运动控制系统习题解答
运动控制系统习题答案
第一章 习题答案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 ax n 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min 0n 之比，称为系统的静差率S,即：m in0n n s N ∆= 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：)1(s n s n D N N -∆= 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大？解1115150151500min 0max 0min max =--=∆-∆-==N N n n n n n n D%1015015min 0==∆=n n s 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 cl op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8 r/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？min /4813011511/1/11;;30;151********21121r n K K n n n K K n n K n K K K cl cl cl cl cl cl ≈⨯++=∆++=∆∆∆=++∆∆→∆→==）（）成反比，则（与开环放大倍数加同样负载扰动的条件下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94.111513011/1/112122121≈++=++==++K K D D D D K K cl cl cl cl ）（）（ 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：8.27133.82401min /5.31111=-=-∆∆=→=+∆=∆cl NopNopcl n n K r K n n 静差率10%时原系统的开环增益为：76.598.2776.59%522增加到将从所以系统的开环增益时，同理可得当K K s ==min /33.8%1075min min 0r n n n n n n n n cl clcl cl cl cl =∆=∆+∆=∆+∆=∆则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。
运动控制系统思考题和课后习题答案
电力拖动自动控制系统-运动控制系统（阮毅陈伯时）课后答案包括思考题和课后习题第2章2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。
特点略。
2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。
答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：脉动直流电压。
2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能？答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。
其中直流 PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。
因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。
2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。
电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。
2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？答：为电动机提供续流通道。
若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。
2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？答：不是。
因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。
运动控制系统课后答案
习题解答（供参考）习题二系统的调速范围是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 。
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， 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 15015135Nn n n =-∆=-=max min148513511D n n ===2) 静差率 01515010%N s n n =∆==直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=Ω。
相控整流器内阻Rrec=Ω。
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 rpm ∆==⨯+=[(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1ND n S n s =∆-=⨯⨯-=[(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33ND n S n s =∆-=⨯⨯-=某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。
已知直流电动机，主电路总电阻R=Ω,Ce=•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Nn ∆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 ∆=-=⨯⨯=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=。
运动控制系统答案
一．填空（20’）1. 调速范围 静差率2. 电流反馈环 抗负载扰动 抗电网电压扰动3. M 法测速 T 法测速 M/T 法测速4. 位置式 增量式5. 变压变频调速系统 转差频率控制系统6. 开关损耗较小 谐波分量较小 零矢量集中的实现方法 零矢量分布的实现方法7. 强耦合 矢量控制 直接转矩控制8. 产生的磁动势相等 变换前后的功率相等二．简答（20’）1. 答：根据运动控制系统的运动方程式 m e Ld J T T dt ω=-mm d dtθω=可知，要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的电磁转矩，使转速变化率按人们期望的规律变化。
因此，转矩控制是运动控制的根本问题。
但是e T 检测起来非常不容易，即使可以检测，成本也非常高，但是相比之下转速检测起来就非常容易，因此，在实际应用过程中采用的是转速控制。
2. 答：（1）只有比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的。
(1)dcl e RI n C K ∆=+只有 K = ∞，才能使cl n ∆ = 0，而这是不可能的。
过大的K 值也会导致系统的不稳定。
（2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定 。
一方面能够有效地抑制一切被包含在负反馈环内前向通道上的扰动作用； 另一方面则能紧紧跟随着给定作用，对给定信号的任何变化都是唯命是从。
（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。
反馈控制系统无法鉴别是给定信号的正常调节还是外界的电压波动。
反馈通道上有一个测速反馈系数，它同样存在着因扰动而发生的波动，由于它不是在被反馈环包围的前向通道上，因此也不能被抑制。
3. 答： 低频时，定子电阻和漏磁感抗压降所占的份量比较显著，可以人为地把定子电压抬高一些，以便近似地补偿定子阻抗压降，称作低频补偿，也可称作低频转矩提升。
基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点，但负载的变化将导致磁通的改变，因此采用定子电流补偿控制，根据定子电流的大小改变定子电压，可保持磁通恒定，从而解决了负载改变的扰动问题。
运动控制系统-课后习题答案
运动控制系统 课后习题答案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2.04rpm2.3 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 minD 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 rpm ∆==⨯+=[(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =∆-=⨯⨯-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =∆-=⨯⨯-=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。
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》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。
电力传动控制系统——运动控制系统(习题解答)
运动控制系统的基本原理
运动控制系统的定义和组成 运动控制系统的基本功能 运动控制系统的基本原理 运动控制系统的分类和应用
04
电力传动控制系统 的应用
工业自动化领域的应用
电机驱动控制： 电力传动控制系 统可应用于工业 自动化领域的电 机驱动控制，实 现电机的高效、 精确控制，提高 生产效率和产品 质量。
• 运动控制系统的基本组成：如上所述，运动控制系统通常由控制器、驱动器、执行器、传感器等组成。
• 运动控制系统的基本原理：在运动控制系统中，控制器根据输入的指令和传感器的反馈信号，计算出控制指令并输 出给驱动器；驱动器则将控制指令转换为电信号，驱动执行器运动；执行器将电信号转换为机械运动；传感器则检 测执行器的位置、速度等运动参数，并将检测结果反馈给控制器。通过这样的循环过程，实现机械系统的精确运动 控制。
• 运动控制系统的基本概念
• 运动控制系统的作用：运动控制系统是实现各种运动控制任务的关键设备，如数控机床、机器人、自动化生产线等 都需要运动控制系统来驱动其运动。
• 运动控制系统的分类：根据不同的分类标准，运动控制系统可以分为不同的类型。如按照控制方式可以分为开环控 制和闭环控制；按照控制精度可以分为普通运动控制系统和精密运动控制系统等。
火箭发射和姿态控制：电力传动控制系统用于火箭发射和姿态控制，确保火箭在复杂环境中的 稳定性和可靠性。
太空探测器运动控制：电力传动控制系统用于太空探测器的精确运动控制，实现探测器在太空 中的精确导航和定位。
05
运动控制系统的应 用
数控机床领域的应用
数控机床概述 运动控制系统在数控机床中的应用 运动控制系统在数控机床中的优势 运动控制系统在数控机床中的发展趋势
自动化生产线领域的应用
电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第4、5章
习题四4.1双闭环调速系统的ASR 和ACR 均为PI 调节器，设系统最大给定电压*nmU =15V ，转速调节器限幅值为*im U =15V ， n N =1500r/min ，N I =20A ，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻R =2Ω，s K =20，e C =0.127V·min/r ，求：（1）当系统稳定运行在*n U =5V ，dL I =10A 时，系统的n 、n U 、*i U 、i U 和c U 各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，*i U 和c U 各为多少？解： （1）150.01min/1500/minnm N U VV r n r α=== 5500/min 0.01min/nU Vn r V rα===*150.375/40im dm U V V A I Aβ===*0.37510 3.75i d U I V β==⨯= 0.37510 3.75i d U I V β==⨯=0.1275001024.17520e d c s C n I R U V K +⨯+⨯=== （2）堵转时，V I U dm i 15*==β， 0.1270402420e d c s C n I R U V K +⨯+⨯=== 4.2 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR ，ACR 均采用PI 调节器。
已知参数：电动机：N P =3.7kW ，N U =220V ，N I =20A ，N n =1000 r/min ,电枢回路总电阻R =1.5Ω,设cm im nmU U U ==** =8V ，电枢回路最大电流dm I =40A,电力电子变换器的放大系数s K =40。
试求：（1）电流反馈系数β和转速反馈系数α。
（2）当电动机在最高转速发生堵转时的,0d U c i i U U U ,,*值。
解:1）*80.32/40im dm U VV A I Aβ===80.008min/1000/minnm N U VV r n r α=== 2) 040 1.560d d dm U E I R I R V ∑∑=+⨯=⨯=⨯=这时： *8,0n n U V U ==，ASR 处于饱和，输出最大电流给定。
运动控制系统习题集解(直流部分)
习题二转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法2-1 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,应调节系统中的哪些参数答：①在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节的参数有：转速给定电压U*n，因为转速反馈系统的转速输出服从给定。
②改变转速调节器的放大倍数Kn，只是加快过渡过程，但转速调节器的放大倍数Kn的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。
因此，不能通过改变转速调节器的放大倍数Kn，来改变转速③改变改变电力电子变换器的放大倍数Ks，只是加快过渡过程，但转电力电子变换器的放大倍数Ks的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。
因此，不能通过改变电力电子变换器的放大倍数Ks，来改变转速④改变转速反馈系数α，能改变转速。
转速反馈系数α的影响不在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统没有调节和抑制能力。
因此，可以通过改变转速反馈系数α来改变转速，但在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行最终的转速还是服从给定。
⑤若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的参数有：转速的给定U*n、转速调节器的放大倍数Kn、转速调节器的限幅值、转速反馈系数α等，因为它们都在电流环之外。
2-2 在转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少为什么答：在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，转速调节器退饱和，PI的作用使得转速调节器的输入偏差电压为0，转速调节器的输出电压由于维持在U*im（n*）。
在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，电流调节器不饱和，PI的作用使得电流调节器的输入偏差电压为0，形成一个电流随动子系统，力图使I d尽快跟随其给定U*i. 电流调节器的输出电压U C又后面的环节决定。
运动控制系统思考题课后习题答案完整版 (1)
运动控制系统思考题课后习题答案完整版 (1)运动控制系统思考题课后习题答案完整版(1)思考题答案1.1直流电动机存有哪几种变频方式？各存有那些特点？答：a改变电枢回路电阻调速法外加电阻radd的阻值越大，机械特性的斜率就越大，相同转矩下电动机的转速越低b减弱磁通调速法减弱磁通只能在额定转速以上的范围内调节转速c调节电枢电压调速法调节电枢电压调速所得的人为机械特性与电动机的固有机械特性平行，转速的稳定性好，能在基速以下实现平滑调速。
1.2为什么直流pwm变换器-电动机系统比相往下压整流器-电动机系统能赢得更好的动态性能？答：apwm变换器简单来讲调节的是脉冲串的宽度，直流成分没有受到破坏，也就是说其最大值=峰值是不变的，变的是平均值；b相控整流，是由交流整流得到的直流，虽然也是平均值在变，但是其最大值、峰值也是随着导通角的大小时刻在变，且导通角越小波形的畸变越严重。
从而影响了电机的输出特性。
请问：直流pwm变换器和晶闸管整流装置均可看做就是一阶惯性环节。
其中直流pwm 变换器的时间常数ts等同于其igbt掌控脉冲周期（1/fc），晶闸管整流装置的时间常数ts通常挑其最小失控时间的一半（1/（2mf）。
因fc通常为khz级，而f通常为工频（50或60hz）为一周内），m整流电压的脉波数，通常也不能少于20直流pwm变换器间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更大，从而积极响应更慢，动态性能更好。
1.4简述直流pwm变换器电路的基本结构。
请问：直流pwm变换器基本结构例如图，包含igbt和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送至直流pwm变换器，通过发生改变直流pwm变换器中igbt的掌控脉冲充电电流，去调节直流pwm变换器输入电压大小，二极管起至续流促进作用。
1.5答：不会1.7静差率s与变频范围d存有什么关系？静差率与机械特性硬度就是一两件事吗？请问：关系见到书上公式。
静差率与机械特性硬度就是相同的概念，硬度就是指机械特性的斜率，通常说道硬度大静差率也小；但同样硬度的机械特性，随着起至理想短程输出功率的减少，其晴差率可以随之减小。
运动控制系统第4版课后习题解答完整版陈伯时上海大学
2.4 直流电动机为 PN=74kW,UN=220V，IN=378A，nN=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？？
•min/r,求：
3 0NA 5n , ，1主r电0 路0 总0电阻mRi=0n.18Ω,Ce=0.2V
（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 nN 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 SN 多少？
（3）若要满足 D=20,s≤5%的要求，额定负载下的转速降落 nN 又为多少?
解：(1) nN IN R Ce 305 0.18 0.2 274.5r / min
(2) SN nN n0 274.5 (1000 274.5) 21.5%
(3) n nN S [D(1 s)] 1000 0.05 [20 0.95] 2.63r / min
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Uu* 8.8V 、比例调节器
放大系数 KP 2 、晶闸管装置放大系数 KS 15 、反馈系数γ=0.7。求：（1）输出电压U d ；
（2）若把反馈线断开，U d 为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？（3）若把反馈
系数减至γ=0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压U
解：
nop 1 K ncl 1 15 8 128
如果将开环放大倍数提高到 30, 则速降为：
ncl nop /1 K 128 /1 30 4.13rpm
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。
《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 ）。
运动控制系统 第三版 习题解答
习题一1-1试述工业企业供电系统的构成。
答：（1）总降压变电所：工厂供电的枢纽，用于将35KV～110KV电源电压降为6～10KV，再由配电装置分别将电能送至配电所、车间变电所或高压用电设备。
由降压变压器，母线、开关设备、保护电器、测量电器等高低压配电装置组成。
（2）配电所：对大中型工厂，由于厂区大，负荷分散，常设置一个或多个配电所，用以中转电能，它只分配电能，但不改变电压。
（3）车间变电所：一个生产厂房或车间，根据情况可设置一个或多个车间变电所，将6～10KV电压降至380/220V电压，再送至各个低压用电设备。
（4）高压用电设备（5）低压用电设备1-2工业企业供电系统的常用额定电压等级及选取额定电压等级时应考虑的因素。
答：（1）330KV及以上（包括500KV、750KV）：用于大电力系统输电；（2）220KV及以下：用于城乡高压、中压及低压配电；（3）110KV、35KV：也用于大型工厂内部配电网；（4）6～10KV：一般用于工厂内部，但从经济技术综合比较，最好采用10KV，除非拥有相当数量的6KV 设备；（5）380V/220V：工厂低压配电电压。
1-3统一规定各种电气设备的额定电压有什么意义？发电机、变压器、用电设备以及电网额定电压有无差别？差别的原因是什么？答：规定设备的额定电压有利于设备按系列制造，是设备正常工作时具有最好技术经济指标的电压。
（1）发电机的额定电压：考虑线路在输送负荷电流时产生的电压损失，应比电网电压高5％。
（2）变压器的额定电压：一次绕组——如果变压器直接与发电机相连，则同发电机额定电压相同，即高于电网电压5％；如果不与发电机直接相连，而是接于线路时，应与电网电压相同。
二次绕组——供电线路较长时，为弥补变压器满载时本身压降及线路压降，应比电网电压高10％；如果线路不长，只需补偿变压器满载压降，即高于电网电压5％。
（3）设备的额定电压：同电网电压相同。
1-4简述工厂供电系统电能质量的主要指标及其对用户的影响。
运动控制系统试题及答案
运动控制系统试题及答案运动控制系统这本书内容主要包括直流调速、交流调速和随动系统三局部。
以下是由关于运动控制系统试题的内容，希望大家喜欢!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nmax，最高给定电压U*nmax其速度反应系数为。
答案：( 2 )1)nmax/U*nmax 2)U*nmax/nmax3)nmax×U*nmax 4)不确定4、反并联无环流配合控制的条件是答案：( 4 )1)α+β=240o 2)α+β=300o3)α+β=360o 4)α+β=180o5、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。
运动控制系统习题解答
k
h 1 2h2T 2
51 2 52 0.0052
4800
查表： б≤37.6%，
ki
k i
72
4800 0.025 72
1.67
ts=9.55T=9.55×0.005 =0.047 (s)
t2
CeTm n* (I dm I dl )R
0.196 0.12 1000 (339 0) 0.18
1)
k s(0.005s
1)
其中： k
18ki 0.25
72ki
i 0.25(s)
按б≤4.3%，取KT=0.5， 则K=0.5/0.005=100, Ki=100/72=1.39,
解：要校正为II型系统，调节器结构可为PI，其
WPI
(s)
ki
( is 1) is
WPI (s)WOBJ (s)
1
1
Tn
kI
Ton
0.02 0.02734(s)
136.24
n hTn 5 0.02734 0.1367(s)
kn
(h 1)CeTm 2hRTn
(5 1) 0.00877 1.82 0.112 2 5 0.0267 0.14 0.02734
10.5
KN
2
(h 2h2T
1)
2 n
1 3
1 1 TsToi 3
1 0.0017 0.002
180.8s1wci 136.24s1
满足近似条件
转速环近似处理条件 （1） 忽略高次项近似条件：
cn
1 3
KI 1 Ti 3
136.24 64.2s1 0.00367
（2）小惯性环节合并的近似条件：
运动控制系统习题答案2015.12
运动控制系统习题答案2015.12运动控制系统习题答案第⼀章1. 运动控制划分为两⼤类：(1) 位置变化问题其特征是被控对象空间位置发⽣改变，我们称之为第⼀类运动控制问题。
(2) 周期式旋转速度变化问题由于某⼀类物理量（如温度、压⼒、流量、转矩等）⽽迫使电机转速随负载的变化⽽变化，以满⾜温度、压⼒、流量、转矩等恒定的⽬的。
我们把这类运动控制问题称为第⼆类运动控制问题。
2. 第⼀类运动控制问题1）⼀维运动⼀维运动形式分为两类：⼀是直线运动，⼆是旋转运动；此外，还可以是两类基本运动的复合。
2）⼆维运动把两个⼀维直线运动平台互相垂直搭接在⼀起，就组成了⼀个⼆维运动平台。
分为质点运动，复合运动，轮廓运动3）三维运动第⼀类为空间点对点的移动，可以是直线移动，也可以是旋转运动；第⼆类为复合移动，是在三个运动轴按照⼀定的复合⽐例所做的运动；第三类为空间轮廓线运动3. 运动控制系统的轴1) 运动轴通常，我们把⼀个定义在直线段上移动的物体或者按照预定旋转⽅向旋转的物体定义为运动轴。
轴⼀般分为两类：线性轴和旋转轴。
2) 线性轴线性轴的定义为：只有初始位置和结束位置，⽽且轴的当前实际位置⼀定是在其初始位与结束位之间。
3) 旋转轴⼀个周期式的旋转轴做圆周运动，其起始点是0°，完成⼀个循环之后，⼜重新回到0°。
这种情况也称为模轴。
4. 运动控制系统有以下部分构成：运动控制器、驱动执⾏器、运动反馈单元等。
运动控制器主要由三⼤要素构成：轨迹⽣成器、插补器与控制回路。
5. 运动控制系统：运动控制系统是⼀个控制某些机器位置、速度、⼒或者压⼒的系统。
例如，⼀套基于运动控制系统的电⽓机械系统是由运动控制器（系统的⼤脑）、驱动器（接收来⾃运动控制器的弱电指令信号，并且把相关指令信号变换成⾼电压/⼤电流的功率信号）、电机（其作⽤是把电能转换为机械能）、反馈装置（其作⽤是把受控信号反馈到运动控制器，运动控制器依据设定与反馈信号给出需要做出的调节量，直到系统达到期望的结果为⽌。
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4800 0.025 72
1.67
ts=9.55T=9.55×0.005 =0.047 (s)
t2
CeTm n* (I dm I dl )R
0.196 0.12 1000 (339 0) 0.18
0.385(s)
解：（1）转速环的调节器结构可为PI，其
止环节的转速单闭环调速系统的静、动态性能将会产生什么影响？
（1）调速系统的静态特性；
（2）动态限流性能；
（3）启动的快速性；
（4）抗负载扰动的性能；
（5）抗电源电压波动的性能。
答：
双闭环调速系统
带电流截止单环调速
静态特性
IL<Idm转速无静差， Id<Idcr电流负反馈不起
IL>Idm电流无静差，静 作用，Id>Idcr电流负反
解：要校正为II型系统，调节器结构可为PI，其
WPI
(s)
ki
( is 1) is
WPI
(s)WOBJ
(s)
ki ( is 1) is
10 s(0.02s
1)
k( is 1)
s2 (0.02s 1)
其中：k 10ki
i
因系统超调量б≤30%，查表h=7可满足要求
cn
1 3
KI 1 Ti 3
136.24 64.2s1 0.00367
（2）小惯性环节合并的近似条件：
cn
1 3
KI 1 Ton 3
136.24 27.25s1 0.02
解： (1)
U
* nm
15
0.01Vmin / r
nN 1500
U*n=5V时的转速
解：（1）β= Uim*/Idm=8/40=0.2 α= Unm */ nnom=8/1000=0.008
（2）Ud0=IdmR=40×1.5=60V Ui= Uim*=8V（极性相反） Uc= Ud0/Ks=60/40=1.5A
2-8 在转速、电流双闭环调速系统中，调节器ASR、ACR均采 用PI调节器。当ASR输出达到Uim=8V时，主电路电流达到最 大电流80A。当负载电流由40A增加到70A时，试问： （1）Ui应如何变化？ （2）Uc应如何变化？
cn KN n 159.84 0.137 21.9s1
校验近似条件：
（1）晶闸管整流装置传递函数的近似条件
1 3Ts
1 3 0.0017
196.1s1wci 136.24s1
满足近似条件
（2）忽略反电动势变化对电流环动态影响的近似条件
3 1 3 TmTl
2-10 某反馈控制系统已校正成典型的I型系统。已知时间 常数T=0.1s，要求阶跃响应超调量σ≤10%.
(1)求系统的开环增益； （2）计算过渡过程时间ts和上升时间tr;
(3) 绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间tr<0.25s, 则K=？，σ=？
解（1）根据题意取σ=9.5%，查P65表 KT=0.69，K=6.9
2-2转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个PI调节器的 输入偏差（给定与反馈之差）是多少？它们的输出电压是多 少？为什么？
答：若都是PI调节器，则两个调节器的输入偏差为0，即Ui*=Ui， Un*=Un；输出电压为：Ui*=βId=Ui，Uc=Ud0/Ks=(RId+Cen)/Ks= 〔(Ri*/β)+(CeUn*/α)〕 /Ks。
ki
(is 1) is
(0.25s
18 1)(0.005s
1)
18ki 0.25s(0.005s
1)
k s(0.005s
1)
其中： k
18ki 0.25
72ki
i 0.25(s)
按б≤4.3%，取KT=0.5， 则K=0.5/0.005=100, Ki=100/72=1.39,
i =hT=7×0.02=0.14(s)
k
h 1 2h2T 2
7 1 2 72 0.022
204.08
ki
k i
10
204.08 0.14 10
2.86
解：要校正为I型系统，调节器结构可为PI，其
WPI
(s)
ki
( is 1) is
WPI
(s)WOBJ
(s)
s2 (0.005s 1)
其中：取0.25s 1 0.25s
h=5 k 18ki 72ki
0.25 i
i
i hT 5 0.005 0.025(s)
k
h 1 2h2T 2
51 2 52 0.0052
4800
查表： б≤37.6%，
ki
k i
72
运动控制系统习题解答.pptx
2-0 在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？ 其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？ 其输出限幅值应如何整定？
答：转速调节器的作用是： （1）使转速n很快的跟随给定电压Un*变化，稳态时可减小转速误 差，如果采用PI调节器，则可以实现无静差。 （2）对负载变化起抗扰作用。 转速调节器的限幅值应按电枢回路允许的最大电流来进行整定。 电流调节器作用： （1）使电流紧紧跟随给定电压Ui※变化。 （2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。 （3）在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而 加快动态过程。 （4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的 自动保护作用。 电流调节器的最大值应该按变换电路允许的最大控制电压来整定. 。
解：要校正为II型系统，调节器结构可为PI，其
WPI
(s)
ki
( is 1) is
WPI (s)WOBJ (s)
ki ( is 1) is
(0.25s
18 1)(0.005s
1)
18ki ( is 1) 0.25 is2 (0.005s
1)
k( is 1)
2-3 如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节 器，而是比例调节器，对系统的静、动态性能会有什么影响？
答：若采用比例调节器可利用提高放大系数的办法使稳态误 差减小即提高稳态精度，但还是有静差的系统，但放大倍数 太大很有可能使系统不稳定。
2-4 试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截
特性好。
馈起作用，
动态限流性能
通过电流环限流为Idm, 限流通过串入大电剧下垂，
动态限流性能差
启动的快速性
准最优时间启动，启 启动时截止电流负反
动快
馈起作用，启动慢
抗负载扰动性能
靠转速环产生抗扰作 靠转速环产生抗扰作
用
用
抗电源电压波动性能
靠电流内环及时调节， 靠转速环调节电源电
Tn
1 kI
Ton
1 0.02 0.02734(s) 136.24
n hTn 5 0.02734 0.1367(s)
kn
(h 1)CeTm 2hRTn
(5 1) 0.00877 1.82 0.112 2 5 0.0267 0.14 0.02734
10.5
KN
2
(h 2h2T
1)
2 n
(5 1) 2 52 0.02672
159.84
其中：
U
* nm
10
0.0267Vmin / r
Uim Uim 10 0.00877V / A Idm Idn 1.5 760
nN 375
（2）电流环为I型系统，其Wci=kI=136.24 s-1
n
U
* n
5
500r / min
U
* im
10
0.333V / A
0.01
Idm 30
Uc
Cen ks
Id R
0.128 500 30
20 2
（2）ts≈6T=0.6s, tr≈3.3T=0.33s
(3)
ωc=0.596/T=5.96rad/s
L/dB -20dB/dec
ωc 1/T 0
ω/s-1
如：tr<0.25s, 取tr≈2.4T=0.24S -40dB/dec 查表KT=1.0，K=10，σ=16.3%
2-11 有一个系统，其控制对象的传递函数为Wobj（s）=10/ （0.01s+1），要求设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超 调量σ≤5%（按线性系统考虑）。试对该系统进行动态校正， 决定调节器结构，并选择其参数。
WPI
(s)
kn
( ns 1) ns
因б≤10%，取h=5 ,有 n hTn
1 Tn kI Ton
而
K ITi 0.5
Ti Ts Toi 1.67 103 0.002 0.00367(s)
故
KI
0.5 0.5 136.24s1 Ti 0.00367
答：设突发状况之前的磁通为Ø1，令此时的磁通为Ø2，之前 的电磁力矩为Te1，此刻的电磁力矩为Te2，负载转矩恒为Tl， 电机励磁下降一半，则Ø2=0.5Ø1，Te2=Cm（Ø2）Id=0.5 Te1＜ Tl，n↓，Id↑甚至到Idm，Te2=Cm（Ø2）Idm=0.75 Te1＜Tl，n会 一直下降到0。