： 姓名： 学号： 命题： 王涛 张友斌 审题： 审批： -------------------------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 -----------------------------------------------------------（答题不能超出密封装订线）2010～2011学年第一学期 运动控制系统 科目考试试题A 卷 开卷一、判断题（共15分，每空1分，正确的打√，错误的打×）1、光电式旋转编码器数字测速方法中，M 法适用于测高速，T 法适用于测低速。
（ √ ）2、直流电动机变压调速和弱磁调速都可以做到无级调速。
（ √ ）3、由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可以在第二象限工作。
（ √ ）4、静差率和机械特性硬度概念不同但实质是相同的。
（ × ）5、带电流截止负反馈的转速闭环调速系统属于双闭环控制的一种。
（×）6、弱磁调速属于恒功率调速性质，电动机只能拖动恒功率负载，不能拖动恒转矩负载。
（×）7、双闭环调速系统的速度调节器只是在启动加速过程中会处于饱和状态。
（×）8、可逆脉宽直流调速系统是通过改变两组双向可控变流电路的触发脉冲极性来实现电动机转动方向（正反转）控制的。
（×）9、逻辑无环流可逆直流调速系统中，整组变流电路和反组变流电路之间不存在环流。
（×） 10、双闭环可逆直流调速系统中，抗负载扰动主要由速度调节器实现。
（√） 11、转速电流双闭环直流调速系统中，速度调节器采用PI 调节器时转速总是有超调。
（√）12、交-交变频器输出频率比输入频率高。
（×）13、转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能可以达到直流双闭环调速系统的水平。
电力拖动自动控制系统-运动控制系统期末试卷附答案共6套
第 3 页 ( 共 4 页 )五、（12分）在转速、电流双闭环直流调速系统中，突加转速给定时，起动过程可分为三个阶段，论述在不同的阶段内，转速和电流的变化规律及两个调节器的作用；并在下图中画出转速、电流的过渡过程曲线。
tn 0 0IdI dLn* Idm六、（20分））有一转速、电流双闭环调速系统,已知电动机参数为：P N =5.5kw ，U N =220V ，I N =28A ，n N =1460 r/min ，电枢回路电阻Ra=0.8Ω,允许电流过载倍数λ=1.6，电磁时间常数T l =0.048s ，机电时间常数T m =0.185s ，主电路采用三相桥式整流电路，触发整流环节的放大倍数Ks=35，整流电装置内阻R rec =1.3Ω，平均失控时间常数T s =0.0017s,ASR 和ACR 均采用PI 调节器，最大输入、输出电压均为8V ，电流反馈滤波时间常数T oi =0.002s ，转速反馈滤波时间常数T on =0.015s 。
电流调节器已按典型I 型系统中KT=0.25设计好，电流环的静动态指标均已满足要求。
现要求转速稳态无静差，且电动机空载起动到额定转速时的超调量10%n σ≤ （1）计算电流反馈系数β，转速反馈系数α；（4分） （2）画出待设计转速环动态结构图；（6分） （3）拟将转速环设计成典型II 型系统，请设计转速调节器，并校核近似条件；（6分） （4）请校核转速超调量%n σ。
（4分）（计算时小数点后保留三位，若数值较小，应保留三位有效位） 附1：典型二型系统抗扰性能指标与参数的关系： h3 4 5 6 7 8 b mac C C /∆72.2%77.5%81.2%84.0%86.3%88.1%附2：转速、电流双闭环系统动态结构图：大学 ～ 学年 春季学期试卷 课程名： 运动控制（一） 课程号： 学分： 3 应试人声明： 我保证遵守《大学学生手册》中的《大学考场规则》，如有考试违纪、作弊行为，愿意接受《大学学生考试违纪、作弊行为界定及处分规定》的纪律处分。
运动控制系统优化考核试卷
D.人为控制
2.在运动控制系统中，PID控制器中的"I"代表什么？（）
A.比例
B.积分
C.微分
D.系数
3.以下哪种电机类型不常用于运动控制系统？（）
A.交流异步电机
B.交流同步电机
C.直流无刷电机
D.发电机
4.伺服电机的特点是什么？（）
A.高速运转
B.高精度定位
C.低速运转
D.高扭矩
5.在运动控制系统优化中，以下哪种方法不是常用的优化手段？（）
3.在PID控制中，积分控制可以消除系统的稳态误差，但可能会引起系统响应的滞后。（）
4.电机转速与控制电压成正比，因此在任何情况下增加控制电压都能提高电机转速。（）
5.运动控制系统的优化目标通常包括快速性、稳定性和能效。（）
6.在运动控制系统中，所有的传感器都不存在延迟现象。（）
7.滑模控制适用于线性系统和非线性系统，且对系统参数变化不敏感。（）
（请注意，以上内容仅为试卷结构的一部分，实际考试内容可能需要根据具体的教学大纲和考核要求进行调整。）
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
1.在运动控制系统中，PID控制器的三个基本参数分别是P（）、I（）、D（）。
2.运动控制系统的基本组成部分包括控制器（）、执行器（）和（）。
A.控制器参数
B.控制对象
C.环境因素
D. A和B
9.以下哪种控制策略不属于自适应控制？（）
A.模型参考自适应控制
B.自抗扰控制
C.滑模控制
D.线性二次调节器
10.在运动控制系统中，以下哪个参数不影响系统的稳态误差？（）
A.转矩常数
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一、选择填空：（每空2分、共20分）
1、一个调速系统的调速范围，是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。
答案：（ 1 ）
１)最低速；２)最高速；
３)平均速；４)不能确定；
2、闭环调速系统可以获得比开环调速系统的稳态特性。
答案：（ 2 ）
１）硬得不多；２）硬得多；
３）软得多；４）软得不多；
3、无静差调速系统的最高转速n max，最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。
答案：（ 2 ）
１）n max/U*nmax２）U*nmax/n max
３）n max×U*nmax４）不确定
4、反并联无环流配合控制的条件是答案：（ 4 ）１）α＋β＝240o２）α＋β＝300o
３）α＋β＝360o 4）α＋β＝180o
5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时，。
答案：（ 4 ）１）正、反组同时封锁；２）封锁正组开放反组；
３）正、反组同时开放；４）封锁反组开放正组；
6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波，它是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压波形是。
答案：（ 3 ）
１）锯齿波；２）正弦波
３）矩形波；４）不能确定；
7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波，它是一个相当于一个恒流源，输出交流电流波形是。
答案：（ 1 ）
１）矩形波；２）正弦波
３）锯齿波；４）不能确定；
8、SPWM变频器中，如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做方式。
答：（ 3 ）
１）多极性控制；２）双极性控制；
３）单极性控制；４）没用定义
9、调速系统的动态性能就是控制的能力。
答案：（ 2 ）１）磁场；２）转矩；
３）转速；４）转差率；
10、矢量控制系统是控制系统。
答案：（ 2 ）
１）静止坐标；２）旋转坐标；
３）极坐标；４）不能确定；
二、什么是有静差闭环调速系统怎样减少静差什么是无静差闭环调速系统怎样实现（12分）
答：系统在稳态时，需要一定的速度偏差来维持的速度控制系统为有静差调速系统。
减少静差的方法是提高系统的开环放大倍数，但不能消除静差。
系统在稳态时，不需要速度偏差来维持的速度控制闭环调速系统为无静差系统。
实现的办法是通过采用积分环节或比例积分环节。
三、简述双闭环调速系统在电机起动时两个调节器的工作过程及工作状态。
在双闭环调速系统时，电流环按几型系统设计速度环又按几型系统设计（12分）
答: 双闭环调速系统在电机起动过程中转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况：1.起动初始阶段：由于速度调节器的输入偏差电压比较大，比例积分环节很快进入饱和状态，速度环开环，电机以最大电流起动，此时电机转速变化不大，电流调节器ACR 一般不饱和。
2.恒流升速阶段：起动过程中的主要阶段，此时速度调节器一直处于饱和状态，速度环开环，为了保证电流环的主要调节作用，在起动过程中电流调节器不饱和。
电机以最大电流加速，
此时电机转速变化大。
3.速度调节器退饱和阶段：当电机转速超过给定转速，速度调节器输入出现负偏差，速度调节器开始反向积分，退饱和阶段，速度环闭环，电机转速出现超调。
ACR不饱和。
双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：
（1）饱和非线性控制；
（2）转速超调；
（3）准时间最优控制。
双闭环调速系统时，电流环按Ⅰ型系统设计，速度环按Ⅱ型系统设计。
四、下图是微机数字控制双闭环直流PWM调速系统硬件结构图，试说明K2、V b、电流检测、速度检测的实现过程。
（没有标准答案，同学们自己发挥想象能力，能实现就对）（12分）
答：K2：限流电阻R0是为了限制充电电流，为了避免在运行中造成附加损耗，中央处理器在合上电源后，延时对K2发出信号将R0短路。
Vb：镇流电阻Rb的作用是消耗部分动能，以限制C1、C2两端的泵升电压。
当
电压检测部分检测到泵升电压达到允许数值时，中央处理器就会给Vb的控制极
一个正脉冲信号，使Rb分流电路接通。
电流检测：通过电流互感器取出电枢回路或电动机回路的电流模拟信号，离散化后经A/D转换器转换成数字信号送入中央处理器，对电流数字量信号进行相关处理后，可构成电流反馈控制和电流保护和故障诊断信息的来源。
速度检测：旋转编码器FBS与电动机相连，当电动机转动时，带动码盘旋转，发出数码形式的转速或转角信号，通过接收器将该数码送入中央处理器，构成转速反馈控制。
K
2的是用于系统启动时防冲击电流的，系统启动时K
2
断开电源经R
给电容
充电；V
b
消除泵升电压的，当系统进入制动状态时，逆变器将电动机的机械能
转变为电能，由于整流电路是不可逆电路，所有的电能将给C
1、C
2
充电，使其
电压升高，威胁到其它电力电子期器件，为消除过高的电压威胁，系统将V
b
导
通，多余的电能将通过电阻R
b
消耗；电流检测分直流电流检测和交流电流检测，交流电流检测一般采用电流互感器，而直流电流检测可以采用直流电流互感器或霍尔效应电流变换器，转速检测有模拟和数字两种检测，模拟测速一般采用测速发电机，数字测速则采用旋转编码器测速。
4、三相绕线式交流异步电动机有几种调速方式它们分别是什么
答：变电压调速、转子回路串电阻调速、利用电磁转差离合器调速、变压变频调速。
五、下图是双闭环可逆调速系统图，试标出当KF闭合电机起动时，各环节的极性。
（10分）
六、交流电动机变频调速系统为什么基频以下要控制压频比它是什么性质的调速基频以上能控制压频比吗它又是什么性质的调速（12分）
答：基频以下：若要三相异步电动机定子每极气隙磁通量Φm保持不变，当频率f从额定值fn向下调节时，必须同时降低定子相电压Us，使Us/f=常值，这是恒压频比的控制方式，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质。
基频以上：频率f从额定值fn向上调节，但定子电压Us却不可能超过额定电压Usn，最多只能保持Us=Usn，这将迫使磁通与频率成反比地降低，Us/f≠常值，故不能控制压频比，基本上属于“恒功率调速”性质。
七、试比较直接转矩控制系统与矢量控制系统的特性。
（12分）答：DTC系统和VC系统都是已获实际应用的高性能交流调速系统。
两者都采用转矩（转速）和磁链分别控制，VC系统强调T e 与Ψr 的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器；实行连续控制，可获得较宽的调速范围；但按Ψr 定向受电动机转子参数变化的影响，降低了系统的鲁棒性。
DTC系统则实行T e 与Ψs 砰-砰控制，避开了旋转坐标变换，简化了控制结构；控制定子磁链而不是转子磁链，不受转子参数变化的影响；但不可避免地产生转矩脉动，低速性能较差，调速范围受到限制。
八、如下图为某直流调速系统已知电机参数为 75kW 、220V 、340A 、1000r/min ，采用V-M 系统，主电路总电阻欧，电动机电动势系数K s = 30， a = ·min/r ， C e = ·min/r ，。
如果要求调速范围 D = 20，静差率5%，采用开环调速能否满足如果采用闭环，其对应放大倍数为多少（10分）
参考例题1-2（开环）、1-3（闭环） + - A GT M T + -
+ -
+ -
U tg U I n + - - + U ∆U U UP + - I d U n U d U c U n n t。