运动控制系统考试资料
运动控制系统期末考试试题
运动控制系统一．填空题1.运动控制系统的概念：以机械运动的驱动设备—电动机为控制对象;以控制器为核心;以电力电子功率变换器为驱动;在控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统..2.直流调速系统常用的可控直流电源：1旋转变流机组 2静止可控整流器3直流斩波器或脉宽调制变换器3.反馈控制规律：（1）比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统；（2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动;服从给定；（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度..4.比例积分控制的无静差直流调速系统..5.微机数字控制的两个特点：信号的离散化、数字化..6.引入电流负反馈的目的：解决系统起动和堵转时电流过大的问题..7. 典型I型系统在跟随性能上可以做到超调小;但抗扰性能差..典型II型系统的超调量相对较大;但抗扰性能却比较好..8.无环流逻辑控制环节DLC工作的依据信号：（1）电流给定极性转矩极性鉴别信号（2）零电流检测零电流检测信号二．简答题1.旋转编码器的数字测速方法有哪几种各自的特点是什么答：1M法—脉冲直接计数方法..M法测速是记取一个采样周期内Tc旋转编码器发出的脉冲个数M1来算出转速的方法.. 特点：在高速段分辨率强..2T 法—脉冲时间计数方法..T法测速是测出旋转编码器两个输出脉冲之间的间隔时间来计算转速的方法.. 特点：在低速段分辨率强..3M/T法—脉冲时间混合计数方法..M/T法测速是将两种测速方法相结合;既检测Tc 时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1;又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2;用来计算转速的方法.. 特点：在高速段;与M法测速的分辨率完全相同..在低速段;M1＝1;M2随转速变化;分辨率与T法测速完全相同..M/T法测速无论是在高速还是在低速都有较强的分辨能力..2.转速单闭环调速系统有哪些特点改变给定电压能否改变电动机的转速为什么如果给定电压不变;调节转速反馈系数是否能够改变转速为什么如果测速发电机的励磁发生了变化;系统有无克服这种干扰的能力答：1转速单闭环调速系统增加了转速反馈环节;可获得比开环调速系统硬得多的稳态特性;从而保证在一定静差率下;能够提高调速范围..2改变给定电压可以改变电动机的转速;服从给定..3能改变转速;因为对于反馈通道上的扰动作用;调速系统无抵抗能力..4无克服这种干扰的能力;对于对于反馈通道上的扰动作用;调速系统无抵抗能力..3.在转速负反馈单闭环有静差调速系统中;当下列参数发生变化时系统是否有调节作用为什么1放大器的放大系数Kp..2供电电网电压Ud..3电枢电阻Ra..4电动机励磁电流 If..5转速反馈系数α..答：1234变化时系统有调节作用;5转速反馈系数α变化时系统无调节作用；根据反馈控制系统的作用“服从给定;抵抗扰动”即可得出结论..4.单闭环系统存在什么问题为什么要引入双闭环系统答：1单闭环系统存在的问题：只有转速负反馈的调速系统不能限制起动电流和堵转电流；带电流截止负反馈的转速负反馈系统;过渡过程中电流变化规律不理想;时间长；同时将转速、电流反馈引入一个调节器的输入端;不能使两个被控量的过渡过程都理想..2为了实现理想的过渡过程;从而引入双闭环直流调速系统..5.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;应调节什么参数改变转速调节器的放大倍数Kn 行不行改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行改变转速反馈系数α行不行若要改变电动机的堵转电流;应调节系统中的什么参数答：1Un=αn;应调节转速反馈系数α和电流给定电压Ui..2不行3不行4行5Ui=βId;应调节电流反馈系数β和电流给定电压Ui..6.形成环流的原因及抑制方法答：形成环流的原因：在两组晶闸管反并联的可逆V-M系统;如果两组装置的整流电压同时出现;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..抑制方法：对于直流平均环流;可采用α≧β配合控制的方法进行抑制；对于瞬时脉动环流;可在环流回路中串入环流电抗器进行抑制..7.伺服系统的任务以及与调速系统的区别答：系统的主要任务是使输出量快速而准确地复现给定量的变化..区别：1调速系统的给定量是恒值;希望输出能够稳定;具有较好的抗干扰性能；位置伺服系统中位置的指令是一个随机变量;要求输出量准确跟随系统给定量的变化;具有较好的跟随性..（2）伺服系统在结构上：在转速电流双闭环的基础上再增加一个位置环..（3）调速系统被控量为转速;位置伺服系统被控量是被控对象的角位移或线位移..三．分析题1.起动过程分析起动过程分三个阶段：第I阶段0 ～t1电流上升阶段：ASR很快进入饱和状态;而ACR一般不饱和..第II阶段t1～t2恒流升速阶段：为主要阶段;ASR调节器始终保持在饱和状态;ACR 不饱和..第III阶段t2以后转速调节阶段：ASR退出饱和;ASR和ACR都不饱和..2.制动过程分析系统制动过程分三个阶段：（1）本组逆变阶段：电动机正向电流衰减;VF组处于逆变状态;VR组处于待整流状态;ASR和ACR均饱和..（2）它组整流阶段：电动机反向电流建立阶段;VR组处于整流状态;VF组处于待逆变状态;ASR和ACR均布饱和..（3）它组逆变阶段：电动机恒值电流制动阶段;VR处于逆变状态;VF处于待整流状态;SAR和SCR均退出饱和..。
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 期末复习资料
PWM 变换器的工作状态和电压、电流波形 P16-P171 脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速。
2 PWM 变换器电路有多种形式，总体上可分为不可逆与可逆两大类。
3 简单的不可逆PWM 变换器-直流电动机系统： （a ）电路原理图Us----直流电源电压，C ——滤波电容器， VT--电力电子开关器件，VD--续流二极管， M —直流发电机。
（b ）电压和电流波形VT 的控制门级由脉宽可调的脉冲电压Ug 驱动，在一个开关周期T 内，当 on t t <≤0 时，Ug 为正，VT 饱和导通，电源电压Us 通过VT 加到直流电动机电枢两端。
当 T t t on <≤ 时，Ug 为负，VT 关断，电枢电路中的电流通过续流二极管VD 续流，直流电动机电枢电压近似等于零。
直流电动机电枢两端的平均电压d U 为s s ond U U Tt U ρ==改变占空比 )10(<≤ρρ ，即可实现直流电动机的调压调速。
令SdU U r =为PWM 电压系数，则在不可逆PWM 变换器中ρ=r 。
不可逆PWM 变换器-直流电动机系统不允许电流反向，续流二极管VD 的作用只是为id 提供一个续流的通道。
如果要实现电动机的制动，必须为其提供反向电流通道 。
图2-11 有制动电流通路的不可逆PWM 变换器-直流电动机系统在一般电动状态中，id 始终为正值（其正方向示于图2-11(a)中）。
在0≤t<ton 期间，1g U 为正，VT1导通，2g U 为负，VT2关断。
电源电压s U 加到电枢两端，电流id 沿图中的回路1流通。
在ton ≤t<T 期间，1g U 和2g U 都改变极性，VT1关断，但是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， 实际上是由VT1和VD2交替导通， VT2和VD1始终关断。
运动控制基础试题及答案
运动控制基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 运动控制中，以下哪个不是基本的控制方式？A. 开环控制B. 闭环控制C. 半闭环控制D. 线性控制答案：D2. 伺服电机的控制信号通常是什么类型的信号？A. 模拟信号B. 数字信号C. 脉冲信号D. 交流信号答案：C3. 在运动控制中，以下哪个参数是不需要考虑的？A. 加速度B. 速度C. 位置D. 温度答案：D4. 运动控制中，PID控制器的三个参数分别代表什么？A. 比例、积分、微分B. 比例、微分、积分C. 积分、微分、比例D. 微分、比例、积分答案：A5. 以下哪个不是运动控制中常用的传感器？A. 编码器B. 光电开关C. 温度传感器D. 力矩传感器答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 运动控制中，以下哪些因素会影响系统的稳定性？A. 控制器设计B. 系统参数C. 环境温度D. 负载变化答案：A、B、D2. 伺服电机的哪些特性是运动控制中需要考虑的？A. 扭矩B. 转速C. 精度D. 功率答案：A、B、C3. 在运动控制中，以下哪些是开环控制系统的特点？A. 结构简单B. 成本较低C. 对环境变化敏感D. 无需反馈信号答案：A、B、D4. 以下哪些是闭环控制系统的优点？A. 精度高B. 抗干扰能力强C. 系统复杂D. 成本高答案：A、B5. 运动控制中，以下哪些是实现精确位置控制的方法？A. 使用高精度编码器B. 增加系统的刚性C. 使用伺服电机D. 采用开环控制答案：A、B、C三、判断题（每题2分，共10分）1. 运动控制中的开环控制不需要反馈信号。
（对）2. 闭环控制系统总是比开环控制系统更稳定。
（错）3. PID控制器中的积分项可以消除稳态误差。
（对）4. 伺服电机的响应速度比步进电机慢。
（错）5. 运动控制中的加速度越大，系统的动态响应越快。
（对）四、简答题（每题5分，共20分）1. 简述运动控制中开环控制和闭环控制的主要区别。
《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。
运动控制试题及答案
运动控制试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 在运动控制中，下列哪个不是位移传感器的类型？A. 光电编码器B. 超声波传感器C. 霍尔传感器D. 温度传感器答案：D2. 运动控制系统中，PID控制器的“P”代表什么？A. 比例B. 积分C. 微分D. 比例-积分答案：A3. 伺服电机的控制方式中，哪种方式可以实现精确的位置控制？A. 开环控制B. 闭环控制C. 半闭环控制D. 无反馈控制答案：B4. 以下哪种传动方式不属于直线运动控制？A. 滚珠丝杠B. 皮带传动C. 齿轮传动D. 直线电机答案：C5. 在运动控制中，下列哪个参数不是伺服驱动器的指标？A. 电流B. 电压C. 功率D. 频率答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 下列哪些因素会影响伺服电机的性能？A. 电机的额定功率B. 控制器的响应速度C. 编码器的分辨率D. 电源的电压稳定性答案：ABCD2. 在运动控制系统中，以下哪些属于闭环控制的优点？A. 精度高B. 响应快C. 抗干扰能力强D. 系统结构简单答案：ABC3. 伺服电机的驱动器可以提供哪些控制信号？A. 脉冲信号B. 模拟电压信号C. 模拟电流信号D. 通信信号答案：ABCD4. 以下哪些是运动控制中常用的传感器？A. 光电编码器B. 霍尔传感器C. 超声波传感器D. 温度传感器答案：ABC5. 伺服电机在运动控制中可以实现哪些功能？A. 速度控制B. 位置控制C. 加速度控制D. 力矩控制答案：ABCD三、判断题（每题2分，共10分）1. 伺服电机的转速与负载无关。
（错误）2. 伺服电机的精度比步进电机高。
（正确）3. 运动控制中的开环系统不需要反馈信号。
（正确）4. PID控制器中的积分项可以消除稳态误差。
（正确）5. 伺服电机的编码器分辨率越高，其控制精度越低。
（错误）四、简答题（每题5分，共20分）1. 简述伺服电机与步进电机在运动控制中的主要区别。
运动控制系统复习考试
运动控制整理一判断题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）的大小并非仅取决于7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk*的大小。
（√）速度定 Ug8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。
（Ⅹ）9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。
（Ⅹ）10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。
（√）11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。
（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。
（Ⅹ）12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√）13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。
（Ⅹ）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。
（√）15 闭环系统可以改造控制对象。
（√）16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。
17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。
（√）18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。
（Ⅹ）19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。
（√）20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。
（√）21.交—交变频器的输出频率低于输入频率。
（√）22.普通VVVF 变频器可以直接突加转速给定起动。
（Ⅹ）23.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达到直流双闭环调速系统的水平。
运动控制系统试题
一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确序号填在题中的括号内。
每小题１分，共２５分。
）１．在电机调速控制系统中，对于（）的扰动，系统是无能为力的。
Ａ、运算放大器的参数的变化Ｂ、电机励磁电压的变化Ｃ、转速反馈参数的变化Ｄ、电网电压的变化２．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、零Ｂ、大于零的定值Ｃ、小于零的定值Ｄ、保持原先的值不变３．在单闭环调速成系统中，为了实施限流保护，可以引进（）环节。
Ａ、电流截止正反馈Ｂ、电流截止负反馈Ｃ、电压截止正反馈Ｄ、电压截止负反馈４．无静差调速系统的ＰＩ调节器中Ｐ部份的作用是（）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Ｄ、不能消除稳态误差也不能加快动态响应５．电流正反馈可以作为调速系统的补偿控制，在实际系统中应用的是电流正反馈的（）Ａ、欠补偿Ｂ、全补偿Ｃ、过补偿Ｄ、临界补偿６．双闭环调速系统在稳定时，控制电压Ｕct的大小取决于（）。
Ａ、转速nＢ、负载电流IdlＣ、转速n和负载电流IdlＤ、电流反馈系数β７．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（）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８．在α=β配合控制可逆调速系统中当αf=60。
时，αr= （ )。
Ａ、６０。
Ｂ、１２０。
Ｃ、１８０。
Ｄ、２４０。
９．α=β配合控制有环流可逆调速系统中存在的是（）环流。
A、直流B、动态C、平均D、脉动１０．逻辑控制的无环流可逆调速系统中逻辑装置的转矩极性信号采样于（）Ａ、转速给定电压Ｕn＊Ｂ、转速反馈电压ＵnＣ、电流给定电压ＵI＊Ｄ、电流反馈电压Ｕi１１．配合控制可逆调速系统运行在第二象限，整流装置的输出电压方向与电机反电势方向相反，此时是（）状态。
Ａ、正组待整流，反组逆变，电机电动Ｂ、正组待逆变，反组整流，电机反接制动Ｃ、正组待整流，反组逆变，电机回馈制动Ｄ、正级待逆变，反组整流，电机回馈制动１２．在单极性可逆ＰＷＭ变换器中，随着负载的减小，电流将（）。
运动控制系统考试复习重点
在反馈控制的闭环直流调速系统中，与电动机同轴安装一台测速发电机 TG ，从而引 出与被调量转速成正比的负反馈电压 Un ，与给定电压 U*n 相比较后，得到转速偏差电压 Un ，经过放大器 A，产生电力电子变换器 UPE 的控制电压 Uc ，用以控制电动机转速 n。 25. 转速负反馈直流调速系统中各环节的稳态关系如下: 电压比较环节 : U n U n U n ;
关系图分析：负载电流Id 增大时，开环系统的转速会降低，而闭环系统则会通过自动调 节来保持转速稳定， 从图上来看， 闭环系统的静特性就是这样在许多开环机械特性上各取一 个相应的工作点，如图 1-26 中的 A、B、C、D、„，再由这些工作点连接而成。 过程分析：在开环系统中，当负载电流增大时，电枢压降也增大，转速只能降下来；闭 环系统装有反馈装置，转速稍有降落，反馈电压就会降低，通过比较和放大提高电力电子装 置的输出电压Ud0 ，使系统工作在新的机械特性上，因而转速又有所回升。 结论： 闭环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 变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。 只用比例调节器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的。 从静特性分析中可以看出，闭环系统的开环放大系数 K 值越大，系统的稳态性能越好。 直流电动机全电压起动时，如果没有限流措施，会产生很大的冲击电流。 为了解决反馈闭环调速系统的起动和堵转时电流过大的问题， 系统中必须有自动限制电 枢电流的环节，即电流截止负反馈环节。 33. 电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻 Kp Ks R s ，因而稳态速降极大，特 性急剧下垂。 34. 反馈控制系统闭环直流调速系统动态结构框图各环节的物理意义： ①比例放大器； ②IGBT 脉宽控制与变换转置； ③直流电动机； ④测速反馈环节。
运动控制复习资料整理
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.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。
3.直流电动机三种调速方法：降压调速、弱磁调速、能耗调速。
异步电动机调速方式常见有6种分别是：降电压调速、差离合调速、转子串电阻调速、绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速、变级对数调速、变压变频调速。
其中转差率不变型有：变级对数调速、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。
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。
8.数字测速中,T 法测速适用于低速,M 法测速适用于高速。
9.PI 调节器的双重作用是指：一是比例部分加快动态进程；二是积分部分最终消除偏差。
10. 直流调速系统的理论依据φe n C R I U d d -=，交流调速系统的理论依据)1(60n s pf -=。
运动控制系统运动控制系统试卷(练习题库)(2023版)
运动控制系统运动控制系统试卷（练习题库）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。
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。
6、带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。
7、双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。
8、逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。
9、可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。
10、双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。
11、与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。
12、α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段。
13、转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。
14、电压闭环相当于电流变化率闭环。
15、闭环系统可以改造控制对象。
16、直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。
17、直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。
18、电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。
19、对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。
20、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（）21、下列异步电动机调速方法属于转差功率不变型的调速系统是O22、常用的可控直流电源有O23、调速系统的稳态性能指标包括O24、反馈控制系统的作用是O25、常见的调速系统中，在基速以下按（），在基速以上按（）26、自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟O和对扰动输入信号的O27、电力牵引的（）。
34、PWM变换器可以通过调节O来调节输出电压。
35、PWM逆变器根据电源类型不同可以分为（）。
《运动控制技术》A卷复习资料
《运动控制技术》A卷复习资料一、填空题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、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。
6、生产机械对调速系统转速控制的要求有、和三个方面。
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6、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. 转差功率消耗型三、简答题1．简述通用型变频器的基本组成，并阐述各部分的基本功能。
运动控制系统开卷考试总复习
简答题复习
简述数控加工机床对伺服系统的要求 ？P83 基于PC运动控制和基于PLC运动控制伺服系 统的区别与比较？P143 简述CAN总线分布式运动控制系统构成 ？ CAN P168 简述DSP运动控制伺服系统的设计步骤 ？ P205
三、例题分析复习
填空题： 1 在闭环控制系统中，检测环节起到两个作用，一个 是 ，另一个作用是把 转换成可与 进行比较的物理量，从而构成 。 答案：检测出被测信号的大小，被测信号，指令信号，反馈通 道 2一般来讲，位置检测的内容 有： 、 、 、角位移。 答案：长度，角度，位移 判断题： 4从系统具有抗扰性能好的角度出发，最大动态速降和恢复时 间应该是越大越好。当调节对象的时间常数越大，则输出响应 的最大动态变化越大，而恢复时间越短。N 5 给定量与反馈量的比较就是直接脉冲比较，由此构成的伺服 系统就称为脉冲比较伺服系统，简称脉冲比较系统。Y
四、简答题复习（所有作业题）
简述现代交流伺服运动控制技术有那些？伺服系统 的分类？以及伺服系统的主要特点及要求？P2-4 简述传感器和敏感元件的不同。 P14 简述新型传感器件定义说出2种新型传感器件 P20 用于交流伺服系统的典型检测元件有哪些？ P2743 简述 虚拟仪器检测技术 P26-27 简述运动控制卡的主要特征 P48 简单分析交流伺服电机的运行特性 P51
运动控制系统Βιβλιοθήκη 复习资料一、试卷题型一、填空题（本题共15小题，36分，每空1分） 二、判断题（本题共10小题，20分，每题2分） 三、简答题（本大题有6小题，共44分）
二、填空题复习
在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随 输入量的变化而变化的系统称为随动系统，亦称伺服 系统。P2 伺服系统由伺服驱动装置和驱动元件组成，高性能的 伺服系统还有检测装置，反馈实际的输出状态。 P2 根据检测装置实现信息反馈的原理不同，伺服系统反 馈比较的方法也不相同。目前常用的有脉冲比较、相 位比较和幅值比较三种。 P3
运动控制系统期末考试
一．判断题（正确的打√，错误的打×，答案填在题号的前面）1. （√）交 - 直 - 交电压型变频器采用电容滤波，输出交流电压波形是规则矩形波。
2. （×）变频调速效率高，调速范围大，但转速不能平滑调节，是有级调速。
3. （√）有静差调速系统是依靠偏差进行调节的，而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的4. （×）电动机的机械特性愈硬，则静差度愈大，转速的相对稳定性就愈高。
5. （√）转速负反馈调速系统能够有效抑制一切被包围在负反馈环内的扰动作用。
6. （√）SPWM 即正弦脉宽调制波形，是指与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列。
7. （×）在一些交流供电的场合，可以采用斩波器来实现交流电动机的调压调速。
8. （×）转速负反馈单闭环无静差调速系统采用比例调节器。
9. （√） PWM 型变频器中的逆变器件采用高频、大功率的半控器件。
10. （√）矢量变换控制的实质是利用数学变换把三相交流电动机的定子电流分解成两个分量，一个是用来产生旋转磁动势的励磁电流分量，一个是用来产生电磁转矩的转矩分量。
二．填空题1. 根据公式，交流异步电动机有三种调速方法：① _ _______ 调速、②__ ______ 调速、③ ___ ___ 调速。
2. 在SPWM调制方式的逆变器中，只要改变，就可以调节逆变器输出交流电压的大小，只要改变，就可以改变逆变器输出交流电压的频率。
3. IGBT 全称为 _______________ ，GTO 全称为 _______________ ， GTR 全称为 _______________ 。
4. 异步电动机的变频调速装置，其功能是将电网的交流电变换成的交流电，对交流电动机供电，实现交流无级调速。
三、选择题1、变频调速中的变频电源是（ C ）之间的接口。
（A）市电电源（B）交流电机（C）市电电源与交流电机（D）市电电源与交流电源2、调速系统的调速范围和静差率这两个指标（ B ）。
运动控制系统题库
⑴ n Nop
IN R Ce
305 0。18
0。2
274 .5 rpm
⑵S N
nN n0
nN
nN nN
274 。5
0。215
1000 274 。5
21 。5 % 5 %
不能 满能满足
⑶ 满足这个要求需要负反
馈：
要求
n N cl
nN S D （ 1 S ）
1000 5
20 95
要求 S 30 % 时： D
nN S
1430 0。3
5。3
n
Hale Waihona Puke （N1S）
115 0。7
要求 S 20 % 时： D
运动控制系统考试资料
问答题部分1、试述交流调速系统要获得工业应用的条件，为什么？条件：（1）使用高转子电阻电动机（2）系统工作点只是沿着极限开环特性变化原因：能够在恒转矩负载下扩大调整范围，并使电动机能够在较低转速下运行而不致过热。
2、简述交流软启动器的作用。
定义：软启动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，它的主要构成是串接于电源与被控电极之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。
作用：防止电动机启动电流过大损坏电机，或造成电网电压下降过大，使电机无法正常启动。
3、简述恒压频比控制方式。
绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压sg U E ≈，则得：1s U f =常值 这是恒压频比的控制方式。
但是，在低频时s U 和g E 都比较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不再能忽略。
这时，需要人为地把电压s U 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。
4、交流电机矢量控制的基本思想是什么？基本思路：将异步电动机经过坐标变换等效在直流电动机，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，再经过相应的坐标反变换，控制异步电机。
（关键词：坐标变换）5、试分析矢量控制系统与直接转矩控制系统的优缺点。
VC 系统强调c T 与r ψ的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器，实现连续调节，可以获得较宽的调速范围，但是按 定向受电动机转子参数的影响，降低了系统的鲁棒性。
DTC 系统则实行e T 与r ψ的砰-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，但不可避免的产生转矩脉动，低速性能较差，调速范围受到限制。
6、试分析什么是转差频率控制？转差频率控制的规律是什么？（P188、189）定义：控制转差频率就代表控制转矩，这就是转差频率控制的基本概念。
控制规律：（1）在ssm w w ≤的范围内，转矩e T 基本上与s w 成正比，条件是气隙磁通不变。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
问答题部分
1、试述交流调速系统要获得工业应用的条件，为什么
条件：（1）使用高转子电阻电动机
（2）系统工作点只是沿着极限开环特性变化
原因：能够在恒转矩负载下扩大调整范围，并使电动机能够在较低转速下运行而不致过热。
2、简述交流软启动器的作用。
定义：软启动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，它的主要构成是串接于电源与被控电极之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。
作用：防止电动机启动电流过大损坏电机，或造成电网电压下降过大，使电机无法正常启动。
3、简述恒压频比控制方式。
绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压s
g U E ≈，则得：1
s
U f =常值 这是恒压频比的控制方式。
但是，在低频时s U 和g E 都比
较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不再能忽略。
这时，需要人为地把电压s U 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。
4、交流电机矢量控制的基本思想是什么
基本思路：将异步电动机经过坐标变换等效在直流电动机，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，再经过相应的坐标反变换，控制异步电机。
（关键词：坐标变换）
5、试分析矢量控制系统与直接转矩控制系统的优缺点。
VC 系统强调c T 与r ψ的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器，实现连续调节，可以获得较宽的调速范围，但是按 定向受电动机转子参数的影响，降低了系统的鲁棒性。
DTC 系统则实行e T 与r ψ的砰-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，但不可避免的产生转矩脉动，低速性能较差，调速范围受到限制。
6、试分析什么是转差频率控制转差频率控制的规律是什么（P188、189）
定义：控制转差频率就代表控制转矩，这就是转差频率控制的基本概念。
控制规律：（1）在s
sm w w ≤的范围内，转矩e T 基本上与s w 成正比，条件是气隙磁通不变。
（2）在不同的定子电流值时，按下图的1s s U f w I =（）函数关系控制定子电压和频率，就能
保持气隙磁通m Φ恒定。
7、DTC 系统调速范围受到限制的主要原因是什么（P216）
原因：（1）由于采用砰-砰控制，实际转矩必然在上下限内脉动，而不是完全恒定的。
（2）由于磁链计算采用了带积分环节的电压模型，积分初值、累积误差和定子电阻的变化都会影响磁链计算的准确度。
8、为什么变频调速时必须要进行电压和频率的协调控制
在进行电动机调速时，希望保持电动机中每极磁通量m Φ保持为额定值不变，因为磁通太弱，没有充分利用电机铁芯，过分增大，又会使得铁心饱和从而导致过大的励磁电流，严重时可能会因为绕组过热而损坏电机。
对于三相异步电机，每相电动势14.44g
s Ns m E f N k =Φ，控制好g E 与1f 便可以达到控制磁通
m Φ恒定的目的。
9、异步电动机矢量控制为什么按转子磁链定向磁链定向的精度受到哪些参数影响
目的：将定子电流分解成转矩和磁链分量，以实现e T 与r ψ的解耦，有利于设计转速和磁链调节器，更好实行系统的连续控制而获得较宽的调速范围。
影响因素有：积分初值、累积误差和定子电阻的变化。
10、直接转矩和磁链闭环控制的矢量控制系统在控制方法上有什么异同
同：两个系统均采用磁链和转矩控制方法 异：
直接转矩 磁链闭环 采用定子磁链控制 采用转子磁链控制 转矩用砰-砰控制 转矩用连续控制 采用静止坐标变换
采用旋转坐标变换
11、画出异步电动机变压变频调速的控制特性，并说明其控制特点。
(P159)
控制特点：在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质。
而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于“恒功率调速”。
特性如下图所示：
12、异步电动机矢量控制的关键技术是什么
通过坐标变换和转子磁场定向来简化数学模型，减少耦合来实现解耦。
13、异步电动机直接转矩控制系统为什么比矢量控制系统响应快
（1）转矩和磁链的控制采用双位式砰-砰控制器，并在PWM逆变器中直接用这两个控制信号产生电压的SVPWM波形，从而避开了将定子电流分解成转矩的磁链分量，省去了旋转变换的和电流控制，简化了控制器的结构。
（2）选自定子磁链作为被控量，而不像VC系统中那样选择转子磁链；计算磁链的模型可以不受转子参数变化的影响，提高了控制系统的鲁棒性。
（3）由于采用直接转矩控制，在加减速或负载变化的动态过程中，可以获得快速的转矩响应
计算题部分
一、（1）不带电流负反馈
①系统静态结构图：
②开环系统的稳态速降
op
n
∆和调速指标允许的稳态速降
cl
n
∆
(1)
N
cl
n s
n
D s
∆=
-a rec
R R R
=+N
op
e
I R
n
C
∆=
③电动机运行于额定转速是的给定电压*
n
U，计算转速反馈系数
*
n
N
U
n
α=
④计算满足稳态性能指标要求所需的放大器的放大倍数
p
K
-1
op p s
cl e
n K K
K
n C
α
∆
==
∆
其中，K是闭环系统的开环放大倍数，由此求出放大器放大倍数e
p
s
KC
K
Kα
=
⑤该系统添加电流截止负反馈以后的静特性曲线：上右图
（2）带电流反馈与转速反馈
①画出系统静态结构图：（P29）右下图
②静态方程：稳态工作时，电流截止负反馈不参与作用。
*
11
p s n d
e e
K K U I R
n
C K C K
=-
++
（）（）
(运行段特性) 当系统在动态过程中：
*00
22
11
p s n com d p s
e e
R R
K K U U I R K K
R R
n
C K C K
β
++
=-
++
（）（）
（）（）
（堵转特性）-
N N a
e
N
U I R
C
n
=
二、（P56）
②求ASR 和ACR 的输入和输出电压
**im im dm N
U U I I βλ==
*n
N
U n α=
ASR 输入电压：*n U
输出电压*i i N U U I β== ACR 输入电压：*i U
输出电压*e n
N c
s
C U I R U K α+=
③速度调节器：1n n ASR
n K s W s s
ττ∑+=（）（） （P81）
i s oi T T T ∑=+ I i K T A ∑= I i A
K T ∑= 1n
I on T K T ∑=+ 速度开环传递函数：2
11N n n n K s W s
s T τ∑+=+（）（）（） a rec R R R =+ 5h = 2212n N n e m n
K R h k C T h T ατβ∑+== 由n
n hT τ∑=求出N k ，从而求出N n e m
n K C T k R
τβα=
n n R k R =
求出n R ；n n n R C τ=求出n C ； 00.25n on T R C =求出on C
④电流调节器：1i i ACR
i K s W s s
ττ+=（）（） （P77 2-23 c ）
典型I 型系统开环传函：1I
i K W
s s T s ∑=+（）（）
取i L T τ= i s oi T T T ∑=+ I i K T A ∑= I i
A
K T ∑=
而i i I
s K R
K K τβ
=
从而求得i K
0=i i R K R = i
i i
C R τ=
= 0
4oi
oi T C R =
=
-N N a
e N
U I R C n =
数字控制
1、存储系数：K =
计算机内部存储值物理量的实际值
（P98）
2、采样频率的选择：
用采样频率表示：ci w ——为电流环开环截止频率 cn w ——为速度环开环截止频率
电流：4~10sami
ci w w ≥（） 4~10samn cn w w ≥（）
用采样周期表示：min 1
4~10
sam
T T ≤（
） min T 为控制对象的最小时间常数
14~1014~10i sam
n T T T ∑∑⎧⎫⎪⎪⎪⎪≤⎨⎬⎪⎪⎪⎪⎩⎭
（）（） i T ∑是电流环最小时间常数 n T ∑是速度环最小时间常数
3、数字PI 调节器（P108）。