02297电力拖动自动控制系统习题集附带答案
电力拖动自动控制系统习题答案版
电力拖动自动控制系统习题答案版第二章2-1：答：在制动阶段，VT1始终不导通。
VT2导通期间，并能耗制动；VT2不导通期间，VD1续流，并回馈制动。
2-2：由101001000==D ； rpm s D s n n n N N cl 04.298.01002.01000)1(=??≤-=?=?；2-3：已知rpm n n n N 1500max max 0=?+=rpm n n n N 150min min 0=?+= max n n N =，rpm n N 15=?所以1115150151500min max =--==n n D1.0151114851511=?+?=?+?=D n n D n s N N N2-4：r v n R I U C N a N N e min/1478.0/)(?=-=rpm C R R I n e s a N op 1.1151478.0/045.0378/)(=?=+=?1.38.0*1.1152.0*1430)1(==-?=s n s n D N N32.57.0*1.1153.0*1430)1(==-?=s n s n D N N2-5：rpm C R I n e N op 5.2742.0/18.0305/=?==?/()27.45%N op N op s n n n =?+?=rpm s D s n n n N N cl 63.295.02005.01000)1(=??≤-==?2-6：v K K U K K U s p u s p dcl 121=+=γ264==u s p dop U K K U22/=dcl dop U U v U K K K K U dcl sp s p u 6.41=+=γ2-7：10=Drpm s D s n n n N N cl 9.795.01005.01500)1(=??≤-==?66.1119.71001=-=-??=clop n n K 2-8：rpm n cl 801=?，15=K所以：rpm rpm K n n cl op 12801680)1(1=?=+?=?；如果：30=K ，则：rpm rpm K n n op cl 29.4131/128012==+?=?；由)1(11s n s n D cl N -?=，)1(22s n s n D cl N -?= 则：229.41/802112≈=??=cl cl n n D D2-9：1）r v n R I U C N a N N e min/1342.0/)(?=-=rpm C R R R I n e L rec a N op 4.3071342.0/3.35.12/)(=?=++=? rpm s D s n n N cl 33.89.0201.01500)1(=??=-=所以9.35133.889.2461=-=-??=cl op n n K2）系统原理图和静态结构框图见书中；3、4）方法一：由n U U n n α=≈*，所以r v n U N nm min/01.01500/15/*==≈α77.13/==s e p K KC K α；3、4）方法二：由2271.14/])1([*=++=nm s N N e p U K R I n K C K0097.0/==s p e K K KC α。
电力拖动自动控制系统复习题及答案
电力拖动自动控制系统复习题及答案一、基础题1、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
2、带比例放大器的反馈控制闭环调速系统是有静差的调速系统，采用比例积分（PI）调节器的闭环调速系统是无静差的调速系统。
3、实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大，特别是为了避免零点飘移而采用准IP调节器。
4、对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能，主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能。
5、调速系统的动态指标以抗扰性能为主，而随动系统的动态指标则以动态跟随性能为主。
6、超调量的表达式为：δ＝(Cmax－C∞)/C∞×100％。
7、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，属于恒功率调速。
8、当电动机由三相平衡正弦电压供电时，磁链幅值一定时，u S 的大小与电压角频率δ1 成正比，其方向则与磁链矢量正交。
9、调速系统的动态性能就是抵抗扰动的能力。
10、抗扰性能是反馈控制系统最突出的特征之一。
11、转速反馈闭环调速系统的精度信赖于给定和反馈检测精度。
12、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。
13、在起动过程中转速调节器ASR经历了快速进入饱和、饱和、退饱和、三种情况。
14、自动控制系统的动态性能指标包括：跟随性能指标和扰动性能指标。
15、动态降落的表达式为：(△Cmax/Cb) ×100％。
16、基频以上变频调速属于恒功率调速。
17、异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
18、两种最基本的直流调速方式为：调压调速方式和弱磁调速方式。
19、在典型II型系统性能指标和参数的关系分析中，引入了h，h 是斜率为–20dB/dec的中频段的宽度，称作中频宽。
20、Ws*＋W =W1* 是转差频率控制系统突出的特点或优点。
21、异步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。
2022年1月江苏省高等教育自学考试电力拖动自动控制系统(课程代码02297)
2022年1月江苏省高等教育自学考试电力拖动自动控制系统(课程代码02297)注意事项:1.本试卷分为两部分,第一部分为选择题,第二部分为非选择题。
2.应考者必须按试题顺序在答题卡(纸)指定位置上作答,答在试卷上无效。
3.涂写部分、画團部分必须使用2B铅笔,书写部分必须使用黑色字迹签字笔。
第一部分选择题-、单项选择题:本大题共10小题，每小题1分,共10分。
在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的,请将其迭出。
1.直流电动机定子主磁极的作用是产生A.电动势B.主磁通C.电流D.电磁力2.直流电动机中能产生感应电动势电流和电磁力实现机械能和直流电能相互转换的主要部件是A.电枢绕组B.励磁绕组C.主磁极D.换向极3.直流电动机的磁场保持不变,则其电枢感应电动势E.A.与电枢电流1.成反比B.与转速n成反比C.与电枢电流I。
成正比D.与转速n成正比4.忽略一次绕组的电阻和澜磁通时.空载运行的变压器一次侧电压与感应电动势的关系是A.U,-- EB.U,-EC.U.--E,D.U.=E,5.通常规定并联运行的变压器变比相差小于A.士0.5%B.士0.6%C.士0.7%D.士0. 8%6.交流电流互感器属于A.单绕组变压器B.双绕组变压器C.三绕组变压器D.自耦变压器7.三相异步电动机的额定电流是指电动机加额定电压.输出额定功率时A.定子绕组中的相电流B.转子绕组中的相电流C.定子绕组中的线电流D.转子绕组中的线电流8.三相异步电动机空载实验的目的是为了测定空载参数A.R。
和X。
B.R。
和X。
C.R.和X。
D.R.和X。
9.三相异步电动机的机械特性中,额定工作点B的特点是A. T.- Tw.s=0B. T.- Tw+s=1C. T.= Tw.s=对D. T=Tv.s=sa10.步进电动机的动态转矩T.与最大静转矩T.的关系是A.T.<T.B. T_=TmC. Ta>T。
D. T_∞T.第二部分非选择题二、填空题:本大题共10空,每空1分,共10分。
2021年10月自考机电力拖动自动控制系统(课程代码02297)
2021年10月江苏省高等教育自学考试电力拖动自动控制系统(课程代码02297)第一部分选择题一、单项选择题:本大题共10小题,每小题1分,共10分。
在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的,请将其选出。
1.并励直流电动机铭牌上的额定电流是指额定负载时的A.电枢电流B.电动机长期输人的电流C.励磁电流D,电动机长期输出的电流2.在运行条件相同的情况下.直流电动机空载与满载的起动电流相比A.一样大B.空载起动电流小于满载C.空载起动电流为零D.空载起动电流大于满载3.直流电动机电压为220V,带恒转矩负载运行,电枢电流为18A,此时若电压降低为110V,则稳定运行时的电枢电流A.等于0AB.小于18AC.等于18AD.大于18A4.一台型号为SL- 800/35的变压器,其35表示A.一次绕组的额定电压为35VB.二次烧组的额定电压为35VC.一次绕组的额定电压为35kVD.二次绕组的额定电压为35kV5.降压变压器空载运行是指变压器A.低压绕组开路B.高压绕组短路C.低压绕组短路D.高压绕组开路6.在其它条件不变的情况下,变压器从空载到额定负载运行时,一次绕组的电流A.减小B.增大C.时大时小.D.恒定不变7.改变三相异步电动机转子旋转方向的方法是A.改变定子绕组接线方式B.改变电源频率C.改变定子绕组电源的相序D.改变电源电压8.三相异步电动机当转子不动时,定、转子的电流频率f..f:的关系是A.f1=f2B.fi<f;C.f>f:D. f:=09.三相异步电动机转子回路申接电阻后,电动机的最大电磁转矩A.减小B.增大C.时大时小D.恒定不变10.步进电动机的三相六拍通电方式的顺序是A. A-AB-B-BCB.A-AB-B- BC-C-CA-AC. AB- BC- -CAD.B-AB-A- BC-C-CA-A第二部分非选择题二、填空题:本大题共10空,每空1分,共10分。
11.直流电动机电磁转矩公式Ta=COI。
《电力拖动自动控制系统》试题及答案
《电力拖动自动控制系统》试题一、填空题（本题 30分，每空1.5分）1、在直流电机调压调速系统中，电动机的最高转速为n N ，调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的关系是。
2、闭环系统可以获得比开环系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定的要求下，能够提高调速范围，为此所付出的代价是，须增设装置和电压放大器。
3、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，积分部分则最终消除。
4、转速、电流双闭环调速系统的静特性在时表现为转速无静差，这时，起主要调节作用。
5、工程设计方法的基本思路是，把调节器的设计方法分作两步：第一步，先选择调节器的结构，以确保系统稳定，同时满足所需的；第二步，再选择调节器的参数，以满足。
6、有环流可逆直流调速系统的典型控制方式是，即工作制。
7、当一组晶闸管整流工作时，让另一组晶闸管处在，但两组触发脉冲的错开得比较远，彻底杜绝了瞬时的产生，这就是错位控制的无环流可逆系统。
8、脉宽调制器是一个装置，由电流调节器 ACR 输出的控制电压进行控制。
9、串级调速系统可以实现异步电机的调速，而且具有高效率的调速性能，但所付出的代价是，增设。
10、在 s 值很小的范围内，只要能够保持不变，异步电动机的转矩就近似与成正比，这就是转差频率控制系统的基本概念。
二、判断题（本题10分，每小题1分）1、自动控制的直流调速系统，往往以调节电枢供电电压为主。
（）2、在V-M系统中，设置平波电抗器可以抑制电流脉动。
（）3、在电流断续时，V-M系统机械特性很软，理想空载转速翘得很高。
（）4、与晶闸管-电动机调速系统相比，直流脉宽调速系统开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都小。
（）5、转速、电流双闭环直流调速系统中，当电动机过载甚至堵转时，转速调节器可以限制电枢电流最大值，其快速自动保护作用。
（）6、按照典型II型系统设计转速调节器时，中频宽h可以任意选择。
（）7、按照典型II型系统设计转速调节器时，由典型II型系统的开环传递函数可知，K、T、τ都是待定符号。
《电力拖动自动控制系统》答案(全)
解：(1) ncl
nN S 1000 0.1 100 / 18 5.56r / min D(1 S ) 20 09
Ce
U N I N Ra 220 94 0.15 0.20597V min/ r nN 1000 nop I N R 94 0.45 205.44r / min Ce 0.2059
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 U g1 的脉冲变窄而导致 id 反向时，Ug2 变正，于是 VT2 导通， VT2 导通，VT1 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？
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
（K1 1 ） （ / K2 1 ） Dcl1 / Dcl 2 Dcl 2 K 1 30 1 2 1.94 Dcl1 K1 1 15 1
1-7 某 调 速 系 统 的 调 速 范 围 D=20 ， 额 定 转 速 n 1500r / min ， 开 环 转 速 降 落
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。 为此， 所需付出的代价是需增设电压放大器以及检测与反馈装置。 2）能。因为 n 着 U n 的变化而变化 3）能。因为转速和反馈电压比有关。 4）不，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。 1-9 在转速负反馈调节系统中，当电网电压、负载转矩，电动机励磁电流，电枢电流、电枢 电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对于上述各量有无 调节能力？为什么？ 答：系统对于上述各量中电网电压、负载转矩，电动机励磁电流，电枢电流、电枢电阻、有 调节能力。因为它们在闭环系统的前向通道中，对于测速发电机励磁各量发生变化，没有调 节能力。因为它不在闭环系统的前向通道中。 1-10 有一 V-M 调速系统，电动机参数为：
《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》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）。
02297电力拖动自动控制系统习题集附带参考答案
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. PIDB. PIC. PD. 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3 C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 2 cos B ． 1.17U 2 cosC ． 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. SPW 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19 .在定性的分析闭环系统性能时，截止频率3 c 越咼,则系统的稳定精度 A .越高 B.越低 C.不变 D.不确定20 .米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 AVFC. 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一一分析判断故障一一封锁 PWM 输出一一系统复位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23 . 24 . 恒5控制B.恒控制C.恒 控制D.恒E s 控制 SPW 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. K dB. K K p K sC. K K p K sD. K K P K SC 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、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》（第四版）习题答案
《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(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 × 0.0520 × (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）n op 307.6（4）闭环系统的开环放⼤系数为 K = ? 1 = ? 1 = 35.93 n clK 8.33 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 = 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.PIDB.PIC.PD.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,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.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.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
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，整流装臵采用三相桥式电路，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mHL 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臵的滞后时间常数：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。
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02297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.PIDB.PIC.PD.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，截止频率现越低，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ACRC.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.0.9U2cosB.1.17U2cosC.2.34U2cosD.1.35U2cos11 .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13 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3c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%控制B.恒E/1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一一分析判断故障封锁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.SPWM29 .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、D.PD28.转速负反馈调速系统的静特性方程中K 的表达式为A.K*C.K p K sC e D.K p K s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013 .负反馈的作用是稳—输出014 .静态环流可以分为直流平均环流和J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——空比来调节输出电压。
17 .SPWM控制技术包括单极件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谏范围和静差率。
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An与理想空载转速之比，称为静差率。
4 .ASR: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9 .ACR: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。
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？五、计算题1 .直流电机额定转速n N=375r/min,电枢电流额定值I dN=760A,允许过流倍数入=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)。