电气传动自动控制系统模拟题及答案

电气传动自动控制系统模拟题及答案

模拟试卷1：

一、填空（共10分，每题2分）

1. 常用的可控直流电源有旋转变流机组、、直流斩波器三种类型。

2. 晶闸管触发与整流装置的近似传递函数是。

3. 采用比例调节器的直流调速系统，考虑相同理想空载转速的情况，闭环静差率s cl与开环静差率s op的关系是s cl＝。

4. 一般来说，调速系统的动态指标以性能为主，而随动系统的动态指标以跟随性能为主。

5. 对于典型I型系统，开环放大倍数K越大，截止频率就越，系统响应就越，稳定性就越。

二、选择题（共10分，每题2分）

1. 晶闸管整流器的失控时间和 有关。

（A）整流器内阻 （B）晶闸管电流 （C）输入电压幅值 （D）脉波数

2. 试给出PI调节器的传递函数，并绘出用运算放大器的实现电路。

从频域特征上判断一个调速控制系统的性能

（A）截止频率高，响应就慢 （B）高频衰减快，抗干扰能力不强

（C）低频段增益高，稳态精度 （D）中频段越窄，稳定性越好

3. 电压负反馈的调速系统不能抑制 扰动。

（A）电网电压波动（B）调节器放大倍数变化

（C）晶闸管内阻变化（D）负载波动

4. 直流双闭环调速系统中通过变化就可以调整最大负载电流。

（A）速度给定 （B）电网电压

（C）电流调节器限幅 （D）速度调节器限幅

5. 典型I型系统可以无静差地跟踪信号

（A）斜坡信号 （B）阶跃信号 （C）加速度信号 （D）锯齿波信号

三、简答题（共40分，每题5分）

1. 试给出典型I型传递函数，并绘出其Bode图。

2. 在直流双闭环调速系统中，速度调节器有哪些作用？

3. 调速系统的精度主要取决于哪些因素？

4. 试绘出直流电动机的单闭环调速系统的静态结构图，结合该图说明闭环系统可以抑制哪些扰动。

5. 试绘出直流电机调压调速的机械特性和静特性。

6. 高频段小惯性环节如何近似处理？其近似条件是什么？

7. 常见的交流调速方法有哪些？各有何特点？

8. 试给出转速电流双闭环直流调速系统在稳态工作时的速度调节器和电流调节器输入和输出值。

四、 论述题（共20分，每题10分）

1. 试绘出双闭环直流电机调速系统的动态结构图，并绘图说明电机的起动过程。

2．一个被控对象的传递函数是

12(1)(1)K T s T s ++，其中T 1>T 2，试分析要将其校正成典型I 型系统，如何选择调节器的结构和参数。

五、 计算题（共20分）

1. 某直流调速系统电动机额定转速为1000rpm ，额定速降 Δn = 100r/min ，当要

求静差率10%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率20%，则调速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？

参考答案

一、

1. 晶闸管可控整流器

2. s s s ()1K W s T s

≈+ 3. 1op

S K +

4. 抗扰

5. 高，快，差

二、

1. （D ）

2. （C ）

3. （D ）

4. （D ）

5. （B ）

三、

1. 答：s ()(1)

K W s s Ts =+

2. 答：转速调节器的作用:

(1)转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速 n 很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI 调节器，则可实现无静差。

(2)对负载变化起抗扰作用。

(3)输出限幅值决定电机允许的最大电流。

3. 答：调速系统的精度主要取决于：

（1）给定电源的精度；

（2）反馈器件的精度；

（3）调节器的结构。

4. 答：

该闭环系统可以抑制：电网电压的波动、负载的变化、励磁电流的波动、调节器参数的波动。

5. 答：

6. 答：高频段多个小惯性环节可以等效为一个小惯性环节。

1

)(1)1)(1(13232++≈++s T T s T s T 3

2c 31T T ≤ω

7. 答：常见的交流调速方法有(1)降电压调速；(2)转差离合器调速；(3)转子串电阻调速；(4)绕线电机串级调速或双馈电机调速；(5)变极对数调速；(6)变压变频调速等等。

从转差功率的分类来看，属于转差功率消耗型的有（1）、（2）、（3）；属于转差功率不变型的有（5）、（6）；属于转差功率馈送型的有（4）。

8. 答：转速电流双闭环直流调速系统在稳态工作时的速度调节器和电流调节器输入和输出值分别为：

在稳态工作点上，

（1）转速 n 是由给定电压U *n 决定的；

（2）ASR 的输出量U *i 是由负载电流 I dL 决定的；

（3） 控制电压 U c 的大小则同时取决于 n 和 I d ，或者说，同时取决于U *n 和 I dL 。

四、1.

双闭环直流调速系统的起动过程分为三个阶段：

(1) 电流上升阶段：由于转速变化慢，转速调节器很快饱和――饱和时转速环相当于开环，ASR 输出限幅值 。

(2) 转速上升阶段：电机在最大电流下以恒加速度升速。

(3) 转速调整阶段：当电机转速上升到 >给定转速时，ASR 退饱和。

2. 对于双惯性对象12(1)(1)K T s T s ++，要将其校正成典型I 型系统，调节器的结构

应该选择为PI ，传递函数为：

s s K 11pi )

1(ττ+，

其中，调节器的参数应该选择：11T =τ

五、解：

（1）根据D 与s 的关系(1)N N n s D n s =Δ−，当s=0.1，

10000.110000.1 1.11100(10.1)1000.9

D ××===×−× （2）如果s=0.2，