电力拖动自动控制系统--运动控制系统 第四版 复习题 考试题目
电力拖动自动控制系统--运动控制系统第四版复习题考试题目
直流调速系统一判断题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）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的大小并非仅取决于k*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。
（√）二选择题1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（ A）。
A ACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动B ACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动C ACR 放大转矩波动，ASR抑制电压波动D ACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动2桥式可逆PWM 变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压d U 等于（B ）。
《电力拖动自动控制系统》 第四版 习题答案
《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题2-2 调速系统的调速范围是1000~100r/min，要求静差率s=2%，那么系统允许的稳态速降是多少？解：系统允许的稳态速降n n N = sn (1 ? s ) =0.02 ×100 (1 ? 0.02)= 2.04(r min )2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。
已知直流电动机 P N = 60kW ，U N = 220V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r min ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0.18? ，C e = 0.2V ? min r ，求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n N 为多少？（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s N 多少？（3）额定负载下的转速降落 n N 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。
解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落n N = I N R= 305 × 0.18 = 274.5(r min )C e0.2（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率s N = N ?n N+ ?n N= 274.5 ≈ 0.215 = 21.5%1000 + 274.5（3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落n N =n N s D (1 ? s )= 1000 × 0.05 20 × (1 ? 0.05)≈ 2.63(r min )UN 解：（1）C e =? IdRanN= 220 ?12.5 ×1.5 = 0.1341V ?min/ r1500n op =RINCe=12.5 ×(1.5 +1.0 +0.8)0.1341= 307.6r / min（2）n =n N s ≤ 1500×0.1 =8.33r / mincl D(1 ? s) 20 × (1 ? 0.1)（3）n op 307.6（4）闭环系统的开环放大系数为 K = ? 1 = ? 1 = 35.93n clK8.33 35.93运算放大器所需的放大倍数 K p =K s α / C e = = 13.7735 × 0.01 / 0.1341解：/ R = 0.3125 <1/ 3R = 4.8?Rs图见49 页2-12 有一晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机P N = 2.8kW ，U N = 220V ，I N = 15.6 A ，n=1500r min ，R a =1.5? ，整流装置内阻R rec =1? ，电枢回路电抗器电阻R L = N0.8?，触发整流环节的放大倍数K s = 35 。
电力拖动自动控制系统运动控制系统-四版-复习题-考试题目
电力拖动自动控制系统运动控制系统-四版-复习题-考试题目直流调速系统判断: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 的大小并非仅取决于速度定 Ug*的大小。
<）8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。
< ）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。
<）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。
<）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。
< ）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。
<）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。
<）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。
<）二选择题1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，< ）。
《电力拖动自动控制系统》（第四版）习题
《电⼒拖动⾃动控制系统》（第四版）习题n 《电⼒拖动⾃动控制系统—运动控制系统》习题2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/min ，要求静差率 s=2%，那么系统允许的稳态速降是多少？解：系统允许的稳态速降n N = sn min (1 s )= 0.02 ×100 (1 ? 0.02) = 2.04(rmin )2-5 某龙门刨床⼯作台采⽤晶闸管整流器-电动机调速系统。
已知直流电动机 P N = 60kW ，U N = 220V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r min ，主电路总电阻 R = 0.18? ，C e = 0.2V ? min r ，求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n N 为多少？（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s N 多少？（3）额定负载下的转速降落 ?n N 为多少，才能满⾜ D = 20, s ≤ 5% 的要求。
解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落n N = I N R = 305 × 0.18= 274.5(r min )C e0.2 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率s N =N ?n N+ ?n N = 274.5≈ 0.215 = 21.5% 1000 + 274.5（3）额定负载下满⾜ D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落n N =n N s D (1 ? s )= 1000 × 0.05 20 × (1 ? 0.05)≈ 2.63(r min )UN 解：（1）C e =?IdRanN= 220 ?12.5 ×1.5 = 0.1341V ?min/ r1500nop =RI NCe=12.5 ×(1.5 +1.0 +0.8)0.1341= 307.6r / min（2）?n =n N s ≤ 1500×0.1 =8.33r / min cl D(1 ?s) 20 × (1 ?0.1)（3）nop307.6（4）闭环系统的开环放⼤系数为K =?1=?1= 35.93nclK8.3335.93运算放⼤器所需的放⼤倍数K p=Ksα / Ce==13.7735 ×0.01 / 0.1341解：R = 4.8?Rs/ R = 0.3125 <1/ 3图见49 页2-12 有⼀晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机PN = 2.8kW ，UN= 220V ，IN= 15.6A ，nN =1500r min ，Ra=1.5?，整流装置内阻Rrec=1?，电枢回路电抗器电阻RL=0.8?，触发整流环节的放⼤倍数Ks = 35 。
电力拖动自动控制系统--运动控制系统(第4版)习题及答案
习题解答（供参考）习题二2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-系统允许的静态速降为2.04rpm 。
2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，且在不同转速下额定速降不变，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：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） 2) 静差率 01515010%N s n n =∆==2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。
相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。
采用降压调速。
当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。
如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯= 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。
已知直流电动机60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V?min/r,求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ∆为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？（3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ∆又为多少 解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压*8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。
电力拖动自动控制系统—运动控制系统(第四版)考试精选
1、恒转矩负载的特性：负载转矩T L的大小恒定，与ωm或n无关。
恒功率负载的特性：负载转矩与转速成反比，而功率为常数。
2、触发装置GT的作用：把控制电压Us转换成触发脉冲的触发延迟角a，用以控制整流电压，达到变压调速的目的。
3、晶闸管整流器运行中存在的问题：1）晶闸管是单向导电的，它不允许电流反向，给电动机的可逆运行带来困难。
2）晶闸管对过电压、过电流和过高的d u/dt与di/dt都十分敏感，其中任一指标超过允许值都可能在很短的时间内损坏晶闸管。
3）晶闸管的可控性是基于对其门极的移相触发控制，在较低运行时会引起电网电压的畸变，被称为“电力公害”。
4、电力公害：在较低速运行时，晶闸管的导通角很小，使得系统的功率因数变差，并在交流侧产生较大的谐波电流，引起电网电压的畸变，叫做电力公害。
5、稳态是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态。
6、电能反馈问题：当电动机工作在回馈制动状态时，将动能变为电能回馈给直流电源，但由于二极管整流器的单向导电性，电能不能通过整流装置送回交流电网，只能向滤波电容充电，这就是电能回馈问题。
1、转速闭环控制的好处：减小转速降落，降低静差率，扩大调速范围。
8、反馈控制的基本规律：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。
9、积分控制的优点：积分控制可使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。
10、比例调节器的输出和积分调节器的输出的区别：比例调节器的输出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。
11、有静差调速系统：对于比例控制的调速系统，该传递函数无积分环节，故存在扰动引起的稳态误差，称作有静差调速系统。
12、无静差调速系统：对于积分控制或比例积分控制的调速系统，该传递函数具有积分环节，所以由阶跃扰动引起的稳态误差为0，称作无静差调速系统。
电力拖动自动控制系统--运动控制系统--第四版--模拟试题
一、选择题1．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．PD2．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3．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是A．降电压调速B．串级调速C．变极调速 D．变压变频调速4．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A．比例控制B．积分控制C．微分控制 D．比例微分控制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6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度A?A．越高B．越低C．不变D．不确定7．常用的数字滤波方法不包括A．算术平均值滤波B．中值滤波C．中值平均滤波D．几何平均值滤波8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括A．转速调节阶段 B．电流上升阶段 C．恒流升速阶段D．电流下降阶段10．三相全波整流电路的平均整流电压为2.34U2cosA． B．C． D．11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是A．饱和非线性控制 B．转速超调C．准时间最优控制D．饱和线性控制12．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是A．降电压调速B．变极对数调速C．变压变频调速 D．转子串电阻调速13．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的A．正弦波 B．方波 C．等腰三角波 D．锯齿波14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是A．高阶B．低阶 C．非线性 D．强耦合15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是A．故障保护 B．PWM生成 C．电流调节 D．转速调节16．比例微分的英文缩写是A．PI B．PD C．VR D．PID17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度18．下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速19．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越高,则系统的稳定精度10. 测速误差率转速实际值和测量值之差与实际值之比定义为测速误差率四、简答题1．什么是环流？它是怎样产生的？它的二重性的含义是什么？2．在变频调速时，为什么必须要进行电压、频率协调控制？3．在双闭环调速系统中，如果转速负反馈断线，能否调速，为什么？此时电动机在最高转速时受什么限制？4．什么叫同步调制？什么叫异步调制？它们各有什么优缺点？5．电流截止负反馈起到什么作用的，其工作原理是什么？限流6．双闭环直流调速系统的启动过程有什么特点？7．常用的数字滤波方法有哪几种？1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法）2、中位值滤波法3、算术平均滤波法4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）6、限幅平均滤波法8．电压负反馈调速系统中，当电网电压，放大器的放大倍数，电动机的电枢电阻，电动机的磁通，电压反馈系数等发生变化时，问系统对它们有无调节功能？9．有环流可逆系统和无环流可逆系统相比较，有何优缺点？10．什么是静态环流？什么是动态环流？11．双闭环PWM直流调速系统中，属于PWM调速系统特有的控制电路有哪些？它们在系统中分别起何作用？12．闭环调速系统的静态性表示哪两者之间的稳态关系？13．在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？其输出幅值应按什么要求整定？14．异步电机中电磁功率与转差功率是什么关系？为什么变频调速的调速效率比绕线式异步电动机转子串电阻调速的调速效率高？15．调节器的设计过程可以简化为哪两步？1.选择调节器的结构2.先择调节器的参数五、计算题1．直流电机额定转速n N =375 r/min，电枢电流额定值I dN =760A，允许过流倍数λ =1.5，计算机内部定点数占一个字的位置（16位），试确定数字控制系统的转速反馈存储系数和电流反馈存储系数（适当考虑余量I max =1.8I N ，n max =1.3n N ）。
电力拖动自动控制系统--运动控制系统--第四版--模拟试题
一、选择题1．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．PD2．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3．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是A．降电压调速 B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速4．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A．比例控制B．积分控制C．微分控制 D．比例微分控制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6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度A?A．越高B．越低C．不变D．不确定7．常用的数字滤波方法不包括A．算术平均值滤波B．中值滤波C．中值平均滤波D．几何平均值滤波8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括A．转速调节阶段B．电流上升阶段C．恒流升速阶段D．电流下降阶段10．三相全波整流电路的平均整流电压为2.34U2cosA．B．C．D．11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是A．饱和非线性控制B．转速超调C．准时间最优控制D．饱和线性控制12．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是A．降电压调速B．变极对数调速C．变压变频调速D．转子串电阻调速13．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是A．故障保护B．PWM生成C．电流调节D．转速调节16．比例微分的英文缩写是A．PI B．PD C．VR D．PID17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度18．下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是A．降电压调速 B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速19．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越高,则系统的稳定精度A．越高B．越低C．不变D．不确定20．采用旋转编码器的数字测速方法不包括A．M法B．T法C．M/T法D．F法21．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR22．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23．笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好A．恒Er/ω1制B．恒控制C．恒控制D．恒控制24．SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波25．下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是A．高阶B．线性C．非线性D．强耦合26．在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，工作程序正确的是A．显示故障原因并报警——分析判断故障——封锁PWM输出——系统复位B．显示故障原因并报警——封锁PWM输出——分析判断故障——系统复位C．封锁PWM输出——分析判断故障——显示故障原因并报警——系统复位D．分析判断故障——显示故障原因并报警——封锁PWM输出——系统复位27．正弦波脉宽调制的英文缩写是A．PID B．PWM C．SPWM D．PD28．转速负反馈调速系统的静特性方程中K的表达式为(Kp*Ks*α)/CeA．B．C．D．29．采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于A．无静差调速系统B．有静差调速系统24．无静差直流调速系统的实质是调节器包含比例积分环节。
电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版-习题答案
习题解答（供参考）习题二2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-系统允许的静态速降为2.04rpm 。
2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，且在不同转速下额定速降不变，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：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下）max 0max 1500151485N n n n =-∆=-= min 0min 15015135N n n n =-∆=-= max min 148513511D n n ===2) 静差率 01515010%N s n n =∆==2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。
相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。
采用降压调速。
当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。
如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R C e r p m ∆==⨯+=[(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =∆-=⨯⨯-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S ns =∆-=⨯⨯-=2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。
已知直流电动机60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V•min/r,求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ∆为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？（3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ∆又为多少? 解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压*8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。
《电力拖动自动控制系统》(第四版)习题答案知识分享
《电力拖动自动控制系统》(第四版)习题答案n 《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/min ，要求静差率 s=2%，那么系统允许的稳态速降是 多少？解：系统允许的稳态速降∆n N = sn min (1 − s )= 0.02 ×100 (1 − 0.02) = 2.04(rmin )2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。
已知直流电动机 P N = 60kW ，U N = 220V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r min ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0.18Ω ，C e = 0.2V • min r ，求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ∆n N 为多少？（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s N 多少？ （3）额定负载下的转速降落 ∆n N 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。
解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落∆n N = I N R = 305 × 0.18= 274.5(r min )C e0.2 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率s N =N∆n N+ ∆n N = 274.5≈ 0.215 = 21.5% 1000 + 274.5 （3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落∆n N =n N sD (1 − s )= 1000 × 0.05 20 × (1 − 0.05)≈ 2.63(r min )UN 解：（1）C e =−IdRanN= 220 −12.5 ×1.5 = 0.1341V ⋅min/ r1500∆nop =RI NCe=12.5 ×(1.5 +1.0 +0.8)0.1341= 307.6r / min（2）∆n =n N s ≤ 1500×0.1 =8.33r / min cl D(1 −s) 20 × (1 −0.1)（3）∆nop307.6（4）闭环系统的开环放大系数为K =−1=−1= 35.93∆nclK8.3335.93运算放大器所需的放大倍数K p=Ksα / Ce==13.7735 ×0.01 / 0.1341解：R = 4.8Ω R s / R = 0.3125 <1 / 3图见 49 页2-12 有一晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机 P N = 2.8kW ，U N = 220V ， I N = 15.6 A ， n N = 1500 r min ， R a = 1.5Ω ，整流装置内阻 R rec = 1Ω ，电枢回路电抗器电阻 R L = 0.8Ω ， 触发整流环节的放大倍数 K s = 35 。
[修订]电力拖动自动控制系统--运动控制系统_第四版_复习题_考试题目 (1)
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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。
（√）8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。
（√）二选择题1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（ A）。
A ACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动B ACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动C ACR 放大转矩波动，ASR抑制电压波动D ACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动3与机组相比，相控整流方式的优点是（A 、B 、C 、D ），缺点是（ E 、F ）。
电力拖动自动控制系统--运动控制系统--第四版--模拟试题
一、选择题1．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．PD2．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3．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速4．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A．比例控制B．积分控制C．微分控制 D．比例微分控制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6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度A?A．越高B．越低C．不变D．不确定7．常用的数字滤波方法不包括A．算术平均值滤波B．中值滤波C．中值平均滤波D．几何平均值滤波8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括A．转速调节阶段B．电流上升阶段C．恒流升速阶段D．电流下降阶段10．三相全波整流电路的平均整流电压为2.34U2cosA．B．C．D．11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是A．饱和非线性控制B．转速超调C．准时间最优控制D．饱和线性控制12．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是A．降电压调速B．变极对数调速C．变压变频调速D．转子串电阻调速13．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是A．故障保护B．PWM生成C．电流调节D．转速调节16．比例微分的英文缩写是A．PI B．PD C．VR D．PID17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度18．下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速19．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越高,则系统的稳定精度A．越高B．越低C．不变D．不确定20．采用旋转编码器的数字测速方法不包括A．M法B．T法C．M/T法D．F法21．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR22．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23．笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好A．恒Er/ω1制B．恒控制C．恒控制D．恒控制24．SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波25．下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是A．高阶B．线性C．非线性D．强耦合26．在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，工作程序正确的是A．显示故障原因并报警——分析判断故障——封锁PWM输出——系统复位B．显示故障原因并报警——封锁PWM输出——分析判断故障——系统复位C．封锁PWM输出——分析判断故障——显示故障原因并报警——系统复位D．分析判断故障——显示故障原因并报警——封锁PWM输出——系统复位27．正弦波脉宽调制的英文缩写是A．PID B．PWM C．SPWM D．PD28．转速负反馈调速系统的静特性方程中K的表达式为(Kp*Ks*α)/CeA．B．C．D．29．采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于A．无静差调速系统B．有静差调速系统24．无静差直流调速系统的实质是调节器包含比例积分环节。
电力拖动与运动控制系统复习题
电⼒拖动与运动控制系统复习题⼀．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. 带电流截⽌负反馈的速度反馈调速系统是单闭环调速系统（√）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Uk的⼤⼩并⾮仅取决于速度给定值Ug的⼤⼩。
（√）8.临界截⽌电流应⼤于电动机额定电流（√）。
9.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）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.电流滞环控制器的滞环宽度越窄，则开关频率越⾼（√）12.电压源型转速开环恒压频⽐控制的异步电动机变压变频调速系统中，I*R补值，保证 U/f=常数。
（√）。
偿环节的作⽤是适当提⾼US13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.在⽮量控制系统中，通过转⼦磁链定向的⽬的是可以实现定⼦电流的转矩分量和励磁分量完全解耦。
（√）⼆．选择题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(B)越⼤ B. 越⼩ C. 不变 D.先⼤后⼩4．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(B) A．⽐例控制 B．积分控制C．微分控制 D．⽐例微分控制5．控制系统能够正常运⾏的⾸要条件是 (B)A.快速性B.稳定性C. 稳态误差⼩D.扰动⼩8．转速电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 A.9. 当静差率相同，带P调节的转速反馈系统⽐开环系统的调速范围⼤（）倍。
A. KB. 1+KC. 2D. 110. 双闭环直流调速系统的起动过程中不包括 (A)A. 转速调节阶段B.电流上升阶段C.恒流升速阶段D.电流下降阶段11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是 (C)A. 准时间最优控制B.饱和⾮线性控制 C．饱和线性控制 D．转速超调12. SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的 (A)A．正弦波 B．⽅波 C．等腰三⾓波 D．锯齿波14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是 (B)A．⾼阶 B．低阶 C．⾮线性 D．强耦合15. ⽐例微分的英⽂缩写是(B)A. PIB. PD C I D PID16. 调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准(C)A. 平均速度B. 最⾼速 C 最低速 D 理想空载速度17. 在理想空载转速下，带P调节的单闭环调速系统静差率为开环系统静差率的（）倍。
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考试题型及分数分配1 判断题（20分，10~20小题）范围广，2 选择题（20分，10~20小题）内容深，细节区分3 填空题（10分，10小题）4 设计题（10分，2小题）5 简述题（10分，2小题）6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算7 分析计算题（20分，3小题）直流调速系统一判断题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。
（√）二 选择题1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（ A ）。
A ACR 抑制电网电压波动，ASR 抑制转矩波动 B ACR 抑制转矩波动，ASR 抑制电压波动 C ACR 放大转矩波动，ASR 抑制电压波动 D ACR 放大电网电压波动，ASR 抑制转矩波动2桥式可逆PWM 变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压d U 等于（B ）。
A s on d U T t U ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1B s on d U T t U ⎪⎭⎫⎝⎛-=12 C s on d U T t U = D s on d U TtU 2=3与机组相比，相控整流方式的优点是（A 、B 、C 、D ），缺点是（ E 、F ）。
A 功率放大倍数小于1000倍B 可逆运行容易实现C 控制作用的快速性是毫秒级D 占地面积小，噪音小E 高次谐波丰富F 高速时功率因数低 4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ed n 越大C 调速范围D 越大 D 额定转速ed n 越大5当理想空载转速n 0相同时，闭环系统的静差率b s 与开环下的k s 之比为（ D ）。
A 1 B 0 （K 为开环放大倍数）C 1+KD 1/（1+K ） 6速度单闭环系统中，不能抑制（ D ）的扰动。
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7转速—电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后，发现原定正向与机械要求的正方向相反，需改变电机运行方向。
此时不应（ C ）。
A 调换磁场接线B 调换电枢接线C 同时调换磁埸和电枢接线D 同时调换磁埸和测速发电机接线 8一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（ C ）。
A 两个调节器都饱和B 两个调节器都不饱和C ST 饱和，LT 不饱和D ST 不饱和，LT 饱和 9α＝β配合控制有环流可逆调速系统的主回路中（D ）A 既有直流环流又有脉动环流B 有直流环流但无脉动环流C 既无直流环流又无脉动环流D 无直流环流但有脉动环流10普通逻辑无环流（既无推β又无准备）可逆调速系统中换向时待工作组投入工作时，电动机处于（ B ）状态。
Ａ 回馈制动 Ｂ 反接制动 Ｃ 能耗制动 Ｄ 自由停车11双闭环直流调速系统电流环调试时，如果励磁电源合闸，电枢回路亦同时通电，给定 由ACR 输入端加入且产生恒定的额定电流，则 （ ）。
（假定电机不带机械负载）Ａ 电机会稳定运转 Ｂ 电机不会运转 Ｃ 电机会加速到最高转速 Ｄ过流跳闸12速度单闭环系统中，不能抑制（ ）的扰动。
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13 α＝β配合控制有环流可逆调速系统的主回路采用反并联接线，除平波电抗器外，还需要（ ）个环流电抗器。
A 2B 3C 4D 114 转速PID 调节器的双闭环系统与转速PI 调节器的双闭环系统相比，（C ） A 抗负载干扰能力弱 B 动态速降增大C 恢复时间延长D 抗电网电压扰动能力增强 15 输入为零时输出也为零的调节器是A P 调节器B I 调节器C PI 调节器D PID 调节器 16 下列电动机哪个环节是比例惯性环节 A)s (n )s (U d B )s (I )s (U d C )s (E )s (U )s (I d d - D )s (I )s (I )s (E fz d -17 直流电动反并联晶闸管整流电源供电的可逆调速系统给定为零时，主要停车过程是A本桥逆变，回馈制动 B 它桥整流，反接制动C它桥逆变，回馈制动 D 自由停车18直流电动一组晶闸管整流电源供电的不可逆调速系统给定为零时，主要停车过程是A本桥逆变，回馈制动 B 它桥整流，反接制动C它桥逆变，回馈制动 D 自由停车三填空题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。
4 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。
5 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。
7 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。
8下图为单闭环转速控制系统。
(1)图中V是；(2)图中L d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L d 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；(7)整定额定转速1500转/分，对应8V ，应调节_RP2_电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。
四 分析与计算题1如下图，转速、电流双闭环调速系统中，ASR 、ACR 均采用PI 调节器。
已知参数：电动机：KW P N 7.3=，V U N 220=，A I N 20=，min /1000r n N =，电枢回路总电阻Ω=5.1R ，设V U U im nm10**==，电枢回路最大电流为A I dm 30=，电力电子变换器的放大系数40=s K 。
试求：（1） 电流反馈系数β和转速反馈系数α；（5分）（2） 突增负载后又进入稳定运行状态，则ACR 的输出电压c U 、变流装置输出电压d U ，电动机转速n ，较之负载变化前是增加、减少，还是不变？为什么？（5分）（3） 如果速度给定*n U 不变时，要改变系统的转速，可调节什么参数？（5分）（4） 若要改变系统起动电流应调节什么参数？此时，设*n U 为正电压信号，在右图ASR 中应调节中哪个电位器？（5分）（5） 当电动机在最高转速发生堵转时 的c i i d U U U U ,,,*值；（10分）解：(1)1000110001003330**n nm m *im dm U U .V /rpmn n U .V /AI αβ=======评分标准：各2.5分，公式对数值结果错扣1分，量纲错扣0.5分，公式错不给分。
(2)cn c U U K U K RI U C K R I n C U I T n c s d s dL n e s L e c dLL ==↑=↑→+=+=↑→↑→,**(3) 因为,,**ααnn nU n n U U ===所以调节α可以改变转速n 。
(4)因为d i i I U U β==*，起动时转速调节器ASR 饱和，输出限幅值dm imI U β=*，所以改变ASR 限幅值可以改变起动电流dm I ，*n U 为正时，起动时ASR 输出为负，所以应调节5RP 来改变起动电流。
不能改变电流反馈系数，因为它还影响电流环的动特性。
(5)dm c 10010I R 30 1.545V,3015U 11340*n n **n n i i d d e d dl s s s U U nU V ,U V ,|U ||U |V ,U U C n I R I R ..V K K K α========⨯=+⨯=====评分标准：分析出起动ASR 饱和，结果全对，满分；没有分析出起动ASR 饱和，没写公式扣3分，其它扣4-5分。
2双闭环调速系统中如反馈断线会出现什么情况，正反馈会出什么情况？答：反馈断线后，0=n U ，ASR 饱和，输出为限幅值，转速环开环，相当于堵转，电流给定为ASR 的输出最大值，电流闭环，按最大电流值恒流加速，转速上升，但由于转速反馈断线，触发移相控制电压增大到极限，触发角最小移至m in α，转速达到最高值。
edl d e dl d C R I U C R I U n ∑∑-=-=min 0cos α，同样，正反馈时，也是一样。