带电流截止负反馈的转速闭环的数字式可逆

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带电流截止负反馈的转速闭环的数字式可逆直流调速系统的仿真与设计

运动控制课程设计报告姓名：学号：班级：电气三班指导老师：带电流截止负反馈的转速闭环的数字式可逆直流调速系统的仿真与设计一、设计目的应用所学的交、直流调速系统的基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行运动控制系统的初步设计。

应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立运动控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。

在原理设计与仿真研究的基础上，应用PROTEL进行控制系统的印制板的设计，为毕业设计的综合运用奠定坚实的基础。

二、设计参数1、直流电动机各参数如下：输出功率为:10Kw，电枢额定电压220V电枢额定电流 55A，额定励磁电流1A额定励磁电压220V，功率因数0.85电枢电阻0.1欧姆，电枢回路电感100mH电机机电时间常数1S，电枢允许过载系数1.5额定转速1430rpm2、环境条件：电网额定电压:380/220V，电网电压波动:10%环境温度:-40~+40摄氏度，环境湿度:10~90%3、控制系统性能指标：电流超调量小于等于5%空载起动到额定转速时的转速超调量小于等于30%调速范围D＝20，静差率小于等于0.03.三、调速系统方案选择直流变电压调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：①旋转电流机组适用于调速要求不高、要求可逆运行的系统但其设备多、体积大、费用高、效率低。

②静止可控整流器可通过调节触发装置的控制电压来移动触发脉冲的相位从而实现平滑调速且控制作用快速性能好提高系统动态性能。

③PWM(脉宽调制变换器)或称直流斩波器利用直流斩波器或脉宽调制变换器产生可变平均电压，与V—M系统相比，PWM系统在很多方面有较大的优越性：主电路线路简单，需要的功率器件少，开关频率高；电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；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；功率开关器件工作在开关状态，道通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率高；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流高。

电气安全知识竞赛题库

电气安全知识竞赛题库一、单项选择选择一个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。

每题1分。

)1. 一个完整的计算机系统包括( )。

A、计算机与其外围设备B、主机、键盘与显示器C、软件系统和硬件系统D、模拟电路部分和数字电路部分2. 小型变压器的绕制时，对铁心绝缘与绕组间的绝缘，按对地电压的( )倍来选用。

A、1.5B、2C、3D、43. 下列属于轮廓控制型数控机床是( )。

A、数控车床B、数控钻床C、加工中心D、数控镗床4. 机械工业中常用的润滑剂主要有( )大类。

A、2B、3C、4D、55. 内燃机中的曲柄滑块机构，应该是以( )为主动件。

A、滑块B、曲柄C、内燃机D、连杆6. 共发射极偏置电路中，在直流通路中计算静态工作点的方法称为( )。

A、图解分析法B、图形分析法C、近似估算法D、正交分析法7. 直流差动放大电路可以( )。

A、放大共模信号，抑制差模信号B、放大差模信号，抑制共模信号C、放大差模信号和共模信号D、抑制差模信号和共模信号8. 直流电动机转速不正常，可能的故障原因是：( )。

A、电刷位置不对B、启动电流太小C、电机绝缘老化D、引出线碰壳9. 计算机在电力传动的自动控制，一般分为( )。

A、生产管理级和过程控制级B、单机控制和多机控制C、直控级和监控级D、管理级和监控级10. 逆变器中的电力晶体管工作在( )状态。

A、饱和B、截止C、放大D、开关11. 在转速负反馈系统中，闭环系统的转速降减为开环系统转速降的( )倍。

A、1+KB、1+2KC、1/(1+2K)D、1/(1+K)12. 锥形轴与轮毂的键连接宜用( )联接。

A、楔键B、平键C、半圆键D、花键13. 数码寄存器的功能主要是( )。

A、产生CP脉冲B、寄存数码C、寄存数码和移位D、移位14. PLC可编程序控制器，整个工作过程分五个阶段，当PLC通电运行时，第四个阶段应为( )。

A、与编程器通讯B、执行用户程序C、读入现场信号D、自诊断15. 一直导体放在磁场中，并与磁力线垂直，当导体运动的方向与磁力线方向成( )夹角时导体中产生的电动势最大。

2011下电力拖动运动控制系统_试题(期末答案)C

第 1 页共 4 页西安科技大学高新学院2011—2012学年第期期末（中）考试试题（卷）院（系、部）：班级：姓名：学号：装订线装订线以内不准作任何标记装订线第 2 页共 4 页20 —20 学年第学期期末（中）考试试题（卷）院系：班级：姓名：学号：装订线装订线以内不准作任何标记装订线科目试卷类型考试班级五、答案1、（15分）2200.2368.60.136(min/)1500N a NNU R I Ce V r n --⨯===⋅0.568.612(/min)(1)0.136(120)N N R I n r Ce K ∑⨯∆===+⨯+ 1）15000.05 6.6(1)12(10.05)N N n SDn S ⨯===∆-⨯-2）min1500227(/min)6.6N n n r D===3）转速单闭环调速系统的动态结构图，如下图所示。

4）110.00167()22650ST s mf===⨯⨯ 0.030.06()0.5l L T s R ∑∑===22100.50.075()3753750.1369.55m e mGD R T s C C •⨯===⨯⨯22()0.075(0.060.00167)0.00167460.060.00167m l s sl sT T T T TT K ++⨯++==⨯≤即当K ≤46时系统是稳定的，现在K=20所以该系统是稳定的。

一、选择题（2.0分/每题，总计20分）B C D A A B B A C C二、判断题( 正确打√号，错误打×。

2.0分/每题，总计20分)√ √ √ √ √ X X √ X X 三、填空题（2.0分/每题，总计20分）1. 旋转变流机组、静止整流装置、直流斩波器或脉宽调制变换器。

2. 给定检测3. 环流4. 一个惯性5. 电流 PI6. 待整流，逆变7. Ws(s)≈22/(0.167s+1)8. 二相交流电动机直流电动机9. 跟随性最大速降扰动恢复时间扰动静差。

电力拖动自动控制系统运动控制系统-四版-复习题-考试题目

电力拖动自动控制系统运动控制系统-四版-复习题-考试题目直流调速系统判断:1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。

<）2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。

<）3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。

<）4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

<）5静差率和机械特性硬度是一回事。

< ）6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。

< ）7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk 的大小并非仅取决于速度定 Ug*的大小。

<）8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。

< ）9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。

<）10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。

<）11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。

< ）12α=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<）13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。

<）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。

<）15 闭环系统可以改造控制对象。

<）16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。

17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。

<）18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。

<）19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。

<）20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。

<）二选择题1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，< ）。

运动控制系统思考题答案

运动控制系统思考题答案【篇一：运动控制系统思考题课后习题答案完整版(1)】直流电动机有哪几种调速方式？各有那些特点？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-电动机系统比相控整流器-电动机系统能够获得更好的动态性能？答：a pwm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。

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），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直流pwm变换器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。

1.4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。

1.5答：不会1.7静差率s与调速范围d有什么关系？静差率与机械特性硬度是一回事吗？答：关系见书上公式。

静差率与机械特性硬度是不同的概念，硬度是指机械特性的斜率，一般说硬度大静差率也大；但同样硬度的机械特性，随着起理想空载转速的降低，其静差率会随之增大。

带电流截止负反馈的转速单闭环可逆调速系统设计心得

带电流截止负反馈的转速单闭环可逆调速系统设计心得在设计带有电流截止负反馈的转速单闭环可逆调速系统时，我获得了一些有价值的心得。

这种系统通常用于电机控制，通过闭环反馈来实现对电机转速的精确控制。

首先，设计一个合适的电流截止负反馈环路非常重要。

电流截止是一种常用的控制策略，通过将电流与设定值进行比较，然后根据比较结果调整控制信号来实现对转速的控制。

在设计负反馈环路时，需要注意选择合适的比例和积分增益来实现稳定的控制。

其次，选择合适的转速控制策略也是至关重要的。

常见的转速控制策略包括PID 控制、模糊控制和神经网络控制等。

根据实际需求和系统特点，选择最适合的控制策略能够提高系统的控制性能和稳定性。

此外，设计合适的传感器和测量电路也是设计可逆调速系统的重要一环。

转速传感器的准确性对于精确控制转速至关重要。

在选择传感器时，需要考虑其测量范围、精度和响应速度等因素。

最后，合理设计控制回路，并对系统进行充分的仿真和实验。

通过仿真和实验可以验证设计的合理性和系统的性能。

在仿真和实验中，可以对系统进行各种工况的测试，以确保系统在各种条件下都能稳定工作。

总结起来，设计带有电流截止负反馈的转速单闭环可逆调速系统需要考虑多个因素，包括负反馈环路设计、转速控制策略选择、传感器选择和系统仿真与实验。

通过综合考虑这些因素，可以设计出高性能和稳定的转速控制系统。

《自动控制技术》章节测试题(全)

第一章单闭环直流调速系统1-1 自动控制技术概述1、根据不同的信号源来分析，自动控制包含（ABC）几种基本控制方式。

A开环控制 B闭环控制 C 复合控制 D人为控制2、在自动控制系统中，若想稳定某个物理量，就该引入该物理量的（B ）A.正反馈B.负反馈C. 微分负反馈D. 微分正反馈3、控制系统输出量（被控量）只能受控于输入量，输出量不反送到输入端参与控制的系统称为（A）。

A、开环控制系统B、闭环控制系统C、复合控制系统D、反馈控制系统4、闭环控制系统是建立在（B）基础上，按偏差进行控制的。

A、正反馈B、负反馈C、反馈D、正负反馈5、闭环控制系统中比较元件把（A）进行比较，求出它们之间的偏差。

A、反馈量与给定量B、扰动量与给定量C、控制量与给定量D、输入量与给定量6、比较元件是将检测反馈元件检测的被控量的反馈量与（B）进行比较。

A、扰动量B、给定量C、控制量D、输出量7、偏差量是由（B）和反馈量比较，由比较元件产生的。

A、扰动量B、给定量C、控制量D、输出量8、在生产过程中，如温度、压力控制，当（D）要求维持在某一值时，就要采用定值控制系统。

A、给定量B、输入量C、扰动量D、被控量9、开环控制系统可分为（A C）。

A、按给定量控制的开环控制系统B、按输出量控制的开环控制系统C、前馈控制系统D、按输出量控制的反馈控制系统E、按输入量控制的反馈控制系统10、自动控制系统的信号有（A B C D）等。

A、扰动量B、给定量C、控制量D、输出量11、开环控制系统和闭环控制系统最大的差别在于闭环控制系统存在一条从被控量到输出端的反馈信号。

（√）12、偏差量是由控制量和反馈量比较，由比较元件产生的。

（×）1-2 调速系统性能指标1、调速控制系统的性能指标主要指：( CD )A最高转速 B最低转速 C调速范围 D静差率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）A．越小 B．越大 C．不变 D．不确定3、控制系统能够正常运行的首要条件是（B）A．抗扰性B．稳定性C．快速性 D．准确性4、调速范围是指电动机在额定负载情况下，电动机的（B）之比。

带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统设计与仿真运动控制实验报告

带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统设计与仿真一、设计要求系统稳定并无静差二、给定参数17,220,3000/min N N N P kw U V n r ===，I N =87.3A ，电枢回路电阻0.087a R =Ω，电感0.0032a L H =,励磁回路电阻181.5Ω,电动机的转动惯量20.76.J Kg m =三、闭环直流调速系统稳态参数的计算 1）额定负载时的稳态速降应为：m i n/12.6min /)02.01(1002.03000)1(r r s D s n n N cl =-⨯⨯≤-=∆2）闭环系统应有的开环放大系数：计算电动机的电动势系数： r V r V n R I U C N a N N e min/071.0min/3000087.03.87220⋅=⋅⨯-=-=闭环系统额定速降为：min /97.106min /071.0087.03.87r r C R I n e N op =⨯==∆闭环系统的开环放大系数为：5.16112.697.1061=-≥-∆∆=clop n n K003.0/max max n ==n U α3）计算运算放大器的放大系数和参数运算放大器放大系数K p 为:5.16/e p ≥=s K KC K α电枢回路的总电感为0.0032H电磁时间常数为037.0/l ==R L T 27/1l ==τK4)电流截止负反馈四加电网扰动（第8s电压220→240）负载扰动给定值扰动五、将PI调节器参数改变1.电网扰动（第8s电压220→240）2.负载扰动3.给定值扰动转速、电流双闭环直流调速系统设计与仿真一、设计要求系统稳定并无静差二、给定参数17,220,3000/min N N N P kw U V n r ===，I N =87.3A ，电枢回路电阻0.087a R =Ω，电感0.0032a L H =,励磁回路电阻181.5Ω,电动机的转动惯量20.76.J Kg m =三、电流调节器ACR 参数计算允许电流过载倍数λ=2；设调节器输入输出电压im nm **U U ==10V ，电力电子开关频率为f=l kHz ．首先计算电流反馈系数β和转速反馈系数α：06.0 I n im *==ββλU N U n nm *α= α=0.003s T 001.0s = ，电流环小时间常数为s T T T oi 002.0s i =+=∑电流调节器超前时间常数为s T K l i 015.0/1i ===τ 而对电流环开环增益局l K =250/5.0=∑i T ，于是ACR 的比例系数为：94.4/i l i ==s K R K K βτ 四、转速调节器ASR 参数计算选中频段宽度h=5。

202211电力拖动自动控制系统作业及答案

电力拖动自动控制系统作业19题1.电力牵引设备上最先进的可控直流电源是_直流斩波器或脉宽调制变换器__。

2.SPWM控制技术包括___和___两种方式。

单极性控制/双极性控制3.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全部以热能的形式消耗掉了4.异步电动机串级调速系统中,串级调速装置的容量( )。

A随调速范围的增大而增大5.在恒压频比控制的变频调速系统中,在基频以下变频调速时进行定子电压补偿,其目的是( )。

C维持气隙磁通恒定6.转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制( )。

C电机的气隙磁通7.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( )。

BPI8.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( )。

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9.一般的间接变频器中,逆变器起( )作用。

B调频10.带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。

( )正确答案错误11.电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的大小并非仅取决于速度定Ug* 的大小。

( )正确答案正确12.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。

( )正确答案错误13.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。

( )正确答案错误14.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。

( )正确答案正确15.异步电动机串级调速机械特性的特征是什么?正确答案1)在串级调速时,理想空载转速与同步转速是不同的。

当改变逆变角时,理想空载转差率和理想空载转速都相应改变;在不同的角下,异步电动机串级调速时的机械特性是近似平行的。

2)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。

3)串级调速时的最大电磁转矩比电动机在正常接线时的最大转矩有明显的降低。

16.交流异步电动机数学模型具有哪些性质?正确答案交流异步电动机数学模型具有高阶、非线性、强耦合、多变量的性质。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统课后参考答案第三四章

3-1 在恒流起动过程中，电枢电流能否达到最大值 I dm为什么答：不能达到最大值，因为在恒流升速阶段，电流闭环调节的扰动是电动机的反电动势，它正是一个线性渐增的斜坡扰动量，所以系统做不到无静差，而是I d 略低于I dm 。

3-2 由于机械原因，造成转轴堵死，分析双闭环直流调速系统的工作状态。

答：转轴堵死，则n=0,比较大,导致比较大,也比较大,然后输出电压较大，最终可能导致电机烧坏。

3-3 双闭环直流调速系统中，给定电压 Un*不变，增加转速负反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压 Un 和实际转速 n 是增加、减小还是不变答：反馈系数增加使得增大，减小，减小，减小，输出电压减小，转速n减小，然后会有所减小，但是由于α增大了，总体还是增大的。

3-4 双闭环直流调速系统调试时，遇到下列情况会出现什么现象答：（1）转速一直上升，ASR不会饱和，转速调节有静差。

（2）转速上升时，电流不能维持恒值，有静差。

3-5某双闭环调速系统，ASR、均采用 PI 调节器，ACR 调试中怎样才能做到Uim*=6V时，Idm=20A；如欲使 Un*=10V 时，n=1000rpm，应调什么参数答：前者应调节，后者应调节。

3-6 在转速、电流双闭环直流调速系统中，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，应调节系统中的什么参数答：转速n是由给定电压决定的，若要改变电动机转速，应调节给定电压。

改变Kn和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，应调节或者。

3-7 转速电流双闭环直流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：均为零。

因为双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调节器都不饱和时，PI调节器工作在线性调节状态，作用是使输入偏差电压在稳态时为零。

各变量之间关系如下：3-8 在双闭环系统中，若速度调节器改为比例调节器，或电流调节器改为比例调节器，对系统的稳态性能影响如何答：稳态运行时有静差，不能实现无静差。

带电流截止负反馈转速单闭环V-M不可逆直流调速系统

带电流截止负反馈转速单闭环V-M不可逆直流调速系统摘要晶闸管—电动机调速系统（V—M系统）在20实际60年代开始逐步取代G—M系统而成为20世纪后30年中直流调速系统的主要形式。

电源是静止装置，由电力电子AC/DC变换器供电。

输出电压可调的电力电子AC/DC变换器最常见的就是大家所熟悉的晶闸管可控整流器，通过改变晶闸管的可控整流器的控制角α来改变可控整流器输出电压的极性和大小。

采用转速负反馈和PI调节器的单闭环的调速系统可以再保证系统稳定的条件下实现转速无静差。

带电流截止负反馈的闭环直流调速系统的在对调速精度要求不高的，大功率容量的电机中的应用是非常广泛的，它具有控制简单方便，调速性能较好，设备成本低等的优点。

通过对单闭环调速系统的组成部分可控电源、由运算放大器组成的调节器、晶闸管触发整流装置、电机模型和测速电机等模块的理论分析，比较原始系统和校正后系统的差别，得出直流电机调速系统的最优模型。

然后用此理论去设计一个实际的调速系统。

关键词：稳态性能稳定性单闭环电流截止负反馈无静差目录第0章前言 (3)第1章课程设计内容 (3)第2章性能指标 (4)第3章方案论证...................................................... .. (5)第4章主回路与控制回路设计..................................... . (8)第5章参数计算 (15)第6章Matlab建模与仿真 (16)第7章总电气图 (25)第8章结束语 (26)第9章致谢 (27)第10 章参考文献 (28)前言为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统。

对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，而对调速指标较高的则采用多闭环系统。

按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。

在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。

在对调速性能有较高要求的领域常利用直流电动机作动力，但直流电动机开环系统稳态性能不能满足要求，可利用速度负反馈提高稳态精度，而采用比例调节器的负反馈调速系统仍是有静差的，为了消除系统的静差，可用积分调节器代替比例调节器。

【东北大学】21春学期《直流自动控制系统》在线平时作业3【答案】

21春学期《直流自动控制系统》在线平时作业3
红字部分为答案！
一、单选题
1.无静差单闭环调速系统，稳态时，转速的给定值与反馈值相同，此时调节器的输出________。

A.为0
B.正向逐渐增大
C.负向逐渐增大
D.保持恒定终值不变
2.在双闭环调速系统中，ASR的输出限幅值为()。

A.最小{图}角给定值
B.最大转速给定值
C.最大电流给定值
D.最小电流给定值
3.速度单闭环系统中，不能抑制______的扰动。

A.调节器放大倍数
B.电网电压波动
C.负载
D.测速机励磁电流
4.带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，
A.零
B.大于零的定值
C.小于零的定值
D.保持原先的值不变
5.在带转速微分负反馈的调速系统中，减小超调量可以调节()
A.转速反馈系数
B.转速微分滤波时间常数
C.转速调节器积分时间常数
D.转速微分时间常数
6.在双闭环直流调速系统的启动建流阶段，如果电流环响应过快，电枢电流急剧上升，为了保护电机，我们可以增加一个()
A.转速变化率环
B.激磁电流环
C.电枢电压环
D.电流变化率环
7.{图}
A.0.5 16.3%
B.0.8 1.5%
C.0.707 4.3%
D.1.0 0
8.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。

运动控制系统第四版思考题答案

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;2-8 泵升电压是怎样产生的对系统有何影响如何抑制答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时,由于二极管整流器的单向导电性,使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网,而只能向滤波电容充电,造成电容两端电压升高; 泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿;应合理选择滤波电容的容量,或采用泵升电压限制电路;2-9 在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中,为什么转速随负载增加而降低答：负载增加意味着负载转矩变大,电机减速,并且在减速过程中,反电动势减小,于是电枢电流增大,从而使电磁转矩增加,达到与负载转矩平衡,电机不再减速,保持稳定;故负载增加,稳态时,电机转速会较增加之前降低;2-10 静差率和调速范围有何关系静差率和机械特性硬度是一回事吗举个例子;答：D=nN/△n s/1-s;静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的, 而机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的;2-11 调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系为什么必须同时提才有意义答：D=nN/△n s/1-s;因为若只考虑减小最小静差率,则在一定静态速降下,允许的调速范围就小得不能满足要求；而若只考虑增大调速范围,则在一定静态速降下,允许的最小转差率又大得不能满足要求;因此必须同时提才有意义;2-12 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,调节转速反馈系数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已验证答：转速单闭环调速系统增加了转速反馈环节由转速检测装置和电压放大器构成 ,可获得比开环调速系统硬得多的稳态特性,从而保证在一定静差率下,能够提高调速范围; 改变给定电压能改变电动机转速;因为改变给定电压则改变实际转速反馈电压与给定电压的偏差,从而改变电力电子变换器的输出电压,即改变电动机的电枢电压,改变了转速; 调节转速反馈系数而不改变给定电压能改变转速;因为改变转速反馈系数则改变实际转速反馈电压,而给定电压不变,则电压偏差改变,从而电力电子变换器输出电压改变,即电动机电枢电压改变,转速改变; 若测速发电机励磁发生变化,则反馈电压发生变化,当给定电压一定时,则电压偏差发生变化,从而转速改变;故系统无克服测速发电机励磁发生变化干扰的能力;2-13 为什么用积分控制的调速系统是无静差的在转速单闭环调速系统中,当积分调节器的输入偏差电压△U=0 时,调节器的输出电压是多少它决定于哪些因素答：因为积分调节器能在电压偏差为零时仍有稳定的控制电压输出,从而克服了比例调节器必须要存在电压偏差才有控制电压输出这一比例控制的调速系统存在静差的根本原因; 当积分调节器的输入偏差电压为零时,调节器输出电压应为一个恒定的积分终值;它取决于输入偏差量在积分时间内的积累,以及积分调节器的限幅值;2-14 在无静差转速单闭环调速系统中,转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响为什么答：仍然受影响;因为无静差转速单闭环调速系统只是实现了稳态误差为零,因此若给点电源发生偏移,或者测速发电机精度受到影响而使反馈电压发生改变,系统仍会认为是给定或转速发生改变,从而改变转速,以达到电压偏差为零;2-15 在转速负反馈单闭环有静差调速系统中,当下列参数发生变化时系统是否有调节作用为什么已验证 1放大器的放大系数 Kp; 2供电电网电压 Ud; 3电枢电阻 Ra; 4电动机励磁电流 If; 5转速反馈系数α;答： 1有;假设 Kp 减小,则控制电压减小,则电力电子变换器输出减小,则电动机转速下降；而电动机转速下降,则反馈电压减小,则偏差电压增大,则控制电压增大,则转速上升; 2有;不解释; 3有;不解释; 4有;不解释; 5没有;不解释;2-16 在转速负反馈单闭环有静差调速系统中,突减负载后又进入稳定运行状态,此时晶闸管整流装置的输出电压 Ud 较之负载变化前是增加、减少还是不变在无静差调速系统中,突加负载后进入稳态时转速 n 和整流装置的输出电压 Ud 是增加、减少还是不变已验证答： 1Ud 减小;因负载减小,转速上升,反馈电压增加,给定电压一定,偏差电压减小, 控制电压减小,故输出电压减小; 2n 不变,Ud 增加;转速负反馈调速系统转速仅取决于给定电压,故不变；略;一、可以作为填空题或简答题的2-1 简述直流电动机的调速方法; 答：直流调速系统常以调压调速为主,必要时辅以弱磁调速 ,以扩大调速范围 , 实现额定转速以上调速 ;2-2 直流调压调速主要方案有G-M 调速系统,V-M 调速系统,直流 PWM 调速系统 ;2-3 V-M 调速系统的电流脉动和断续是如何形成的如何抑制电流脉动11-12 答：整流器输出电压大于反电动势时,电感储能,电流上升,整流器输出电压小于反电动势时,电感放能,电流下降;整流器输出电压为脉动电压,时而大于反电动势时而小于,从而导致了电流脉动; 当电感较小或电动机轻载时,电流上升阶段电感储能不够大,从而导致当电流下降时, 电感已放能完毕、电流已衰减至零,而下一个相却尚未触发,于是形成电流断续;2-4 看 P14 图简述 V-M 调速系统的最大失控时间;14 答：t1 时刻某一对晶闸管被触发导通,触发延迟角为α1,在 t2>t1 时刻,控制电压发生变化,但此时晶闸管已导通,故控制电压的变化对它已不起作用,只有等到下一个自然换向点 t3 时刻到来时,控制电压才能将正在承受正电压的另一对晶闸管在触发延迟角α2 后导通;t3-t2 即为失控时间,最大失控时间即为考虑 t2=t1 时的失控时间;2-5 简述 V-M 调速系统存在的问题;16 答：整流器晶闸管的单向导电性导致的电动机的不可逆行性; 整流器晶闸管对过电压过电流的敏感性导致的电动机的运行不可靠性; 整流器晶闸管基于对其门极的移相触发控制的可控性导致的低功率因数性;2-6 简述不可逆 PWM 变换器无制动电流通路与有制动电流通路各个工作状态下的导通器件和电流通路;17-18 2-7 调速时一般以电动机的额定转速作为最高转速;2-8 调速范围和静差率合称调速系统的稳态性能指标 ; 2-8 一个调速系统的调速范围,是指在最低转速时还能满足所需静差率的转速可调范围 ;2-9 简述转速反馈控制的直流调速系统的静特性本质; 答：在闭环系统中,每增加或减少一点负载,就相应地提高或降低一点电枢电压, 使电动机在新的机械特性下工作;因此闭环系统的静特性本质上就是无数开环机械特性上各取一个相应的工作点连接而成的;2-10 简述比例反馈控制的规律; 答：比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统；反馈控制系统的作用是抵抗前向通道的扰动,服从给定；反馈系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度 ;2-11 简述积分控制规律答：积分控制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; 2-12 比例调节器和积分调节器有何不同答：比例调节器的输出只取决于输入偏差的现状 ,而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史2-13 简述比例积分控制规律; 答：比例部分能迅速响应控制作用 ,积分部分则最终消除稳态偏差 ; 2-14 微机控制的调速系统有什么特点答：信号离散化,信息数字化 ; 2-15 旋转编码器分为哪几种各有什么特点答：绝对式编码器：常用语检测转角信号,若需要转速信号,应对转角微分; 增量式编码器：可直接检测转速信号;2-16 数字测速方法有哪些精度指标答：分辨率,测速误差率 ;2-17 采用旋转编码器的数字测速方法有M,T,M/T ;高低全2-18 为什么积分需限幅答：若没有积分限幅,积分项可能很大,将产生较大的退饱和超调;2-19 简述带电流截止负反馈环节转速反馈调速系统机械特性的特点;答：电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻 KpKsR,导致当 Id=Idcr 时,机械特性急剧下垂；比较电压 Ucom 与给定电压 Un 作用一致 , 相当于把理想空载转速提高到 n0`=KpKsUn+Ucom/Ce1+K;二、公式和特性1. 整流电压平均值： Ud0=m/πUmsinm/πcosα Um/m_ 单相全波 / 三相半波 / 三相全波 _√2U2/√2U2/√6U2/2/3/6调速系统机械特性方程：n=Ud0-IdR/Ce3.晶闸管整流器最大失控时间：Tsmax=1/mf4.调速范围定义式：D=nmax/nmin5.静差率定义式：s=△n/n6.闭环静特性与开环静特性： ncl=Ud0cl-IdR/Ce=KpKsUn-IdR/Ce1+Knop=Ud0op-IdR/Ce=KpKsUn-IdR/Ce7.调速范围,静差率和额定速降之间的关系式开环和闭环：D_=nN/△n_s/1-s△ncl= △nop/1+K 8.转速反馈控制直流调速系统的 K 定义式及表达式：K=KpKsα/Ce 9.临界开环放大倍数Kcr=TmTl+Ts+Ts^2/TlTs<KTl=L/R | Tm=GD^2R/375CeCm 10.各种数字测速方法其分辨率和测速误差率表达式： nM=60M1/ZTc | QM=60/ZTc | δM=1/M1 | nT=60f0/ZM2 | QT=Zn^2/60f0-Zn | δT=1/M2-1 | nMT=60f0M1/ZM2=nT M1 | QMT=60/ZTc=QM | δMT=｛低速—>δT | 高速—>δM | 11.连续式 PI 算式：ut=Kpet+1/τ∫0_tetdt 12.位置式 PI 算式：uk=Kpek+Tsam/τ∑i=0_kei 13.增量式 PI 算式：△uk=uk-uk-1=Kpek-ek-1+Tsam/τek调速-系统原理图： 2.无制动和有制动直流 PWM 变换器-电动机-电路原理图： 3.转速负反馈直流调速系统-系统原理图： 4.转速负反馈直流调速系统-静态结构图： 5.转速负反馈直流调速系统-动态结构图： 6.带电流截止负反馈的闭环直流调速系统-静态结构图： 1.有制动电流通路的不可逆PWM 变换器-直流电动机系统各工作状态下的电压和电流波形： 2.带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统-静特性：第3章三、思考题3-1 在恒流起动过程中,电枢电流能否达到最大值 Idm为什么答：不能;因为恒流升速过程中,电流闭环调节的扰动是电动机的反电动势,是一个线性渐增的斜坡扰动量,而电流闭环采用的 PI 调节器对斜坡扰动无法消除静差,故 Id 略低于 Idm;3-2 由于机械原因,造成转轴堵死,分析双闭环直流调速系统的工作状态; 未验证答：电动机堵转则转速恒为零,在一定的给定下,偏差电压相当大,从而使 ASR 迅速达到饱和,又电动机转速由于转轴堵死无法提升,故 ACR 无法退饱和,因此系统处于 ASR 饱和状态;3-3 双闭环直流调速系统中,给定电压 Un不变,增加转速负反馈系数α,系统稳定后转速反馈电压Un 和实际转速 n 是增加、减小还是不变已验证答：转速反馈系数α增加,则转速反馈电压 Un 增加,给定电压 Un,则转速偏差电压减小, 则 ASR 给定电压 Ui减小,则控制电压 Uc 减小,则转速 n 减小；转速 n 减小,则转速反馈电压 Un 减小,直到转速偏差电压为零；故稳态时转速反馈电压 Un 不变,且实际转速 n 减小;3-4 双闭环直流调速系统调试时,遇到下列情况会出现什么现象未通过验证,求姐 1电流反馈极性接反; 2转速极性接反;答： 1由于电流环的正反馈作用,电枢电流将持续上升,转速上升飞快,电动机飞车; 2由于转速环的正反馈作用,ACR 无法退饱和,电动机转速持续恒流上升;3-5 某双闭环调速系统, ASR、均采用 PI 调节器, ACR 调试中怎样才能做到 Uim=6V 时,Idm=20A；如欲使 Un=10V 时,n=1000rpm,应调什么参数答： 1调节电流反馈系数β=； 2调节转速反馈系数α=;3-6 在转速、电流双闭环直流调速系统中,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,应调节系统中的什么参数答：通常可以调节给定电压;改变 Kn 和 Ks 都不行,因为转速电流双闭环直流调速系统对前向通道内的阶跃扰动均有能力克服;也可以改变α,但目的通常是为了获得更理想的机械特性; 若要改变堵转电流,应调节电流反馈系数β;3-7 转速电流双闭环直流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：输入偏差电压皆是零;因为系统无静差; 则 ASR 输出电压 Ui=Ui=βId=βIdL；ACR 输出电压Uc=Ud0/Ks=见 P62;3-8 在双闭环系统中,若速度调节器改为比例调节器,或电流调节器改为比例调节器,对系统的稳态性能影响如何答：速度调节器对阶跃扰动的静差由 0 变为 1/1+Kn ,或电流调节器对阶跃扰动的静差由 0 变为1/1+Kc ,而对斜坡扰动的静差变得更大;3-9 从下述五个方面来比较转速电流双闭环直流调速系统和带电流截止负反馈环节的转速单闭环直流调速系统： 1调速系统的静态特性; 2动态限流性能; 3起动的快速性; 4抗负载扰动的性能; 5抗电源电压波动的性能; 答： 3-10 根据 ASR 和 ACR 的作用,回答均为 PIR已验证： 1双闭环系统在稳定运行中,如果电流反馈信号线断开,系统仍能正常工作吗 2双闭环系统在额定负载下稳定运行时,若电动机突然失磁,最终电动机会飞车吗答： 1稳态时转速不变,电流减小; 2不会飞车,而是停转;一、可以作为填空题或简答题的3-1 为了实现电流的实时控制和快速跟随 ,希望电流调节器不要进入饱和状态,因此, 对于静特性来说,只有转速调节器的饱和与不饱和两种情况 ;3-2 当两个调节器都不饱和且稳态时,它们的输入偏差电压分别为0 ;3-3 当 ASR 输出达到限幅值 Uim ,转速外环呈开环状态 ,转速变化对转速环不会产生影响,双闭环系统变成一个电流无静差的单电流闭环调节系统 ;稳态时,Id=Idm;3-4 电流限幅值 Idm 取决于电动机的容许过载能力和系统要求的最大加速度 ;3-5 简述采用两个 PI 调节器分别形成内外闭环的效果; 答：双闭环直流调速系统的静特性在负载电流小于 Idm 时表现为转速无静差, 此时转速负反馈起主要调节作用;当负载电流达到 Idm 时,对应于转速调节器为饱和输出 Uim,此时电流调节器起主要调节作用,系统表现为电流无静差,起到过电流的自动保护作用;3-6 简述 ASR 的退饱和条件; 答：当 ASR 处于饱和状态时,若实际转速大于给定转速,则反馈电压大于给定电压,使偏差电压小于零,则 ASR 反向积分,从而退饱和,返回线性调节状态; 3-7 简述转速电流负反馈控制电流调速系统起动过程;63 3-8 简述双闭环直流调速系统起动过程的特点; 饱和非线性控制；转速超调；准时间最优控制3-9 双闭环直流调速系统的抗扰性能主要包括抗负载扰动；抗电网电压扰动 ;3-10 简述双闭环直流调速系统中转速调节器的作用; 答：作为主导调节器,在转速动态过程中,使转速快速跟随给定电压变化,稳态时减小转速误差,采用 PIR 可实现无静差; 对负载变化其抗扰作用; 其输出限幅值决定电动机允许最大电流;3-11 简述双闭环直流调速系统中电流调节器的作用; 答：作为内环调节器,在转速调节过程中,使电流紧紧跟随给定电流变化; 对电网电压波动起及时抗扰作用; 在转速动态过程中,保证获得电动机最大允许电流,从而加快动态过程; 当电动机过载或堵转时, 限制电枢电流最大值, 起快速的自动保护作用; 一旦故障消失, 系统立即自动恢复正常;二、公式和特性稳态时： Un=Un=αn=αn0 Ui=Ui=βId=βIdL Uc=Ud0/Ks=Cen+IdR/Ks=CeUn/α+IdR/Ks2.转速反馈系数：α=Unm/nm3.电流反馈系数：β=Uim/Idm 1.转速电流反馈控制直流调速系统-系统原理图： 2.转速电流反馈控制直流调速系统-稳态结构图： 3.转速电流反馈控制直流调速系统-动态结构图： 1.时间最优的理想过渡过程： 2.双闭环直流调速系统静特性：第4章一、可以作为填空题或简答题的4-1 直流 PWM 可逆调速系统中当电动机停止时,电枢电压瞬时值零,是正负脉宽相等的交变脉冲电压 ,故电流也是交变的 ,称为高频微振电流 ,其平均值为 ,不能产生平均转矩 ;4-2 高频微振电流对电机有何影响答：消除电机正反向时的静摩擦死区,起动力润滑作用;同时也增大了电机的损耗;二、公式和特性1.双极式控制可逆 PWM 变换器输出电压平均值：Ud=2ton/T-1Us 1.调速系统四象限运行-示意图：2.桥式可逆 PWM 变换器电路-原理图：3.桥式可逆 PWM 调速系统主电路-原理图：第5章5-1 对于恒转矩负载,为什么调压调速的调速范围不大电机机械特性越软调速范围越大吗答：带恒转矩负载工作时,普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为 0<s<sm,sm 本来就不大,因此调速范围也不大;降压调速时,机械特性变软,但 sm 不变,故调速范围不变;5-2 异步电动机变频调速时,为何要电压协调控制在整个调速范围内,保持电压恒定是否可行为何在基频以下时,采用恒压频比控制,而在基频以上保持电压恒定答：因为定子电压频率变化时,将导致气隙磁通变化,影响电动机工作; 在整个调速范围内,若保持电压恒定,则在基频以上时,气隙磁通将减少,电动机将出力不足；而在基频以下时,气隙磁通将增加,由于磁路饱和,励磁电流将过大,电动机将遭到破坏; 因此保持电压恒定不可行; 在基频以下时,若保持电压不变,则气隙磁通增加,由于磁路饱和,将使励磁电流过大,破坏电动机,故应保持气隙磁通不变,即保持压频比不变,即采用恒压频比控制；而在基频以上时,受绕组绝缘耐压和磁路饱和的限制,电压不能随之升高,故保持电压恒定;5-3 异步电动机变频调速时,基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式为什么所谓恒功率或恒转矩调速方式,是否指输出功率或转矩恒定若不是,那么恒功率和恒转矩调速究竟是指什么答：在基频以下调速,采用恒压频比控制,则磁通保持恒定,又额定电流不变,故允许输出转矩恒定,因此属于恒转矩调速方式; 在基频以下调速,采用恒电压控制,则在基频以上随转速的升高,磁通将减少,又额定电流不变,故允许输出转矩减小,因此允许输出功率基本保持不变,属于恒功率调速方式; 恒功率或恒转矩调速方式并不是指输出功率或输出转矩恒定, 而是额定电流下允许输出的功率或允许输出的转矩恒定;5-4 基频以下调速可以是恒压频比控制,恒定子磁通φms、恒气隙磁通φm 和恒转子磁通φmr 的控制方式,从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点;答：恒压频比控制最容易实现,其机械特性基本上是平行下移,硬度也较好,能满足一般调速要求,低速时需适当提高定子电压,以近似补偿定子阻抗压降; 恒定子磁通φms、恒气隙磁通φm 和恒转子磁通φmr 的控制方式均需要定子电压补偿,控制要复杂一些;恒定子磁通φms 和恒气隙磁通φm 的控制方式虽然改善了低速性能,但机械特性还是非线性的,仍受到临界转矩的限制; 恒转子磁通φmr 控制方式可以获得和直流他励电动机一样的线性机械特性,性能最佳;5-5 常用的交流 PWM 有三种控制方式,分别为 SPWM、CFPWM 和 SVPWM,论述它们的基本特征及各自的优缺点; 答：略;5-6 分析 CFPWM 控制中,环宽 h 对电流波动与开关频率的影响; 答：略;5-7 三相异步电动机 Y 联结,能否将中性点与直流侧参考点短接为什么答：不宜;因为当电动机发生故障或不正常运行时其中性点可能会有不平衡电流流过;5-8 当三相异步电动机由正弦对称电压供电,并达到稳态时,可以定义电压相量 U、电流相量 I 等,用于分析三相异步电动机的稳定工作状态, 节定义的空间矢量 us、is 与相量有何区别在正弦稳态时,两者有何联系答：空间矢量位置固定如空间矢量 uAO 固定在 A 相绕组轴线上 ,但大小随时间变化；而相量大小是不变的如有效值相量其大小即为稳态时的有效值 ,但位置随相角变化; 稳态时,空间矢量相当于一种相角固定的瞬时值相量;5=9 采用 SVPWM 控制, 用有效工作电压矢量合成期望的输出电压, 由于期望输出电压矢量是连续可调的,因此,定子磁链矢量轨迹可以是圆,这种说法是否正确为什么答：不正确;尽管期望输出电压矢量是连续的,然而其作用时间是断续的,因此定子磁链矢量只能是断续的;5-10 总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律,若 Us=fω1,Is设置不当,会产生什么影响一般说来,正反馈系统是不稳定的,而转速闭环转差频率控制系统具有正反馈的内环,系统却能稳定,为什么答：一、可以作为填空题或简答题的5-1 简述矢量控制的基本思想;答：将逆变器和交流电动机视为一体, 以在电机内产生圆形旋转磁场为目标来控制变频器工作;。

电力拖动自动控制系统--运动控制系统_第四版_复习题_考试题目

直流调速系统一判断题1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。

（Ⅹ）2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。

（√）3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。

（√）4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

（√）5静差率和机械特性硬度是一回事。

（Ⅹ）6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。

（Ⅹ）的大小并非仅取决于7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk*的大小。

（√）速度定 Ug8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。

（Ⅹ）9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。

（Ⅹ）10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。

（√）11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。

（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。

（Ⅹ）12α=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（√）13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。

（Ⅹ）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。

（√）15 闭环系统可以改造控制对象。

（√）16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。

17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。

（√）18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。

（Ⅹ）19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。

（√）20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。

（√）二选择题1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（ A ）。

A ACR 抑制电网电压波动，ASR 抑制转矩波动 B ACR 抑制转矩波动，ASR 抑制电压波动 C ACR 放大转矩波动，ASR 抑制电压波动 D ACR 放大电网电压波动，ASR 抑制转矩波动2桥式可逆PWM 变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压d U 等于（B ）。

自动控制系统复习题(填空判断)

一、名词解释1.V—M 系统晶闸管-电动机调速系统2.调速范围电动机提供的最高转速与最低转速之比3.静差率负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速的比4.ASR转速调节器5.ACR电流调节器6.测速方法的分辨率衡量一种测速方法对被测转速变化的分辨能力7.PWM脉冲宽度调制8.SPWM正弦波脉宽调制9.SVPWM电压空间矢量PWM10.矢量控制通过矢量变换得到等效直流电动机模型，然后模仿直流电动机控制交流电机。

11.直接转矩控制利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩12.双馈调速系统功率既可以从转子馈入又可以馈出的系统称作双馈调速系统。

13.伺服系统精确地跟踪或复现某个给定过程的控制系统，也可称作随动系统。

二、判断题1.弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。

（×）2.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。

（√）3.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。

（√）4.直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

（√）5.静差率和机械特性硬度是一回事。

（×）6.带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。

（×）7.电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uc的大小并非仅取决于速度给定Un* 的大小（√）8.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。

（×）9.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。

（×）10.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。

（√）11.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。

（×）12.与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。

（×）13.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（√）14.电压闭环相当于电流变化率闭环。

2021年运控复习题

2021年运控复习题《运动控制系统》复习思考题第1章1.1、要想调节直流电动机的转速，有哪几种方法？各自有什么特点？ 1.2、常用的可控直流电源有哪几种？各自有什么特点？ 1.3、双极式控制的桥式可逆PWM变换器的工作原理及特点？ 1.4、什么叫泵升电压？怎样限制？1.5、调速系统的稳态性能指标有哪些？各是什么含义？ 1.6、开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系？ 1.7、闭环系统能减少稳态速降的实质是什么？1.8、掌握转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图。

1.9、带电流截止负反馈的闭环直流调速系统稳态结构框图。

1.10、掌握转速负反馈闭环直流调速系统动态结构框图。

1.11、掌握比例积分控制规律；无静差调速系统为什么能实现无静差？ 1.12、课本P50:1-4、1.5、1-6、1-7、1-8、1-9、1-10、1-11、1-12、1-13、1-14、1-151.13、由三相桥式全控整流电路供电的V-M系统，电动机数据如下：PN=90kW，UN=440V，IN=220A，nN=1800r/min，电枢电阻Ra=0.874?，忽略整流桥内阻和平波电抗器电阻，假设空载电枢电流为额定电流的10％，而且电流是连续的。

001）试求控制角?=0和30时的空载转速；2）若要在额定电流时达到额定转速，求此时的控制角?、系统功率因数以及静差率s。

00答：1）.?=0时的空载转速为2119r/min，30时的空载转速为1824r/min；2）. ?=28，cos?＝0.82，s＝0.03951.14、在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数变化时系统是否有调节作用，为什么？ 1）放大器的放大系数Kp 2）供电电网电压 3）电枢电阻 4）电动机励磁电流 5）电压反馈系数答：1）、2）参数变化时，系统有调节作用。

3）、4）、5）参数变化时，系统无调节作用。

1.15、试回答下列问题1）在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，突减负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较之负载变化前是增加、减少还是不变？2）在无静差调速系统中，突加负载后进入稳定时转速n和整流装置的输出电压Ud是增加、减少、还是不变？3）在采用PI调节器的单闭环自动调节系统中，调节对象包含有积分环节，突加给定后PI调节器没有饱和，系统到达稳态前被调量会出现超调吗？答：1）Ud减少 2）n不变，Ud增加 3）一定超调UN1.16、转速单闭环控制系统如下图所示，已知数据如下：电动机：PN?10kW，?220V，IN?55A，nN?1500r/min环节的放大倍数Ks，Ra?0.5?。

(完整word版)带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统设计..

目录摘要 (2)1主电路的设计 (2)1.1变压器参数的设计与计算 (2)1.2平波电抗器参数的设计与计算 (3)1.3晶闸管元件参数的计算 (4)1.4保护电路的设计 (4)2反馈调速及控制系统 (5)2.1闭环调速控制系统 (5)2.2带电流截止负反馈闭环控制系统 (5)2.3调节器设定 (9)2.4控制及驱动电路设计 (10)3参数计算 (11)3.1基本参数计算 (11)3.2电流截止负反馈环节参数计算与设计 (13)3.3调节器的参数设计与计算 (14)3.4调节器串联校正设计 (17)4总电气图 (18)5心得体会 (20)参考资料 (20)带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统设计摘要直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，并且直流调速系统在理论和实践上都比较成熟，是研究其它调速系统的基础。

在直流电动机中，带电流截止负反馈直流调速系统应用也最为广泛，其广泛应用于轧钢机、冶金、印刷、金属切割机床等很多领域的自动控制。

本次课设就带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统进行参数的设计。

1主电路的设计1.1变压器参数的设计与计算变压器副边电压采用如下公式进行计算： ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=N sh Td I I CU A nU U U 2min max cos αβVU C I I U A n V U V U Nsh T d 110)105.05.09848.0(9.034.2122205.0105.0109.034.221,220222min max =⨯⨯-⨯⨯+==========则取已知αβ因此变压器的变比近似为：45.311038021===U U K 一次侧和二次侧电流I 1和I 2的计算 I 1=1.05×287×0.861/3.45=75A I 2=0.861×287=247A 变压器容量的计算S 1=m 1U 1I 1=3×380×75=85.5kVA S 2=m 2U 2I 2=3×110×247=81.5kVAS=0.5×(S 1+S 2)=0.5×(85.5+81.5)=83.5kVA因此整流变压器的参数为：变比K=3.45，容量S=83.5kVA1.2平波电抗器参数的设计与计算U d =2.34U 2cos αU d =U N =220V, 取α=0° U 2=V U d 0171.9434.22200cos 34.2==I dmin =(5%-10%)I N ,这里取10% 则 L=0.693mH I U d 2308.375.171.00171.94693.0min 2=⨯⨯=⨯0067.0150010*===N nm n U α1.3晶闸管元件参数的计算晶闸管的额定电压通常选取断态重复峰值电压U DRM和反向重复峰值电压U RRM中较小的标值作为该器件的额定电压。

大二运动控制系统练习题

判断题1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。

（Ⅹ）2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。

（√）3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。

（√）4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

（√）5静差率和机械特性硬度是一回事。

（Ⅹ）6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。

（Ⅹ）7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k的大小并非仅取决于速度定 U g*的大小。

（√）8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。

（Ⅹ）9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。

（Ⅹ）10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。

（√）11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。

（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。

（Ⅹ）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。

（√）15 闭环系统可以改造控制对象。

（√）16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。

17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。

（√）18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。

（Ⅹ）19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。

（√）20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。

（√）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 BA．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,静差率AA．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不变型的调速系统是DA．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BA．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BA．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8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是AA．ACR B．AVR C．ASRD．ATR9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括DA.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DA．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CA．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AA．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BA．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AA．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BA．PI B．PD C．VR D．PID17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准CA．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DA ．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CA ．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BA ．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，恒? 控制方式控制性能最好C A ．恒1S ωU 控制 B ．恒1g ωE 控制 C ．恒1r ωE 控制 24．SPWM 技术中，载波是频率比期望波高得多的CA ．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BA．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CA．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CA．PID B．PWM C．SPWM D．PD29．采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于AA．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DA．电压方程B．磁链方程C．转矩方程 D．外部扰动31 直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（ A）。

东北大学智慧树知到“电气工程及其自动化”《直流自动控制系统》网课测试题答案5

东北大学智慧树知到“电气工程及其自动化”《直流自动控制系统》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.对于直流调速系统而言，快速系统的控制目标就是尽量缩短起动、制动时间，保证系统的快速性。

()A.正确B.错误2.闭环无静差系统实验，电动机刚起动就烧晶闸管快速熔断器，这是因为电流过大引起的，欲要使起动电流小下来，应减小系统中转速调节器的限幅值。

()A.正确B.错误3.有静差调速系统是依靠偏差进行调节; 无静差调速系统是依靠偏差的积累进行调节的。

()A.正确B.错误4.设∆nop和∆ncl分别表示开环和闭环系统的稳态速降，K表示闭环系统的开环放大系数，则∆nop与∆ncl的关系可表示为()。

A.B.C.D.5.双闭环调速系统中，在强迫建流阶段，两个调节器的状态是()。

A.ASR饱和、ACR不饱和B.ACR饱和、ASR不饱和C.ASR和ACR都饱和D.ASR和ACR都饱和6.无论在任何情况下，两组晶闸管绝对不允许同时加触发脉冲，当一组工作时，另一组的触发脉冲必须被封锁。

()A.正确B.错误7.直流电机启动过程的强迫建流阶段一般是指突加阶跃给定{图}开始到Id=Idm为止。

()A.正确B.错误8.在双闭环直流调速系统的启动建流阶段，如果电流环响应过快，电枢电流急剧上升，为了保护电机，我们可以增加一个()。

A.转速变化率环B.激磁电流环C.电枢电压环D.电流变化率环9.直流调速系统的静态指标主要有调速范围和静差率。

()A.正确B.错误10.理想空载转速n0相同时，闭环系统的静差率Sb与开环下的Sk之比为(); 闭环系统的调速范围与开环系统调速范围之比为()。

A.1B.0C.1+KD.1/(1+K)(K为开环放大倍数)11.在调速系统中，当电流截止负反馈参与系统调节作用时说明调速系统主电路电流()。

A.过大B.过小C.正常D.为零12.在无静差调速系统中，调节器一般采用()。

A.D调节器B.PD调节器C.PI调节器D.P调节器13.某系统的开环传递函数的一般形式为，n表示系统的阶数，若r=1，则该传递函数所对应的系统为()型系统。

带电流截止负反馈的转速闭环的数字式可逆