电力拖动自动控制系统习题集附带答案
精选电力拖动自动控制系统习题集附带答案
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 ．PD 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 ．变压变频调速根据能量转换的角度看，把调速系统分为三类第一类：转差功率消耗型，包括将电压调速，转差离合器调速，转子串电阻调速 第二类：转差功率馈送型，包括串级调速，双馈电动机调速 第三类：转差功率不变型，包括变极调速，变频变压调速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 ．比例微分控制积分控制可以使系统在无警察的情况下保持恒速运行，实现无静差调速 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 ．准确性控制系统正常工作，稳定性是首要条件。
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 ．越高B ．越低C ．不变D ．不确定截止频率与相角裕度对应，截止频率越高，系统响应变快，但稳定性变差。
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 ．ACRB ．AVRC ．ASRD ．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A ．20.9cos U αB ．21.17cos U αC ．22.34cos U αD ．21.35cos U α 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 ．PIB ．PDC ．VRD ．PID 17．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 ．ACRB ．AVRC ．ASRD ．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1sU ω控制 B ．恒1rE ω控制 C ．恒1gE ω控制 D ．恒1sE ω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 ．PIDB ．PWMC ．SPWMD ．PD28．转速负反馈调速系统的静特性方程中K 的表达式为A ．s eK K C α=B ．p s eK K K C =C ．p s K K K α=D ．p s eK K K C α=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C ．双闭环调速系统D ．交流调速系统30．异步电动机数学模型的组成不包括A ．电压方程B ．磁链方程C ．转矩方程D ．外部扰动二、填空题1．常用的可控直流电源有 晶闸管整流器 、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。
《电力拖动自动控制系统》标准答案
《电力拖动自动控制系统》A卷答案2010年11月一、填空（20分，每空1分）1、变电压调速是直流调速系统用的主要方法。
一般调速系统对转速的控制有三个基本要求，即:调速、稳速、加、减速。
2、一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所提静差率要求的转速可调范围。
3、由一组晶闸管装置供电的单闭环和多环调速系统中，电机都是沿着单方向旋转。
在可逆调速系统中，对电机的最基本要求是能改变其旋转方向。
电机系统可通过两种方式实现可逆调速，即:电枢反接可逆线路和励磁反接可逆线路。
4、双闭环调速系统具有良好的稳态和动态性能。
然而，其动态性能的不足之处就是转. 速必然超调,而且抗扰性能的提高也受到一定的限制，解决这个问题的有效办法就是在转速调节器上引入转速微分负反馈。
5、位置随动系统要控制的量是控制对象的角位移或线位移。
它的任务是实现执行机构对位置指令的准确跟踪。
6自动控制系统动态性能指标包括跟随性能指标和抗扰性能指标两类。
⑴跟随性能指标有：①上升时间t r、②超调量、③调节时间t? 三项指标。
二、判断（10分，每小题1分）1、转速闭环控制系统是按被调量的偏差进行控制的系统。
只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。
（V）2、转速闭环调速系统的反馈控制开环放大系数K越大，系统的稳态性能就越好。
（V）3、反馈闭环系统具有良好的抗扰性能，它对于被负反馈环包围的前向通道上的一切扰动作用都能有效加以抑制，但对给定作用的变化是绝对服从。
（V ）4、控制系统的精度取决于反馈环节的结构，而与给定稳压电源及反馈量检测元件无关。
（x ）5、转速、电流双闭环调速系统是通过设置转速和电流负反馈调节器，使二者之间实行并联，从而达到稳定转速的。
（X ）6由一组晶闸管装置供电的单闭环和多环调速系统中，电机是能够实现可逆调速的。
在可逆调速系统中，对电机的最基本要求是能改变其旋转方向。
（x ）7、由于全控型电力电子器件的问世，出现了直流脉冲宽度调制（PWM）型的调速系统这种系统适用于各种功率的调速系统8、位置随动系统中的位置指令(给定量)和被控量一样都是指生产机械的转速。
电力拖动自动控制系统试题及答案(精)
一、选择题(每小题2分，2×10=20分1、在伯德图上，截止频率越高,则系统的(.A、稳定性越好B、快速性越好C、稳态精度越高2、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3、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Us/w1控制B、恒Eg/w1控制C、恒Er/w1控制4、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程主要阶段是(.A、本组逆变阶段B、它组反接制动阶段C、它组逆变阶段5、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程,本组逆变阶段的能量流向为（。
A、电网到电动机B、电动机到电网C、平波电抗器到电网6、逻辑控制无环流可逆系统中,下面不能作为逻辑控制环节输入信号的是（。
A、“零电流检测”信号U i0B、“转矩极性鉴别”信号U i*C、转速给定信号U n＊7、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程，正组VF由整流状态进入本组逆变阶段时，反组VR的工作状态变化为（.A、待逆变状态变为待整流B、待逆变状态变为整流C、待逆变状态变为逆变8、采用准PI调节器的目的是(.A、提高系统增益B、减小高频干扰C、抑制运算放大器零点漂移9、在转速、电流双闭环调速系统带额定负载启动过程中,转速n达到峰值时，电枢电流值为（A、I d=0B、I d=I dLC、I d=I dm10、在转速、电流双闭环调速系统中,以下哪一项影响最大电流I dm的设计(.A、运算放大器B、稳压电源C、电动机允许的过载能力二、填空题(每小题2分，2×5=10分1、转速、电流双闭环直流调速系统中,电流调节器输出限幅的作用是。
2、直流调速系统的稳态性能指标有、。
3、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,ASR 的输出量取决于。
4、异步电动机的动态模型由电压方程、磁链方程、______和______组成.5、异步电动机动态数学模型的性质是一个______、______、强耦合的多变量系统。
电力拖动自动控制系统试卷及答案
一、填空题(每空1分，共25分）1．常用的可控直流电源有___________、___________、___________2．调速系统的稳态性能指标包括___________和___________3．反馈控制系统的作用是：___________，___________4．当电流连续时，改变控制角,V-M系统可以得到一组___________机械特性曲线。
5．常见的调速系统中，在基速以下按___________，在基速以上按___________6．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟___________和对扰动输入信号的___________7．电流截止负反馈的作用是___________8．静态环流可以分为___________和___________9．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的___________和对扰动输入信号的___________。
10．PWM变换器可以通过调节___________来调节输出电压。
11．PWM逆变器根据电源类型不同可以分为___________和___________12．转速单闭环直流控制系统可以通过引入___________控制以提高系统动态性能.13．转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历___________、___________、___________三种情况。
14．交流调速的基本类型中最好的一种节能省力型调速方案是___________二、选择题（每题1分,共20分)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．PD 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．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．PID 17．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法三、简答题（每题5分，共10分）1、PID控制器各环节的作用是什么？2、在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还会给定电源和测速发动机精度的影响?并说明理由。
电力拖动自动控制系统习题集及解答
电力拖动自动控制系统习题集及解答（内部参考资料）支长义编郑州大学电气工程学院第一章 习题集及解答1－1、改变给定电压是否能够改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调整反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速机励磁发生变化，系统有没有克服这种扰动的能力？解：不管开环或是闭环调速系统，转速对给定是惟命是从的，所以*n U 变必然导致n 变。
对于有静差系统：)1()1(*K C R I K C U K K n e d e ns p +-+=分压比的变化即α的变化→K 的变化，在*n U 不变时，n 必然变化，（或者n U nα≈*→α*nU n =,α变→n 变），测速机的励磁变化等效于α的变化，所以n 不必然变化，故系统没有克服这种扰动的能力。
1－2、某调速系统的调速范围是1500～150rpm ，要求是S=2%,那么，系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的100=∆op n ,则开环系统的开环节放大倍数应有多大？ 解：由)1(s n s n D n o m -∆=知：闭环允许的速降为rpm 398.01002.01500≈⨯⨯≤,如果开环100=∆op n ，则闭环系统的开环放大倍数应大于等于：3.32131001=-=-∆∆=clop n n K 。
1－3、有一V-M 调速系统，电动机参数为nom P =2.5KW,nom U =220V ，nom I =15A ，nom n =1500rpm,a R =2Ω,整流装有臵内阻为：rec R =1Ω,s K =30,要求：D =20，S =10%。
试求：1、计算开环系统的稳态速降和调速系统允许的稳态速降。
2、画出转速负反馈系统的稳态结构。
3、当*n U ＝20V 时，n ＝1000rpm,则转速反馈系数应为多少？4、系统开环放大系数是多少？比例放大器放大倍数是多少？5、若主电路电压L=60mH,2GD =1.8,2Nm 整流电路为三相零式，则满足D 、S 的转速负反馈系统能否稳定运行？为了保证稳定，允许最大的开环放大倍数是多少？6、如果增设电流截止环节，要求dl I ≤2nom I ,dcr I ≤1.2nom I ,s R =?,com U =?若要求电流反馈电阻),(31a rec s R R R +⨯≤如果做不到，须增加电流放大器，试计算电流反馈放大倍数if K ，com U 和s R 各为多少？画出系统的原理图和静态结构图。
《电力拖动自动控制系统》习题答案1
数应有多大？
2%s≤
解 因为
0minNNNnnsnnnΔΔ==
+Δ
所以
min1500.023.06/min110.02Nnsnrs×Δ===
..
因为
1opclnnKΔΔ=
，941000/minNIAr==N，n0.15aR=Ω，整流装置内阻0.3recR=Ω，触发整流环节
的放大倍数。最大给定电压，当主电路电流达到最大值时，整定电流
反馈电压
40sK=15nmU.=
10imUV=
设计指标：要求系统满足调速范围D=20，静差率10%s≤，1.5dblNII=，。1.1dcrNII=。
试画出系统的静态结构框图，并计算：
（1） 转速反馈系数α。
（2） 调节器放大系数。 pK
（3） 电阻1R的数值。（放大器输入电阻020Rk=Ω）
（4） 电阻2R的数值和稳压管VS的击穿电压值。
解：（1）转速负反馈系数α应该是
150.0151000nnNUUnnα..
3流通，产生能耗制动作用。在＜Ｔ+时，关断，
2VTTt≤ont2VTdi.沿回路4经续流，向
电源回馈制动，与此同时，两端压降钳住使它不能导通。在制动状态中，和
轮流导通，而始终是关断的。
1VD1VD1VT2VT1VT1VT
在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在关断后经续流时，还没有达到
，若要求系统的静差率由10%减少到5%，则系统的开环增益将如何变
化？
240/minNopnrΔ=
解； 当s=10%时，8.33/min20NNnsnrD×Δ===
电力拖动自动控制系统课后答案
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)nn s n 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 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*8.8uU 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》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.ACRB.AVRC.ASRD.ATR2.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）。
A.交流互感器B.直流互感器C.霍尔元件10.在有环流可逆系统中，若正组晶闸管处于整流状态，则反组晶闸管必然处在（A）。
A.待逆变状态B.逆变状态C.待整流状态11.带有电流截止负反馈环节的调速系统，为使电流截止负反馈参与调节后机械特性曲线下垂段更陡一些，应把反馈取样电阻的阻值选得（A）。
电力拖动自动控制系统运动控制系统第五版课后练习题含答案
电力拖动自动控制系统运动控制系统第五版课后练习题含答
案
一、单选题
1.答案：A
2.答案：B
3.答案：D
4.答案：A
5.答案：B
6.答案：C
7.答案：D
8.答案：B
9.答案：A
10.答案：C
二、多选题
1.答案：ABD
2.答案：ACD
3.答案：AD
4.答案：ABC
5.答案：ABCD
三、判断题
1.答案：正确
2.答案：错误
3.答案：正确
4.答案：错误
5.答案：错误
四、简述题
1.答案：
运动控制系统是指一种能够对运动进行控制和调节的系统。
它主要由控制单元、执行机构和传感器三部分组成。
其中，控制单元可用PLC或电脑实现，执行机构可以是电动机、液压机、气动机等，传感器则负责感知物体的位置、速度等信息，并将这些信息反馈给控制单元。
2.答案：
电力拖动自动控制系统主要由电动机、变频器、PLC等组成。
其中，电动机作
为执行机构，通过变频器调节电机的转速和转矩；PLC则作为控制单元，利用编程
对电机进行精确的控制和调节，以实现系统所要求的功能。
五、计算题
1.答案：500转/分
2.答案：1000N
3.答案：50N·m
4.答案：12.5次/min
5.答案：750W
以上为本次课后练习题的答案，希望大家认真做好每一道题，提升自身的运动控制能力。
电力拖动自动控制系统课后习题答案{全,内含两份,阮毅,陈伯时}
电力拖动自动控制系统课后习题答案{全，内含两份，二无一失}——运动控制系统第四版{上海大学阮毅陈伯时}1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能？答：PWM 开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，动态 响应快，动态抗扰能力强。
1-2试分析有制动通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的？答：制动时，由于1g U 的脉冲变窄而导致d i 反向时，U g2变正，于是VT 2导通，VT 2导通，VT 1关断。
1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么关系？为什么脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了？ 答：生产机械要求电动机提供的最高转速max n 和最低转速min n 之比叫做调速范围，用字母D 表示，即：m inm axn n D =负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速min0n 之比，称为系统的静差率S,即：min0n n s N∆=调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：由于在一定的N n 下，D 越大，m in n 越小N n ∆又一定，则S 变大。
所以，如果不考虑D ，则S 的调节也就会容易，1-4．某一调速系统，测得的最高转速特性为m in /1500max 0r n =，最低转速特性为m in /150min 0r n =，带额定负载的速度降落m in /15r n N =∆，且不同转速下额定速降N n ∆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大？解1-5闭环调速系统的调速范围是1500----150r/min ，要求系统的静差S<=2%,那末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大？1，min /06.3%)21(10%21500)1(101501500min max r S D S n n n n D N =-⨯≤-=∆===则 2，7.31106.31001=-≥+=∆∆K K n n clop 则 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他提高到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？同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速min /1500r n =，开环转速降落min /240r n Nop =∆，若要求静差率由10%减少到5%则系统的开环增益将如何变化？解：原系统在调速范围D=20，最小转速为：min /75201500max min r D n n ===， 原系统在范围D=20，静差率为10%时，开环增益为： 静差率10%时原系统的开环增益为：1-8转速单环调速系统有那些特点？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，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速？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）闭环调速系统可以比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围。
电力拖动自动控制系统习题集及解答
第二章 习题集及解答2-1、某可控硅供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：V U nom 220=，A I nom 136=，rpm n nom 1460=，Ra ＝0.2Ω，5.1=λ，40=s K ，电枢回路总电阻Ω=5.0R ，平波电抗器mH L 15=，2264.22Nm GD =，调节器的限幅值为10V ，V U n 10*max =，反馈滤波时间常数S T oi 002.0=，S T on 01.0=。
设计要求：稳态指标：无静差。
动态指标：电流超调量%5%≤i σ，起动额定转速时的转速超调量%10%≤n σ。
解：电流环设计：rpm V n I R U C nomnoma nom e /132.0=-=。
三相桥式可控硅整流装置的滞后时间常数：S T s 0017.0=min/.007.0146010/05.0136*5.110*5.1101018.030*375,03.0*max 22r V n U A V I I SC R GD T S R L T nom n nom dm e m l ===========αβπ 电流环的小时间常数：S T T T oi s i 0037.0002.00017.0=+=+=∑，1011.80037.003.0<==∑i l T T ，因此可按典型I 型系统设计，选电流调节器为PI 调节器，其传递函数为：SS K i i iττ1+ 选S T l i 03.0==τ，因为要求%5%≤i σ取5.0=∑i I T K 因此11.1350037.0*2121-∑===S T K i I1.0345.005.0*40*0037.0*22===∑R K T K s i i β 校验条件：11.135-==S K I ci ω11960017.0*3131-==≤S T s ci ω满足条件 182.4003.0*18.01313-==≥S T T l m ci ω满足条件 18.180002.0*0017.0131131-==≤S T T oi s ci ω满足条件电流调节器的参数：取R0=40K Ω，R0=K i R0=41.36K Ω，SS 0296.0103.0034.1+f R C iii μτ74.01==∴，取0.75μff R T C oi oi μ2.0104002.04430=⨯⨯==按上述指标设计：%5%3.4%≤=i σ，满足设计要求。
电力拖动自动控制系统习题集及解答说课讲解
电力拖动自动控制系统习题集及解答电力拖动自动控制系统习题集及解答（内部参考资料）支长义编郑州大学电气工程学院第一章习题集及解答1－1、改变给定电压是否能够改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调整反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速机励磁发生变化，系统有没有克服这种扰动的能力？解：不管开环或是闭环调速系统，转速对给定是惟命是从的，所以*n U 变必然导致n 变。
对于有静差系统：)1()1(*K C RI K C U K K n e d e ns p +-+=分压比的变化即α的变化→K 的变化，在*n U不变时，n 必然变化，（或者n Unα≈*→α*nU n =,α变→n 变），测速机的励磁变化等效于α的变化，所以n 不必然变化，故系统没有克服这种扰动的能力。
1－2、某调速系统的调速范围是1500～150rpm ，要求是S=2%,那么，系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的100=∆op n ,则开环系统的开环节放大倍数应有多大？ 解：由)1(s n s n D nom -∆=知：闭环允许的速降为rpm 398.01002.01500≈⨯⨯≤,如果开环100=∆op n ，则闭环系统的开环放大倍数应大于等于：3.32131001=-=-∆∆=clop n n K 。
1－3、有一V-M 调速系统，电动机参数为nom P =2.5KW,nom U =220V ，nom I =15A ，nom n =1500rpm,a R =2Ω,整流装有置内阻为：rec R =1Ω,s K =30,要求：D =20，S =10%。
试求：1、计算开环系统的稳态速降和调速系统允许的稳态速降。
2、画出转速负反馈系统的稳态结构。
3、当*n U ＝20V 时，n ＝1000rpm,则转速反馈系数应为多少？4、系统开环放大系数是多少？比例放大器放大倍数是多少？5、若主电路电压L=60mH,2GD =1.8,2Nm 整流电路为三相零式，则满足D 、S 的转速负反馈系统能否稳定运行？为了保证稳定，允许最大的开环放大倍数是多少？6、如果增设电流截止环节，要求dl I ≤2nom I ,dcr I ≤1.2nom I ,s R =?,com U =?若要求电流反馈电阻),(31a rec s R R R +⨯≤如果做不到，须增加电流放大器，试计算电流反馈放大倍数if K ，com U 和s R 各为多少？画出系统的原理图和静态结构图。
《电力拖动自动控制系统》参考答案
《电力拖动自动控制系统》参考答案：第一章一、填空题：1.答案：静止可控整流器直流斩波器2.答案：调速范围静差率.3.答案：恒转矩、恒功率4.答案：脉冲宽度调制二、判断题：答案：1.×、2. √、三、问答题：1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩T L的关系。
1.阻转矩负载特性；2.位转矩负载特性；3.转矩随转速变化而改变的负载特性，通风机型、恒功率、转矩与转速成比例；4.转矩随位置变化的负载特性。
2.答案：放大器的放大系数K p，供电电网电压，参数变化时系统有调节作用。
电压负反馈系统实际上只是一个自动调压系统，只有被反馈环包围部分参数变化时有调节作用。
3.答案：U d减少，转速n不变、U d增加。
4.答案：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围。
当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之比，称作转差率。
静态速降值一定，如果对静差率要求越严，值越小时，允许的调速范围就越小。
5.答案：反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
系统能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。
但完全服从给定作用。
反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
可见，测速发电机的励磁量发生变化时，系统无能为力。
6.答案：采用比例积分调节器的闭环调速系统是无静差调速系统。
积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，原因是积分调节器的输出包含了输入偏差量的全部历史。
可以实现无静差调速。
四、计算题：1.答案：开环系统的稳态速降：354.33r/min；满足调速要求所允许的稳态速降：8.33r/min；闭环系统的开环放大系数：41.542.答案：42.5N•M，3.41N•M3.答案：T=62.92N•M，n=920r/min，cosФ=0.784.答案：α=0。
时n0=2119r/min, α=30。
时n0=1824r/min，α=31.1。
《电力拖动自动控制系统》答案(全)
1 1 R (1.2 1.5) 0.9 可选 0.5 欧姆 3 3
电流反馈放大系数： K fi
Rs Rs
'
'
1.5 3 0.5
新的比较电压： U com I dcr Rs 15Rs 15 0.5 8.5V 所以加上的电流反馈放大器的放大倍数为 3
１ － １ ２
得： I dbl
* (U n U com ) 15 15RS (1 43)； 25 Rs RS
Rs 1.46 1.5 U c o m I d c r Rs 15Rs 15 1.5 22.5V
系统的原理图和静态结构图 (给它画出图)
（2）显然采样电阻大于主电路 2.7*1/3 倍，所以增加电流反馈放大器后： 新的采样电阻： Rs
I dcr 1.2I N 1.2 12.5 15 A
则 U com I dcr Rs K s (U n U com )
R K p K s Rs
(1 42)
0
25
11.6 35(15 15Rs ) (由 1 42式）也可（由 1 43）式 (1.2 1.5) 11.6 35 Rs
多少？ （３） 计算放大器所需的放大倍数。
解： （１）电动机的电动势系数 Ce
U N I N Ra 220 12.5 1.2 0.1367V min/ r nN 1500
开环系统静态速降 nop
RI dN 12.5 (1.2 1.5) 246.9r / min Ce 0.1367
K 1则K 100 1 31.7 3.06
2，
《电力拖动自动控制系统》习题解答(前三章)
《电力拖动自动控制系统》部分习题解答第一章1. 什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系?怎样才能扩大调速范围？ 答：①调速范围--电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速max n 与最低转速min n 之比叫做调速范围，用D 表示，即min max n nD =②静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速0n 之比，称作静差率S ，即0N n nS ∆=③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为)1(s n s n D N N -∆=④采用闭环控制方式，使转速降落N n ∆能够大幅度下降，才能保证在静差率S 不变的前提下扩大调速范围。
2. 某一调速系统，测得的最高转速特性为n 0max ＝1500 r/min,带额定负载时的速降N n ∆＝15 r/min,最低速特性为n 0min ＝100 r/min ，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少?解：已知N n ∆＝15 r/min ，有n max ＝n 0max －N n ∆＝1500 r/min －15 r/min ＝1485 r/min n min ＝n 0min －N n ∆＝100 r/min －15 r/min ＝85 r/min 于是调速范围47.17851585minmax ===n n D 静差率%15%10010015%100min0=⨯=⨯∆=n n s N答:系统能达到的调速范围是17.47；允许的静差率是15％。
3。
为什么加负载后直流电动机的转速会降低,它的实质是什么?答:当负载电流增大后，电枢电阻上压降增大,使E 减小,导致转速n 必然下降。
实质是电枢电阻的存在导致压降增大.4. 某调速系统的调速范围是1500 ～ 150 r/min ，要求静差率为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100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有多大?解:①已知101501500==D ，又)1(s n s n D N N -∆=06.3)02.01(1002.01500)1(N N =-⨯=-=∆s D s n n r/min也可以这样计算n n n n n s NNN ∆+∆=∆=min 0 m in r/06.302.0102.01501min N =-⨯=-=∆s s n n ②因为 K1op cl +∆=∆n n所以 68.31106.31001K clop =-=-∆∆=n n答：要求静差率为s ＝2%时,系统允许的静态速降是3。
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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 .变压变频调速根据能量转换的角度看，把调速系统分为三类第一类：转差功率消耗型，包括将电压调速，转差离合器调速，转子串电阻调速第二类：转差功率馈送型，包括串级调速，双馈电动机调速第三类：转差功率不变型，包括变极调速，变频变压调速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.比例微分控制积分控制可以使系统在无警察的情况下保持恒速运行，实现无静差调速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.准确性控制系统正常工作，稳定性是首要条件。
6. 在定性的分析闭环系统性能时，截止频率a越低，则系统的稳定精度A .越高B .越低C.不变D.不确定截止频率与相角裕度对应，截止频率越高，系统响应变快，但稳定性变差。
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. ACRB. AVRC. ASRD. ATR9. 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A. 0.9U 2cosB. 1.17U 2cosC . 2.34U 2 cosD . 1.35U 2 cos11. 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 . PIB . PDC . VRD . 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 oc 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 . ACRB . AVRC . ASRD . 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, 最好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一一封锁 PWM 输出一一分析判断故障一一系统复位C. 封锁PWM 输出一一分析判断故障一一显示故障原因并报警一一系统复位D .分析判断故障一一显示故障原因并报警一一封锁 PWM 输出一一系统复位 27 .正弦波脉宽调制的英文缩写是A . PIDB . PWMC . SPWMD . PD28 .转速负反馈调速系统的静特性方程中 K 的表达式为A . KB . K 空1C . K K p K sD . K KpKs C e C e C e29 .采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于F 列哪种方式控制性能 D .恒A .恒控制B .恒 控制C .恒 控制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30 .异步电动机数学模型的组成不包括A •电压方程B •磁链方程C •转矩方程D •外部扰动二、填空题1 •常用的可控直流电源有晶闸管整流器、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。
2 •调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。
3 •反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
4•当电流连续时，改变控制角，V —M系统可以得到一族平行的机械特性曲线。
5 •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。
6 •自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性指标。
7 •电力牵引设备上最先进的可控直流电源是V-M可逆直流调速系统。
8. SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。
9•常见的转速检测装置有测速发电机、旋转编码器、电磁脉冲测速器等。
10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。
11. 常用的可控直流电源有旋转变流机组、晶闸管可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。
12. 电流截止负反馈的作用是解决启动和堵转时电流过大的问题。
13. 负反馈的作用是稳定输出。
14. 静态环流可以分为直流平均环流和瞬时脉动环流。
15. 自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标。
16. PWM变换器可以通过调节占空比来调节输出电压。
17. SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。
18. PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和电流型。
19. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。
20. 转速单闭环直流控制系统可以通过引入电流环控制以提高系统动态性能。
21. 转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历不饱和、饱和、退饱和三种情况。
22. 交流调速的基本类型中最好的一种节能省力型调速方案是变压变频调速。
23. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。
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。
25. 比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点，比例部分能迅速响应控制作用。
26. 转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历不饱和、饱和、退饱和三种情况。
27. 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。
28. 电流调节器可以对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
三、名词解释题1. V —M系统：晶闸管-电动机可逆直流调速系统2. 串级调速：在异步电动机在低于同步转速下做电动运行的双馈调速3. 静差率：负载由理想空载增加到额定负载时候所对应的转速降落△n与理想空载转速之比，称为静差率。
：转速调节器5.测速方法的分辨率：改变一个数值所对应的转速变化量，当转速有n2变为n1 时，计数记录值增量为1，则测速分辨率为n2-n16．PWM ：脉宽调制7. 直接转矩控制：DTC通过控制马达的转矩来控制转速的目的。
8. 调速范围：生产机械要求系统能提供的最高转速与最低转速之比称为调速范围：电流调节器10. 测速误差率：测量值与实际值之差与实际值得比值称为测速误差率四、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？直流调速系统中，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，有两个产生原因，直流平均环流和瞬时脉动环流两个方面。
2. 在变频调速时，为什么必须要进行电压、频率协调控制？获得恒定的磁通，防止磁通饱和。
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？可以调速，相当于转速开环。
此时电机的最高转速受系统设定的电压饱和点影响。
4. 什么叫同步调制？什么叫异步调制？它们各有什么优缺点？PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为载波比N，如果调制过程中N 不等于常数，则为异步调制，当N 等于常数，则为同步调制。
异步模式不适用于高频信号，希望采用较高的载波频率。
同步模式不适用于低频信号调制，希望载波比N 为奇数。
5. 电流截止负反馈起到什么作用的，其工作原理是什么？发生堵转或者过载时，限制电枢电流的最大值，提高系统的稳定性。
原理是监控电机的电枢电流，然后将此信号与设定的截止点作为比较，最终信号作为负反馈引入到速度给定端。
6. 双闭环直流调速系统的启动过程有什么特点？饱和非线性，速度环经过非饱和，饱和、退饱和三个阶段转速超调。
准时间最优原则。
7. 常用的数字滤波方法有哪几种？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？电网电压波动，引起转速降落可以调节放大器的放大倍数，引起转速变动，可以调节电动机磁通，电压反馈系数，电枢电阻都在转速环内，系统都可以调节。
9. 有环流可逆系统和无环流可逆系统相比较，有何优缺点？有环流系统，反向快，过渡平滑，但需要专门设计环流电抗器无环流系统，不需要设计环流电抗器，但是保留平波电抗器10. 什么是静态环流？什么是动态环流？静态环流是：不流过负载，而在两组晶闸管之间流过的短路电流称为静态环流， 包括直流平均环流和瞬时脉动环流动态环流是：在VM 调速系统中，过渡过程中可能出现动态环流，由于滞后效应 带来的环流，称为动态环流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？转速调节器的作用：作为主给定，如果采用PI 调节器，可以实现无静差。
其整定值限定系统的最大电流 对负载的变化起抗扰作用加 电流调节器的作用 内环调节器，使电流紧紧跟随电压调节器的输出对电网电压的波动起抗扰作用保证获得电动机运行的最大电流，加快动态过程当电动机堵转或者过载时，限制电枢上的最大电流，快速自动保护，当故障消时，又快速自动回复正常。