电力拖动运动控制系统平时作业
电力拖动自动控制系统练习题最终版
判断题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。
（√）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。
（√）直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。
（√）静差率和机械特性硬度是一回事。
（×）使用PI调节器构成的无静差调速系统稳态精度不受反馈检测装置的影响。
电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压的大小并非仅取决于速度给定的大小。
（√）转速、电流反馈控制无静差可逆调速系统稳态时电力电子装置控制电压的大小取决于电流调节器输入信号的大小。
（×）反馈控制系统的精度只取决于给定的精度。
（×）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。
（×）对于有环流可逆V-M系统，在一般情况下允许两组晶闸管同时处于整流状态。
（×）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。
（×）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。
（√）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。
（×）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（√）α=β配合工作制的有环流可逆调速系统的正向制动过程中，转速调节器饱和，电流调节器不饱和。
（×）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。
（×）电压闭环相当于电流变化率闭环。
（√）闭环系统可以改造控制对象。
（√）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。
V-M系统中平波电抗器的电感量一般按照额定负载时保证电流连续的条件来选择。
（×）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。
电力拖动控制系统作业题解答
1.某调速系统的转速降为10r/min，试求转速在1000 r/min、100 r/min、10 r/min所占的百分比，并说明电机的工作状态。
只占1% 高速转动只占10% 中速运转占100% 电动机停转2.某调速系统额定转速n ed=1430r/min，额定速降为∆n ed=115r/min。
当要求静差率s≤30%、s≤20%时，试求允许的调速范围。
解：若要求s≤30%，则调速范围若要求s≤20%3.某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机：P ed=60KW，U ed=220V，I ed=305A，n ed=1000 r/min，要求D=20，s≤5%。
采用晶闸管电动机系统，已知主回路总电阻R=0.18Ω，电动机C e=0.2V.min/r。
试问：①当电流连续时，在额定负载下的转速降为多少？②开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率为多少？③如果满足D=20，s≤5%的要求，额定转速时的静差率应该时多少？①②5%的要求。
③4.已知条件如上题，再增加两个条件：晶闸管整流装置的放大系数K s=30，转速反馈系数α=0.015V.min/r。
试求满足闭环系统指标D=20，s≤5%，∆n cl≤2.63r/min所要求的放大倍数K。
解：因为所以465.已知单闭环转速负反馈系统，R=1.0Ω，K s=44，C e=0.1925V.min/r，根据稳态性能指标D=10，s≤5%计算，系统的开环放大倍数K≥53.3。
试分析系统能否稳定。
解：已知系统运动部分的飞轮力矩2210m N GD ∙=，按保证电流dmon d I I %10min =时电流连续的条，取H mH L 017.017==。
计算系统各时间常数：s T s 00167.0= （三相桥式）不稳定6. 有一晶闸管直流电动机系统，电动机参数为P ed =2.5KW ，U ed =220V ，I ed =15A ，n ed =1500 r/min ，R a =2Ω，整流装置内阻R s =1Ω，放大系数K s =30，要求D=20，s ≤10%。
西交《电力拖动自动控制系统》在线作业满分答案
西交《电力拖动自动控制系统》在线作业试卷得分：100一,单选题1. V-M系统的四象限运行中，正向制动时（）。
A. 电枢端电压极性为负B. 电枢电流极性为正C. 机械特性在第二象限?正确答案： C2. 下面说法正确的是( )。
A. 如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比不能够改变转速B. 如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比不一定能改变转速C. 如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比能够改变转速?正确答案： C3. 调速范围是指( )。
A. 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B. 生产机械要求电动机提供的最低转速和最高转速之比叫做调速范围C. 生产机械要求电动机提供的平均转速和最低转速之比叫做调速范围D. 生产机械要求电动机提供的最高转速和平均转速之比叫做调速范围?正确答案： A4. 一下哪些是转速单闭环调速系统的基本特点( )。
A. 只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是无静差的。
B. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之一C. 系统的精度只依赖于给定的精度D. 系统的精度只依赖于反馈检测的精度?正确答案： B5. 有关恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性正确的是( )。
A. 当s很小时，转矩近似与s成正比，机械特性是对称于原点的一段双曲线B. 当s很小时，转矩近似与s成反比，机械特性是一段直线C. 当s接近于1时，转矩近似与s成反比，这时，Te = f（s）是对称于原点的一段双曲线D. 当s接近于1时，转矩近似与s成正比，这时，Te = f（s）是对称于原点的一段双曲线?正确答案： B6. V-M系统的四象限运行中，正向运行时（）。
A. 电枢端电压极性为正B. 电枢电流极性为负C. 机械特性在第二象限?正确答案： A7. 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%,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( )。
电力拖动运动控制系统平时作业答案
电⼒拖动运动控制系统平时作业答案第⼀章1、请画出运动控制系统及其组成的框图。
答：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，其框图如下：2、如果请你设计⼀辆电动滑板车，请问这个电动滑板车的构成？答：由刹车开关、电池电压取样、限流保护、驱动电路、直流有刷电机、霍尔调速⼿柄等===================================================================== 第⼆章1、请写出直流电动机的稳态转速公式，并分析转速与电枢电压的关系。
答：直流电机的稳态转速公式转速n=U-(IR+L*di/dt)/Kφ，I是电枢电流，R是电枢回路的电阻φ是励磁磁通，k是感应电动势常数所以从公式可以看出，要想对直流电机进⾏调速，⼀般的⽅法有两种：⼀种是对励磁磁通φ进⾏控制的励磁控制法，⼀种是对电枢电压U进⾏控制的电枢电压控制法。
2、什么是调速范围和静差率？调速范围、静态速降和最⼩静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满⾜给定的静差率也就容易多了”？3、某⼀直流调速系统，测得的最⾼转速特性为=1500 r/min, 最低转速特性为=150 r/min。
电动机额定转速为，带额定负载时的速度速降 =15r/min，且在转速下额定速降如不变，试问系统能够达到的调速范围D是多少？系统允许的静差率s是多少？解：4、转速单闭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，系统还有克服什么⼲扰的能⼒？答：1）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征①只⽤⽐例放⼤器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。
②反馈控制系统的作⽤是：抵抗扰动，服从给定。
扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之⼀。
③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。
2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作⽤。
电力拖动自动控制系统大作业
一、简答1、和V ——M 系统相比PWM 系统有哪些优越性2、双闭环直流调速系统转速和电流调节器作用3、说明位置随动系统的组成4、从评价交流调速系统效率出发，异步电动机调速系统分为几类。
变压变频调速、转子串电阻调速、绕线转子电动机串级调速属于哪类调速5、写出异步电动机在两相任意旋转坐标系下数学模型。
6、转差频率控制的规律是什么。
二、绘制α=β配合控制有环流可逆直流调速系统正向制动过渡过程控制电压、转速、电枢电流波形。
三、已知H 型双极式可逆PWM 变换器v u s 100=，当T T on 43=时计算输出平均电压，并说明电机的转向。
四、已知控制对象的传递函数为W(s)=)1)(1)(1)(1(43211++++s T s T s T s T K 式中K1=2，T1=0.43s,T2=0.06s,T3=0.008s,T4=0.002s,要求阶跃输入下系统的超调量小于5%。
用I （积分）调节器把系统校正为典型Ⅰ型系统，设计该调节器？1、和V——M系统相比PWM系统有哪些优越性答：1）主电路线路简单，需用的功率器件少。
2）开怪频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1：10000左右。
4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。
5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当的时候，开关损耗也不大，因而装置效率较高。
6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
由于有上述优点，直流PWM 调速系统的应用日益广泛，特别是在中、小容量的高动态性能系统中，已经完全取代了V-M系统。
2、双闭环直流调速系统转速和电流调节器作用答:电流调节器的作用是：限制最大电流（过大的起动电流、过载电流），并使过载时（达到允许最大电流时）思想很陡的下垂机械特性；起动时，能保持电流在允许最大值，实现大恒流快速启动；能有效抑制电网电压波动对电流的不利影响。
《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》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)min (04.2)02.01(10002.0)1(min r s sn n N =−×=−=∆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kW P N 60=，V U N 220=，A I N 305=，min 1000r n N =，主电路总电阻Ω=18.0R ，r V C e min 2.0•=，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）额定负载下的转速降落N n ∆为多少，才能满足%5,20≤=s D 的要求。
解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落)min (5.2742.018.0305r C R I n e N N =×==∆（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率%5.21215.05.27410005.274=≈+=∆+∆=N N N N n n n s （3）额定负载下满足%5,20≤=s D 要求的转速降落)min (63.2)05.01(2005.01000)1(r s D s n n N N ≈−××=−=∆2-6有一晶闸管稳压电源，其稳态结构如图所示，已知给定电压,8.8*V U u =比例调节放大系数,2=p K 晶闸管装置放大系数,15=s K 反馈系数7.0=γ。
求：（1）输出电压d U ；（2）若把反馈线断开，d U 为何值？开环时的输出电压是闭环时的多少倍？（3）若把反馈系数减至5.30=γ，当保持同样的输出电压时，给定电压*u U 应为多少？解：（1）输出电压)V (128.87.015211521*=×××+×=+=u s p sp d U K K K K U γ；（2）若把反馈线断开，)V (2648.8152*=××==u s p d U K K U ；开环时的输出电压是闭环时的2212264=倍。
电力拖动自动控制系统作业
电力拖动习题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特性？解：省掉了平波电抗器，电磁时间常数小；开关频率高，时间响应滞后时间短，动态响应加快，抗干扰能力增强，提高了系统动态性能。
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。
解：制动时：当U g1为正时，由于VD 1的续流作用，VT 1不能导通，U g2为负，VT 2截止；当U g1为负时，VT 1截止，此时U g2为正，VT 2导通。
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率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了？解：调速范围：生产机械对电动机所提出的最高转速n max 与最低转速n min 之比叫做调速范围，用字母D 来表示。
n max 与n min 通常指额定负载下的转速。
静差率：负载由理想空载增加到额定负载所产生的转速降落Δn N ，与理想空载转速n 0的比值，称作静差率，用字母s 表示，一般用百分数表示调速范围、静态速降和最小静差率之间的关系如下式：()s n s n D N N -∆=1最低转速越高，对应s 值越小，当要求的s 值一定时，如果没有调速范围限制，可以容易的通过提高最低转速来满足对s 的要求。
1-4某一调速系统，测得的最高转速特性为n 0max =1500r/min, 最低转速特性为n 0min =150r/min ， 带额定负载时的转速降落Δn N =15r/min ，且在不同转速下Δn 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少？解： =∆-∆-==N N n n n n n n D min 0max 0min max NN N n D n n D s ∆+∆= 1-5某闭环调速系统的调速范围是1500~150r/min ，要求系统的静差率s≤2%，那么系统容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？解：()()min /06.38.9301150150015001r s s s D s n n N b ==-=-⨯=∆ 1-∆∆=b k n n K 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：()128111=+∆=∆K n n b k ()13.4122=+∆=∆K n n k b 扩大的倍数为： 937.121=∆∆b b n n 1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速n N =1500r/min ，开环转速降落Δn Nop =240r/min ，若要求系统的静差率由10%降到5%，则系统的开环增益将如何变化？解：()8.2711.01.01n D Nop 1=-⨯-∆=N n K ()8.59105.005.012=-⨯-∆=N Nop n n D K1-8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，调节测速反馈电位器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？解：闭环调速系统可以得到比开环调速系统硬的多的稳态特性，从而在保证一定静差率要求的情况下，能够提高调速范围，代价是增设放大器以及检测和反馈装置。
《电力拖动自动控制系统》习题解答(1-2)
《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minmaxn n D =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0Nn n S ∆=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，才能在保证静差率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47.17851585min max ===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：实质是负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小，导致转速n 必然下降。
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 min r/06.302.0102.01501min N =-⨯=-=∆s s n n ②因为 K 1opcl +∆=∆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3.06r/min ；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31.68。
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》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。
电力拖动与运动控制系统习题
I dL
2.5V
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19
第5章
5-4．若采用长距线圈，其短距系数是否会大于1，为什么？分 布系数和短距系数在本质上是否相同？
短矩系数不会大于
1，
k y1
sin(
2
y1 ) ， 当
y1
时，仍有
k y1 1 。
Ud
Id
1/ R Tl S 1
Te
Cm
TL
E(S)
375Ce
1
GD2s
Ce
n
(2) 以励磁电流 I f 为输入、负载转矩TL 为扰动、电枢电压U d 0 为恒 定（设 f (I f ) ）。
U
1 Ia R Ls
CT
Te
TL 375
GD2 p
n
Ea
CE
If
f (I f )
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11
转速高低，电枢电流 Ia I N 。（ √ ）
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7
3-14. 下列各种情况下，采用电动机惯例的一台他励直流
电动机运行在什么状态：
对照书 P.85 图 3.4.13 分析和表 3.4.1～3.4.4 分析
（1） P1 ＞0， PM ＞0； 电动 （2） P1 ＞0， PM ＜0； 反接制动或倒拉反转
（3）他励直流电动机拖动的负载，只要转矩不超过额定转矩TN ，不 论采用哪一种调速方式，电动机都可以长期运行而不致过热损坏。
（ × ） Te TN CT Ia Ia （4）不考虑电动机运行在电枢电流大于额定电流时电动机是否因过 热而损坏的问题，他励电动机带很大的负载转矩运行，减弱电动机的 磁通，电动机转速也一定会升高（书 74 页）。（ × ） （5）他励直流电动机降低电源电压调速与减少磁通升速，都可以做 到无级调速。（ √ ） （6）降低电源电压调速的他励直流电动机带额定转矩运行时，不论
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 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。
电力传动控制系统——运动控制系统(习题解答)资料
电力传动控制系统的基本工作原理是，根据输入的控制指令（比 如：速度或位置指令），与传感器采集的系统检测信号（速度、位置、 电流和电压等），经过一定的处理给出相应的反馈控制信号，控制器 按一定的控制算法或策略输出相应的控制信号，控制变流器改变输入 到电动机的电源电压、频率等，使电动机改变转速或位置，再由电动 机驱动生产机械按照相应的控制要求运动，故又称为运动控制系统。
1）转差功率消耗型。调速时全部转差功率都转换成热能消耗掉， 它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低（恒转矩负载时），这 类调速方法的效率最低，越向下调效率越低。
2）转差功率馈送型。调速时转差功率的一部分消耗掉，大部分 则通过变流装置回馈电网或转化成机械能予以利用，转速越低时回收 的功率越多，其效率比前者高。
2）减弱励磁磁通 （图 1-3）。
3）调节电枢供电电压Ua （图 1-4）。
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“电力拖动控制系统”习题解答
比较三种调速方法可知，改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然 能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，实现一定 范围内的弱磁升速；调节电枢供电电压的方式既能连续平滑调速，又 有较大的调速范围，且机械特性也很硬。因此，直流调速系统往往以 变压调速为主，仅在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
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第一章1、请简述《电力拖动运动控制系统》课程与《电机学》课程的关系答：电机学是电力拖动运动控制系统的基础，电力拖动运动控制系统：了解电机的工作原理，研究如何控制电机的启动、稳速、调速和制动等电机学：研究电机的工作原理、设计和制造工艺等2、请画出运动控制系统及其组成的框图。
答：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，其框图如下：3、请你叙述如何设计一辆电动自行车的思路。
答：由刹车开关、电池电压取样、限流保护、驱动电路、直流有刷电机、霍尔调速手柄等=====================================================================第二章1、请写出直流电动机的稳态转速公式，并分析转速与电枢电压的关系。
答：直流电机的稳态转速公式转速n=U-(IR+L*di/dt)/Kφ，I是电枢电流，R是电枢回路的电阻φ是励磁磁通，k是感应电动势常数所以从公式可以看出，要想对直流电机进行调速，一般的方法有两种：一种是对励磁磁通φ进行控制的励磁控制法，一种是对电枢电压U进行控制的电枢电压控制法。
2、什么是调速范围和静差率调速范围、静态速降和最小静差率之间有什么关系为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易多了”3、某一直流调速系统，测得的最高转速特性为=1500 r/min, 最低转速特性为=150 r/min。
电动机额定转速为，带额定负载时的速度速降 =15r/min，且在转速下额定速降如不变，试问系统能够达到的调速范围D是多少系统允许的静差率s是多少解：4、转速单闭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，系统还有克服什么干扰的能力答：1）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征①只用比例放大器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。
②反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之一。
③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。
2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。
3）能够改变转速，因为转速和反馈电压比有关。
4）没有干扰的能力，因为反馈控制系统只对反馈环所包围的前向通道上的扰动起抑制作用，而测速机励磁不是。
=====================================================================第三章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：改变电动机的转速,应调节给定电压；改变转速调节器的放大倍数Kn，不行；改变电力电子变换器的放大倍数Ks，不行；改变转速反馈系数α行；若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的电流反馈系数β。
2、在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。
当系统带额定负载运行时，如果转速反馈线突然断线，当系统重新进入稳定运行时电流调节器的输入偏差信号△Ui是否为零答：转速和电流节器的输出达到饱和为止，电流调节器的输入偏差电压不为零，因为稳定后电流反馈依然为只能增加电动机的转速达到新的平衡。
=====================================================================第四章1、什么叫环流环流有几种怎样抑制直流平均环流怎样抑制瞬时脉动环流答：采用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。
⑴静态环流——两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：直流平均环流——由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。
瞬时脉动环流——两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。
⑵动态环流——仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流直流平均环流采用配合控制来抑制：为了防止产生直流平均环流，应该当正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且控制其幅值与之相等，用逆变电压把整流电压顶住，则直流平均环流为零。
为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做环流电抗器，或称均衡电抗器2、什么叫α=β配合控制实际应用中为什么要使α≥β答：止产生直流平均环流，应该当正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且控制其幅值与之相等，用逆变电压把整流电压顶住，则直流平均环流为零，α=β配合控制。
为了更可靠地消除直流平均环流，可采用 a ≥β。
为了防止晶闸管装置在逆变状态工作中逆变角太小而导致换流失败，出现―逆变颠覆‖现象，必须在控制电路中采用限幅作用，形成最小逆变角bmin保护。
与此同时，对 a 角也实施amin 保护，以免出现 Ud0f > Ud0r 而产生直流平均环流。
=====================================================================第五章1、请画出异步电动机的稳态等效电路，说明电路中的参数意义。
答：异步电动机的稳态等效电路如下：Rs代表定子铜损耗电阻，Lis代表定子漏磁通电抗，Lm代表主磁通电抗，L'is 代表折算后的转子漏磁通电抗，R'r/S代表总机械损耗的虚拟电阻2、请画出异步电动机的速度闭环调压调速的原理示意图，并画出机械特性。
答：如下图：3、简述异步电动机在下面四种不同的电压-频率协调控制时的机械特性，并进行比较。
（1）恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性；（2）基频以下电压—频率协调控制时异步电动机的机械（3）基频以上恒压变频控制时异步电动机的机械特性；（4）恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性；答：恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性：当s很小时，转矩近似与S成正比，机械特性是一段直线，s接近于1时转矩近似与s成反比，这时，Te = f（s）是对称于原点的一段双曲线。
基频以下电压-频率协调控制时异步电动机的机械特性：恒压频比控制的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，当转矩增大到最大值以后，转速再降低，特性就折回来了。
而且频率越低时最大转矩值越小，能够满足一般的调速要求，但低速带载能力有些差强人意，须对定子压降实行补偿。
恒Eg /ω1 控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以在稳态时达到Φrm = Constant，从而改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力仍受到限制。
恒 Er /ω1 控制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性，按照转子全磁通Φrm 恒定进行控制，而且，在动态中也尽可能保持Φrm 恒定是矢量控制系统的目标，基频以上恒压变频控制时异步电动机的机械特性：当角频率提高时，同步转速随之提高，最大转矩减小，机械特性上移，而形状基本不变。
基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。
恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性：恒流机械特性的线性段比较平，而最大转矩处形状很尖。
恒流机械特性的最大转矩值与频率无关，恒流变频时最大转矩不变，但改变定子电流时，最大转矩与电流的平方成正比。
4、请画图说明spwm的原理及特点。
答：就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。
5、简述转速闭环转差频率控制系统的控制规律。
答：转差频率控制系统的控制规律：=====================================================================第六章1、坐标变换是矢量控制的基础，请问坐标变换的等效原则是什么试分析交流电机矢量变换的基本思想和方法。
答：坐标变换的等效原则是：在不同坐标中它们所产生的磁动势完全一致。
基本思想和方法：解决交流电动机电磁转矩的有效控制，实现交流电动杨的磁通和转矩分别独立控制，使交流电动机的变频调速系统具有直流高速系统的全部优点。
2、试分析并解释矢量控制系统与直接转矩控制（DTC）系统的优缺点。
答：1)直接转矩控制系统的转矩控制有脉动，而矢量控制的转矩连续控制，比较平滑。
2)直接转矩控制采用的是静止坐标变换，较简单。
矢量控制采用的是旋转坐标变换，较复杂。
3)直接转矩控制系统不受转子参数变化的影响，而矢量控制受转子参数变化的影响。
4)直接转矩控制系统的调速范围没有矢量控制系统的调速范围宽。
====================================================================第七章1、串级调速系统的效率比转子串电阻的效率要高的原因是什么答：在转子回路短接或转子串电阻调速时，Ps全部消耗在转子回路中，而在串级调速时，Ps并未被全部消耗掉，而是扣除了转子铜耗PCur、杂散损耗Ps 和附加的串级调速装置损耗Ptan后通过转子整流器与逆变器返回电网，所以串级调速比转子串电阻调速效率高。
2、串级调速系统的机械特性为什么比异步电动机的自然机械特性要软，最大转矩要小答：串级调速时，异步电动机转子回路需要串入调速电阻，但由于其转子回路中接入了串级调速装置，实际上相当于在电动转子回路中接入了一定数量的等效电阻和电抗，它们的影响在任何转速下都存在。
由于转子回路电阻的影响，异步电动机串级调速时的机械特性比其固有特性要软得多，最大转距要小。
=====================================================================第八章1、为什么他控变频同步电机调速系统有何优点，为何其不能克服失步问题答：优点：结构简单，控制方便，只需一台变频器供电，成本低廉。
由于采用开环调速方式，转子振荡和失步问题并未解决，因此各台同步电动机的负载不能太大。
2、请画图说明自控变频同步电动机调速系统的组成，为什么它可以克服失步问题。
答：自控变频同步电动机有4个部分组成：同步电动机MS，转子位置检测器BQ，逆变器UI和控制器，如下图：因为自控变频调速系统可以用电动机本身轴上所带转子位置检测器或电动机反电动势波形提供的转子位置信号来控制变压变频装置换相的时刻。
从而消除了产生失步的起因。