电力拖动自控系统试题及答案

《电力拖动自控系统》课程综合复习资料

一、填空题

1．位置随动系统一般由五个部分组成，这五个部分分别是：位置传感器、电压比较放大器、、和减速器与负载。

2．对调速系统转速控制的要求主要集中在三个方面，具体为、和。其中和稳态性能指标相对应的是：和。

3．调压调速是直流调速系统的主要方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有三种，具体为：、和。

4．直流调速系统的主要形式是晶闸管－电动机调速系统，简称为系统。

5．常用的可逆PWM变换器的主电路的结构的结构型式有、型和等。6．在随动系统动态校正中，常用的有、和。

7．在闭环控制系统中，常优先考虑串联校正方案。由调节器可构成的超前校正，提高稳定裕度和改善快速性能；由调节器构成的滞后校正，可以保证系统的稳态精度；用调节器构成滞后－超前校正，兼具两者的优点。8．在晶闸管—电动机系统中，抑制电流脉动可采取的措施是：、和。

二、选择题

1．在直流电动机调速方法中，调速性能最好的是（）

A、减弱励磁磁通

B、调节电枢供电电压

C、改变电枢回路电阻

D、改变负载

2．与开环系统相比，闭环系统增加了反馈电路，反馈电路对干扰（）不起作用。

A、电压扰动

B、负载扰动

C、反馈电路元件的本身影响

D、负载冲击

3．位置信号检测装置是构成位置闭环控制所必不可少的环节。下列位置检测装置中，不属于电磁感应的是（）

A、自整角机

B、光电码盘

C、旋转变压器

D、感应同步器4．对闭环系统而言，控制精度依赖于给定和反馈检测精度，而反馈电路对干扰并不全起作用，主要对干扰（）起作用。

A、电压扰动

B、给定电源扰动

B、反馈电路元件的本身影响D、测速电机误差

5．调速系统和随动系统在控制中十分常用，两者的主要性能不同。对随动系统来说，主要是要求输出量准确地跟随给定量的变化，因此它的（）成了主要指标。

A、快速性

B、灵活性

C、跟随性能

D、准确性

三、简答题

1．某双闭环调速系统，ASR、ACR均采用近似PI调节器，试问：

①调试中怎么才能做到U im*=6V时，I dm=20A；如欲使U nm*=10V时，n=1000r/min，应调什么参数？

②如发现下垂特性不够陡或工作段特性不够硬，应调什么参数？

2．调速系统常用的稳态性能指标分为那几类？并写出相应的性能指标。

3．某直流电动机带动一恒转矩负载（即转矩不变），测得始动电压U d0=4V，当电枢电压U A=50V时，其转速n=1500r/min。若要求转速n=3000r/min，试问要加多大的电枢电压？

4．转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器的作用。

5．试比较串联校正中常用的三种方法的优缺点。

6．在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压△Ui是否为零？为什么？7．电流波形连续和断续对开环V－M调速系统机械特性的影响较大，电流连续段特性较硬，改变控制角可得到一簇彼此平行的直线；断续段则呈现非线性，理想空载转速高，特性软，内阻大。为了工作在电流连续区，须采取什么措施？

8．试比较开环系统机械特性和闭环系统机械特性的静特性。

9．某直流电动机带动一恒转矩负载（即转矩不变），测得始动电压U d0=4V，当电枢电压U A=50V时，其转速n=1500r/min。若要求转速n=3000r/min，试问要加多大的电枢电压？

10．对于转速单闭环调速系统来说，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，调整转速反馈系数能否改变转速？为什么？

11．试比较闭环控制系统中串联校正方案中PD、PI、PID三种方法。

12．环流的分类及抑制方法？

13．一组晶闸管供电的直流调速系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？它有哪几种型式？

14．直流斩波器有哪几种控制方式？

15．晶闸管调速系统中，在回馈制动时电机工作在哪几个象限？

16．试画出单闭环调速系统的原理图、稳态结构图和动态结构图。

四、绘图题

1．试画出双闭环调速系统的原理图和稳态结构图。

2．试对应绘出双闭环调速系统起动过程转速、电流变化曲线并注明图中各个阶段名称。

五、计算题

1．有一个V —M 调速系统，电机参数为：Pn=10KW ，Un=220V ，In=55A ，n n =1000r/min ，电枢电阻

Ω=1.0a R 。若采用开环控制系统，只考虑电枢电阻引起的转速降。

（1）要使静差率S=0.1，求系统的调速范围D 。 （2）要使调速范围D=2，其允许的静差率S 为多少？

（3）若要求调速范围D=10，静差率S=0.05，则允许的转速降为多少？

2．有一V －M 调速系统，电动机参数为P nom =2.5kw 、U nom ＝220V 、I nom ＝15A 、n nom =1500r ／min 、R a =2Ω，整流装置内阻R rec =1Ω，触发整流环节的放大系数K u =30，

要求调速范围D=20， 转差率s=10%。试：

（1）计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的稳态速降。 （2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图。

（3）调整该系统，使V U n 20*

=时转速n=1000r/min ，此时转速反馈系数应为多少？

（可认为*n

n U U ≈） （4）计算所需的放大器放大系数。

3．试分析双极性H 型变换器是如何实现系统可逆的？并画出相应的电压、电流波形。 4．被控对象的传递函数为

)

1s T )(1s T )(1s T )(1s T (K )s (W 43211

obj ++++=

式中，K 1＝2；T 1＝0.4s ；T 2＝0.08s ；T 3＝0.015s ；T 4＝0.005s 。 要求阶跃输入时系统的超调量σ%<5%。

试分别用I 、PI 和PID 调节器校正成典型Ⅰ系统，并设计各调节器参数并计算调节时间t s 。