伺服运动控制试卷与答案南阳理工学院
南阳理工学院课程考试
参考答案与评分标准
考试课程：伺服运动控制学年学期：2011-2012-2
试卷类型：A 考试时间：2012-05-28
一、填空题：（每空1分，共20分）
1.伺服系统主要研究内容是机械运动过程中涉及的力学、机械学、动力驱动、伺服参数检测和控制等方面的理论和技术问题。
2.伺服系统的作用是接收来自控制装置的指令信号，驱动移动部件跟随指令运动，并保证动作的快速和准确。
3.半闭环伺服控制系统是指系统检测装置检测的不是系统最终的输出量，而是与系统输出具有对应关系的量来构成反馈。
4.光栅由光源、透镜、光栅和光敏元件构成，其中光栅包括：标尺光栅和指示光栅。
5.步进电机的角位移量和指令脉冲的个数成正比，转向与通电相序有关。它没有累积误差，具有良好的跟随性。
6.无刷直流电动机是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关线路三部分组成。
7.在伺服系统中，常用于速度检测的元件有直流测速机、交流测速机和光电编码器等。
8.霍尔效应用于位置识别就是将电流恒定，则输出霍尔电压唯一随B变化。
9.变频调速常分为基频以下调速和基频以上调速两个调速范围，其中，前者属恒转矩调速，后者属恒功率调速。
10.Clarke变换是将三相平面坐标系向两相平面直角坐标系进行的转换。
11.交流伺服驱动器的输入电源包括：主回路电源和控制回路电源两部分。
12.相位比较伺服系统常用的检测元件是旋转变压器和感应同步器。
13.脉冲比较伺服系统中脉冲的比较通常采用可逆计数器。
14.目前步进电机环形分配器有硬件环形分配器和软件环形分配器两种形式。
15.感应同步器的信号处理有鉴相型和鉴幅型两种方式。
二、判断题：（每题2分，共10分）（说明：认为陈述正确的在括号内打“√”；否则在括号内打“×”）
（√）1.步进电动机具有快速启停、精确步进以及能直接接收数字量的特点。
（√）2.交流伺服电机由于结构简单、成本低廉、无电刷磨损、维修方便，被认为是一种理想的伺服电机。
（╳）3.机床的点位控制是不仅实现由一个位置点到另一个位置点的精确移动，而且在移动和定位的过程中仍需要不断加工。
（╳）4.旋转变压器只能用于线位移的测量。
（╳）5.步进电动机主要用于开环控制系统，不能用于闭环控制系统。
三、单选题：（每题2分，共10分）（说明：将认为正确答案的字母填写在每小题的括号内）
（B）1．一般步进电动机的运行频率比启动频率。
A．低 B 高 C 相等 D 大小关系不确定
（D ）2.以下哪一项不是对伺服系统的基本要求。
A 稳定性好
B 精度高
C 快速响应无超调
D 高速，转矩小
（A ）3.通过以下哪种方式可以进一步减小步进电机的步距角，从而提高其走步精度。 A 细分 B 提高频率 C 减小电源电压 D 改变控制算法
（B ）4.使用感应同步器作为位置检测装置，从而构成位置闭环的控制系统属于何种控制方式。
A 开环
B 闭环
C 半闭环
D 前馈
（A ）5.无刷直流电动机的换相状态由以下什么因素决定。
A 转子的位置
B 位置传感器的安装位置
C 电机的电流
D 电机的电压 四、简答题：（每题5分，共30分）
1.怎样区别进给伺服系统和主轴伺服系统？ 参考答案：进给伺服系统：完成各坐标轴的进给运动，具有定位和轮廓跟踪功能，是数控机床中要求最高的伺服控制系统。（3分）主轴伺服系统：实现主轴的旋转运动，提供切削过程中的转矩和功率。主要是一个速度控制系统。（2分）
2.怎样利用旋转变压器的鉴幅工作方式进行角位移的测量？
参考答案：在鉴幅型工作方式下，旋转变压器的两相正交定子绕组分别加上相位相等、频率相同而幅值不同的励磁电压，（2分）即：V1=-V1m sin ωt ，V2=V2m sin ωt ，V1m=Vmcos ，V2m=Vmsin 。这两相励磁电压在转子绕组中产生的感应电动势为：
（1分） 可见，旋转变压器转子绕组感应电动势的幅值严格地按转子转角θ的变化而变化。若θ=Ф，则E2＝0。实际应用中，可根据转子绕组感应电动势的大小(即励磁幅值)，不断修改定子绕组励磁信号的Ф，使其跟踪θ的变化，以测量角位移θ。（2分）
3.提高光栅分辨精度的措施有哪些？
参考答案：措施1：提高刻线精度；增加刻线密度（有局限性，刻线密度不能超过200条线/mm ）。（3分）措施2：采用倍频的方法获得高的分辨精度。（2分）
4.什么是步进电机的串行控制方式？什么是步进电机的并行控制方式？
参考答案：具有串行控制功能的单片机系统与步进电动机驱动电源之间，具有较少的连线，所以在这种系统中，驱动电源中必须含有环形分配器。（3分）用微型计算机系统的多个端口直接去控制步进电动机各相驱动电路的方法称为并行控制。（2分）
5.三相永磁无刷直流电动机与一般的永磁有刷直流电动机相比，在结构上有什么不同之处？ 参考答案：
① 用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极；（2分） ② 用具有三相绕组的定子取代转子电枢；（1分）
③ 用逆变器和转子位置检测器组成电子换向器，取代有刷直流电动机的机械换向器和电刷。（2分）
6.根据下图说明脉冲比较电路中脉冲分离的作用是什么?
参考答案：在使用可逆计数器进行脉冲比较时，指令脉冲F 和反馈脉冲Pf 到来的时刻可能错开或重叠。如果二者同时进入可逆计数器，则会出现信号的竞争而产生误操作。因此不允许这样的情况出现，必须在F 和Pf 进入可逆计数器之前先进行脉冲分离处理。（3分）
t sin )sin(nV cos nV in s nV u m 213ω?θ-?=θ+θ=
脉冲分离的方法：若加、减脉冲同时到来时，则由硬件逻辑电路保证先作加法计数，然后经过几个时钟周期的延时再作减法计数。这样，可保证两路计数脉冲信号均不会丢失。（2分）
Q
M
N
Q
2
3
1
U2:A 7402
5
6
4
U2:B
7402
8
9
10
U2:C 7402
11
12
13
U2:D
7402
2
3
1
U3:A
7402
D 2Q
5
CLK
3
Q
6
S
4
R
1
U4:A
7474
D 12Q
9
CLK
11
Q
8S
10
R
13
U4:B
7474
D 2Q
5
CLK
3
Q
6
S
4
R
1
U5:A
7474
D 12Q
9
CLK
11
Q 8S
10
R
13
U5:B
7474
CX
10
RX/CX
11
RINT 9A13
A24B 5
Q 6Q
1
U6
74121
CLK
CX
10
RX/CX
11RINT 9A13A24B 5
Q 6Q
1
U7
74121
U2:B(Y)
U2:D(Y)
CEXT
1000pF
REXT
10k
+5v
C2
1000pF
R2
10k
+5v
+5v
1
SRG8R
C1/->
&1D
13
2
456108
1112913
U1
74164
ff-
fp+fp-ff+
+5v
五、分析与计算题：（每题15分，共30分）
1.若一台三相反应式步进电动机，其步距角为1.2°/0.6°,试问：（1）1.2°/0.6°表示什么意思？（2）转子齿数为多少？（3）写出三相六拍运行方式正反转的通电顺序。（4）在A 相测得的电源频率为500Hz 时，求三相三拍和三相六拍每分钟的转速为多少？（15分） 答案要点：
（1）此步进电机的全部方式的步距角是1.2°，半步方式的步距角为0.6°。 （3分）
（2） （3分）
（3）A CA C BC B AB A →→→→→→三相六拍正转：
A BA
B CB
C AC A →→→→→→三相六拍反转：
（4分） （4）三相三拍： 三相六拍：
（5分）
2.利用以下百格拉步进电机伺服驱动器如何构建一个步进电机控制系统：（1）请画出系
统框图；（2）说明步进驱动器的各接口该连接何种信号（任选一种工作方式）？（3）并写出调试的基本步骤。（15分） 答案要点：
（1）计算机
PLC
步进驱动器
步进电机
RS232
（4分）
（2）PULSE ：脉冲信号输入端，每一个脉冲的上升沿使电机转动一步。
DIR ：方向信号输入端。
CW ：正转信号，每个脉冲使电机正向转动一步。 CCW ：反转信号，每个脉冲使电机反向转动一步。 RESET ：复位信号。
个齿。（三相六拍），即100100z 6.0z
*3*2360kmz
3601
=→===θ
（三相三拍）
2.1001*3*1360kmz 3602===θ min
/r 50100*3
*260
*005kmz 60*f n ===
min /r 100100
*3*160*005kmz
60*f n ===
READY ：输入报警信号。
U 、V 、W 接电机动力线，PE 是地；
L 、N 、PE 接驱动器电源。 （5分） PULSE ＋与CW ＋，PULSE －与CW －，DIR ＋与CCW ＋，DIR －与CCW －对应同一个接口，按控制方式不同给出两种定义名称；可以用两相脉冲输出（CW/CCW ）方式进行控制，也可以用（PULSE+DIR ）方式控制。上位机的控制信号可以高电平有效，也可以低电平有效。当高有效时，把所有控制信号的负端连在一起作为信号地，低有效时，把所有控制信号的正端连在一起作为信号公共端。 （2分） （3）调试基本步骤是：a.选择工作方式，进行硬件接线；b.PLC 和计算机编程；c.系统调试 （4分）
STEP1ON
1 2 3 4PULES.SYS
CURR.RED STEP2PACER W WD3-007
PE
N L PE U V DC-DC+READY-READY+RESET-RESET+DIR-/CCW-DIR+/CCW+PULSE-/CW-PULSE+/CW+MOT.CURR FLT
TEMP RDY C 40
F E
D 2
138A
9B 7
65
最新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1精编版
2020年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1精编版
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 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） 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 3与机组相比，相控整流方式的优点是（A、B、C、D ），缺点是（ E、F ）。 A 功率放大倍数小于1000倍 B 可逆运行容易实现 C 控制作用的快速性是毫秒级 D 占地面积小，噪音小 E 高次谐波丰富 F 高速时功率因数低 4系统的静态速降△ned一定时，静差率S越小，则（C ）。 A 调速范围D越小 B 额定转速?Skip Record If...?越大
运动控制系统试卷-答案全
一、选择填空：（每空2分、共20分） 1、一个调速系统的调速范围，是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案：（ 1 ） １)最低速；２)最高速； ３)平均速；４)不能确定； 2、闭环调速系统可以获得比开环调速系统的稳态特性。 答案：（ 2 ） １）硬得不多；２）硬得多； ３）软得多；４）软得不多； 3、无静差调速系统的最高转速n max，最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案：（ 2 ） １）n max/U*nmax２）U*nmax/n max ３）n max×U*nmax４）不确定 4、反并联无环流配合控制的条件是答案：（ 4 ）１）α＋β＝240o２）α＋β＝300o ３）α＋β＝360o 4）α＋β＝180o 5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时，。答案：（ 4 ）１）正、反组同时封锁；２）封锁正组开放反组； ３）正、反组同时开放；４）封锁反组开放正组； 6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波，它是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压波形是。答案：（ 3 ） １）锯齿波；２）正弦波 ３）矩形波；４）不能确定； 7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波，它是一个相当于一个恒流源，输出交流电流波形是。答案：（ 1 ） １）矩形波；２）正弦波 ３）锯齿波；４）不能确定；
8、SPWM变频器中，如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做方式。答：（ 3 ） １）多极性控制；２）双极性控制； ３）单极性控制；４）没用定义 9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案：（ 2 ）１）磁场；２）转矩； ３）转速；４）转差率； 10、矢量控制系统是控制系统。答案：（ 2 ） １）静止坐标；２）旋转坐标； ３）极坐标；４）不能确定； 二、什么是有静差闭环调速系统怎样减少静差什么是无静差闭环调速系统怎样实现（12分） 答：系统在稳态时，需要一定的速度偏差来维持的速度控制系统为有静差调速系统。减少静差的方法是提高系统的开环放大倍数，但不能消除静差。系统在稳态时，不需要速度偏差来维持的速度控制闭环调速系统为无静差系统。实现的办法是通过采用积分环节或比例积分环节。 三、简述双闭环调速系统在电机起动时两个调节器的工作过程及工作状态。在双闭环调速系统时，电流环按几型系统设计速度环又按几型系统设计（12分） 答: 双闭环调速系统在电机起动过程中转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况：1.起动初始阶段：由于速度调节器的输入偏差电压比较大，比例积分环节很快进入饱和状态，速度环开环，电机以最大电流起动，此时电机转速变化不大，电流调节器ACR 一般不饱和。2.恒流升速阶段：起动过程中的主要阶段，此时速度调节器一直处于饱和状态，速度环开环，为了保证电流环的主要调节作用，在起动过程中电流调节器不饱和。电机以最大电流加速，
电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后参考答案第五六七章(仅供参考)
第五章 思考题 5-1 对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？ 答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0 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） 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） 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。（√） 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．PID B．PI C．P D．PD 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,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不变型的调速系统是 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,则系统的稳态精度 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 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．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 08级电子专业《飞行管理与自动飞行控制系统》复习题 第一章 飞行力学 1. 三种飞机运动参数各自描述的是哪两个坐标系之间的关系？8个运动参数的准确定义和正负的规定？ 1）姿态角：机体轴系与地轴系的关系。 俯仰角：机体纵轴与其在地平面投影线之间的夹角。以抬头为正； 偏航角：机体纵轴在地平面上的投影与地面坐标系OX 轴之间的夹角。以机头右偏航为正 滚转角：又称倾斜角，指机体竖轴（飞机对称面）与通过机体轴的铅垂面间的夹角。飞机右倾斜时为正。 2）飞机的轨迹角：速度坐标系与地理坐标系之间的关系。 航迹倾斜角：飞行地速矢量与地平面间的夹角，以飞机向上飞时为正； 航迹偏转（方位）角：飞行地速矢量在地平面上的投影与地理坐标系OX 轴之间的夹角，以速度在地面上投影在地轴之右时为正； 航迹滚转角：飞行地速矢量的垂直分量与飞行地速矢量及其在水平面上的投影组成的平面之间的夹角，以垂直分量在平面之右为正。 3）气流角：空速向量与机体轴系的关系 迎角：空速向量在飞机对称面上的投影与机体轴的夹角，以速度向量的投影在机体轴之下为正（飞机的上仰角大于轨迹角为正）； 侧滑角：速度向量与飞机对称面的夹角。以速度向量处于飞机对称面右边时为正。 2. 飞机升力的定义？方向的规定？升力的产生与什么部件有关？飞机升力的组成部分？与空速的关系？机翼产生升力的原理？ 升力L:飞机总的空气动力R Za 轴的分量,向上为正.产生升力的主要部件是飞机的机翼. 机翼的升力：机翼升力与机翼面积,动压成正比。 机身的升力： 。和速度平方成正比。 平尾的升力：与速度无关。 3. 舵面偏转及其引起的操纵力矩的方向的规定？驾驶员是如何操纵这些飞机舵面的？ 操纵舵面的铰链力矩 定义：铰链力矩就是作用在舵面上的空气动力的合力对舵面铰链转轴所形成的力矩。 正负：定义迫使舵面正向偏转的铰链力矩He 为正。 升降舵：其正向的铰链力矩迫使其向下偏转； 方向舵：其正向的铰链力矩迫使其向左偏转； 副翼：其正向的铰链力矩迫使“左上右下”偏转； 4. 横侧向气动力由哪些因素会引起侧力？如侧滑角。。。。 只有在不对称的气流作用下才会有侧力。 侧滑角β引起的侧力；偏转方向舵δr 引起的侧力 滚转角速度P 所引起的侧力；偏航角速度r 所引起的侧力 5. 侧向力矩由哪些因素会引起滚转力矩？各力矩的名称？产生的原因？作用是什么？ 侧滑角β引起的滚转力矩LA(β)：滚转力矩主要由机翼和立尾在侧滑角β≠0时产生的。b Lb b S V C L )21(2∞∞=ρ 南京农业大学试题纸 2011学年第一学期课程类型：必修试卷类型：A 基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点，但负载的变化将导致磁通的改变，因此采用定子电流补偿控制，根据定子电流的大小改变定子电压，可保持磁通恒定，从而解决了负载改变的扰动问题。 4. 变频能节能，请说明原因。 三．问答（40’） 1. 画出运动控制系统以及组成，并分析各个组成单元的作用？请举例说明实际项目中各个组成部分及其对应关系？ 2. 直流电机的转速公式是什么？通常改变直流电机转速有哪几种方法，各有什么优缺点？ 可以用强磁的方式来调速吗，为什么？对于调节电枢电压调速，为什么必须在额定电压以下进行调速？ 答： n=U-IR/KeФ 方法有：1。调节电枢供电电压U；2。减弱励磁磁通Ф；3。改变电枢回路电阻R。 对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。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，在额定转速以上做小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。 对于调节电枢电压调速，必须在额定电压以下进行调速，因为当电枢电压大于额定电压时，电机电线的绝缘层会被烧坏 3．名词解释PWM、SPWM 、CFPWM 、SVPWM。 p.w.m。脉冲宽度调制。：控制逆变器中电力电子器件的开通或关断，输出电压为幅值相等，宽度为按一定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替期望的输出电压。 s.p.w.m。正弦脉冲调制。：以频率与期望的输出电压波形相同的正弦波作为调制波，以频率比期望高的多的等腰三角波作为载波，当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得幅值相等，宽度按正弦规律变化的脉冲序 考试题型及分数分配 1 判断题（20 分，10~20 小题）范围广， 2 选择题（20 分，10~20 小题）内容深，细节区分 3 填空题（10 分，10 小题） 4 设计题（10 分，2 小题） 5 简述题（10 分，2 小题） 6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法 异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算 7 分析计算题（20 分，3 小题） 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。（V） 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。（V） 4 直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（V） 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。（V） 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。（V） 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 ） 12a = ^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（V） 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。（V） 一、选择填空: ( 每空2分、共20分) 1、一个调速系统的调速范围, 是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案: ( 1 ) １)最低速; ２)最高速; ３)平均速; ４)不能确定; 2、闭环调速系统能够获得比开环调速系统的稳态特性。 答案: ( 2 ) １) 硬得不多; ２) 硬得多; ３) 软得多; ４) 软得不多; 3、无静差调速系统的最高转速n max, 最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案: ( 2 ) １) n max/U*nmax２) U*nmax/n max ３) n max×U*nmax４) 不确定 4、反并联无环流配合控制的条件是答案: ( 4 ) １) α＋β＝240o２) α＋β＝300o ３) α＋β＝360o 4) α＋β＝180o 5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时, 。答案: ( 4 ) １) 正、反组同时封锁; ２) 封锁正组开放反组; ３) 正、反组同时开放; ４) 封锁反组开放正组; 6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波, 它是一个内阻为零的恒压源, 输出交流电压波形是。答案: ( 3 ) １) 锯齿波; ２) 正弦波 ３) 矩形波; ４) 不能确定; 7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波, 它是一个相当于一个恒流源, 输出交流电流波形是。答案: ( 1 ) １) 矩形波; ２) 正弦波 ３) 锯齿波; ４) 不能确定; 8、 SPWM变频器中, 如果在正弦调制波的半个周期内, 三角载波只在正或负的一种极性范围内变化, 所得到的SPWM波也只处于 一个极性的范围内, 叫做方式。答: ( 3 ) １) 多极性控制; ２) 双极性控制; ３) 单极性控制; ４) 没用定义 9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案: ( 2 ) １) 磁场; ２) 转矩; ３) 转速; ４) 转差率; 10、矢量控制系统是控制系统。答案: ( 2 ) １) 静止坐标; ２) 旋转坐标; 目录 ㈠直流调速系统（复习）P4 ㈡交流调速系统（回顾）P9 ㈢交流异步电动机变频调速的理论基础P13 ㈣交流异步电动机矢量变换控制P17 ㈤交流异步电动机直接转矩控制P20 ㈥PWM 和 SPWM P31 ㈦双馈调速和内反馈P36 ㈧绕线转子异步电动机串级调速系统P42 ㈨无速度传感器调速系统P46 ㈩同步电机变频调速系统P52 (十一) 开关磁阻电动机调速控制技术P56 (十二) 双定子电机调速系统P75 (十三) 直线电机调速系统P82 一、复习：直流调速系统 问题1-1：电机的分类？ ①发电机（其他能→电能）直流发电机 3 交流发电机 ②电动机（电能→其他能）直流电动机：有换向器直流电动机（串励、并励、复励、他励） 无换向器直流电动机（又属于一种特殊的同步电动机） 交流电动机：同步电动机 异步电动机：鼠笼式 绕线式 ：伺服电机 旋转变压器 控制电机自整角机 力矩电机 测速电机 步进电机（反应式、永磁式、混合式） 问题1-2：衡量调速系统的性能指标是哪些？ ①调速范围 D=n max/n min=n nom/n min ②静差率 S=△n nom/n0*100%对转差率要求高.同时要求调速范围大（D 大 S 小）时.只能 用闭环调速系统。 ③和负载匹配情况： 一般要求：恒功率负载用恒功率调速.恒转矩负载用恒转矩调速。 问题1-3：请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点.并说明今后电力传动系统的发展的趋势. * 直流电机调速系统优点：调速范围广.易于实现平滑调速.起动、制动性能好.过载转矩大.可靠性高.动态性能良好。缺点：有机械整流器和电刷.噪声大.维护困难；换向产生火花.使用环境受限；结构复杂.容量、转速、电压受限。 * 交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉.使用环境广.运行可靠.便于制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。 缺点：调速性能比直流电机差。 * 发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统.达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统. 问题1-4：直流电机有哪几种？直流电机调速方法有哪些?请从调速性能、应用场合和优缺点等方面进行比较. 哪些是有级调速？哪些是无级调速？ 直流电动机中常见的是有换向器直流电动机.可分为串励、并励、复励、他励四种.无换向器 直流电动机属于一种特殊的同步电动机。 根据直流电机的转速速。n U IR K e 公式.调速方法有变压调速、变电阻调速和变转差率调 调压调速：调节电压供电电压进行调速.适应于：U≤U nom.基频以下.在一定范围内 无级平滑调速。弱磁调速：无级.适用于Φ≤Φnom.一般只能配合调压调速方案.在基频以上(即 4 运动控制系统 课后习题答案 2.2 系统的调速范围是1000~100min r , 要求静差率s=2%, 那么系统允许的静差转速降是多少? 解: 10000.02(100.98) 2.04(1)n n s n rpm D s ?==??=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 2.3 某一调速系统, 在额定负载下, 最高转速特性为0max 1500min n r =, 最低转速特性为 0min 150min n r =, 带额定负载时的速度降落15min N n r ?=, 且在不同转速下额定速降 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: 1) 调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下) max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V, I N =378A, n N =1430r/min, Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时, 求系统的调速范围。如果s=30%时, 则系 统的调速范围又为多少? ? 解 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。已知直流电动机 主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V?min/r,求: ( 1) 当电流连续时, ? ( 2) ? ( 3) 若要满足D=20,s≤5%的要求, 为多少? 解 2.6 有一晶闸管稳压电源, 其稳态结构图如图所示, 已知给定电 晶闸管装置放大系数 反馈系数γ=0.7。求: ( 1) 若把反 馈线断开? 开环时的输出电压是闭环是的多少倍? ( 3) 若把反馈系数减至γ=0.35, 当保持同样的输出电压时, 给定电压 应为多少? 解 南阳理工学院课程考试 参考答案与评分标准 考试课程：伺服运动控制学年学期：2011-2012-2 试卷类型：B 考试时间：2012-05-28 一、填空题：（每空1分，共20分） 1.在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为随动系统，亦称伺服系统。 2.数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统。 3.伺服控制系统有多种反馈比较原理与方法，包括脉冲比较、相位比较和幅值比较。 4.旋转变压器常用作于数控机床的检测装置，但其测量精度较低（高/低）。 5.步进电机输出轴的角位移与输入脉冲数成正比；转速与脉冲频率成正比。 6.无刷直流电动机是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关线路三部分组成。 7.在伺服系统中，常用于测角（位移）的检测元件有电位计、差动变压器、微同步器、 自整角机、旋转变压器等。 8.一块通过恒定电流的半导体（或导体）薄块，在与电流垂直方向上加上磁场时，运动 的电子产生偏移，在薄块的两个侧面就产生一个电势差，这种现象称为霍尔效应。 9.变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变同步（同步/异步）转速，从而实现交流电动机调速的一种方法。 10.矢量控制是把交流电动机解析成与直流电动机一样，根据磁场及其正交的电流的乘积就是转矩这一最基本的原理，从理论上将电动机定子侧电流分解成建立磁场的励磁分量和产生转矩的转矩分量的两个正交矢量来处理，然后分别进行控制。 11.直流伺服电机的调速方式主要有：改变电枢电压、变磁通量和在电枢回路中串联调 节电阻R。 12.如果选择磁尺、光栅、光电编码器等元件作为机床移动部件移动量的检测装置，检 出的位置反馈信号是数字脉冲信号。由此构成的伺服系统称为脉冲比较伺服系统。 13.幅值比较伺服系统的位置检测元件应工作在幅值工作方式。 14.台达ASDA-AB系列伺服驱动器的操作模式主要有三种：位置模式、速度模式和扭矩 模式。 15.旋转变压器的信号处理有鉴相型和鉴幅型两种方式。 二、判断题：（每题2分，共10分）（说明：认为陈述正确的在括号内打“√”；否则在括号内打“×”） （╳）1.步进电动机主要用于开环控制系统，不能用于闭环控制系统。 （√）2.在数控机床位置进给控制中，为了加工出光滑的零件表面，不允许出现位置超调。 （√）3.交流伺服电机由于结构简单、成本低廉、无电刷磨损、维修方便，被认为是一种理想的伺服电机。 （√）4.机床的轮廓控制是不仅实现由一个位置点到另一个位置点的精确移动，而且在 共4页第1页 一（20分）问答题 1）请说明调速系统和随动系统的区别。你了解运动控制系统的应用吗？请简略说明。 2）现假设某公司请你设计一关节式机器人的关节驱动系统，要求能够驱动一定的负载、且精确定位、 运行平稳， 请你给出该伺服系统的设计过程。 3） 简述位置随动系统的基本组成，并说明每个基本组成的作用。 4） 简述数字式――相位控制位置随动系统、数字式――脉冲控制位置随动系统、 数字式――编码控制位置随动系统的工作原理，并比较三者之间的异同。 二（10分）在转速单闭环调速系统中，若已知电动机参数为： ，，，，整流装置内阻， 晶闸管触发整流装置的放大倍数，当时电动机工作在额定状态。现要求调速范围， 静差率，试计算闭环系统允许的稳态速降和系统的开环放大倍数，并画出系统静态结构图。 三 (12分) 已知某调速系统原理图如图1所示: (1)当移相控制电压为正时，在原理图上标注 信号的极性和 的极性。 (2)系统起动主要分几个阶段？简要说明每个阶段电流和转速反馈信号各有什么特点。 (3)某原因引起交流电网电压降低，简述系统的调节过程，并回答系统稳定后，各有什么变化？ 四 (12分)在图2中画出了双极式可逆PWM 变换器的主回路。设电动机的负载较重，回答以下问题： 1) 画出 （电枢两端电压）及 波形； 2) 计算平均电压及占空比； 3) 如何控制电动机的转速和转向？ 4) 如何防止上下两晶体管直通？ 五（10分）为什么现代交流调速系统的主流是变频调速？在变频调速系统中，为什么要进行电压频率协 调控制？通常选用哪两种压频控制方式？当频率变化时，对机械特性有什么影响（用图表示）？ 它们各适用于什么类型负载？ kw 5.2=nom P V 220=nom U A 6.15=nom I Ω ==5.1min, /r 1500a nom R n Ω=1rec R 40=S K V 15* =n U 30=D %10= s ct U i i n n U U U U ,,*,* tg gd U U ,d I n U ct i U U n ,, * AB b b b U U U U ,,,432d i d U ρ 一、选择填空：（每空 2 分、共 20 分） 1、一个调速系统的调速范围，是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案：（ 1 ） １) 最低速；２) 最高速； ３) 平均速；４) 不能确定； 2、闭环调速系统可以获得比开环调速系统的稳态特性。 答案：（ 2 ） １）硬得不多；２）硬得多； ３）软得多；４）软得不多； 3、无静差调速系统的最高转速n max，最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案：（ 2 ） １）n max/ U * nmax ２） U*nmax/n max ３）n max×U * nmax ４）不确定 4、反并联无环流配合控制的条件是答案：（ 4 ） １）α＋β＝ 240o ２）α＋β＝ 300o ３）α＋β＝ 360o 4）α＋β＝ 180o 5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时，。答案：（ 4 ）１）正、反组同时封锁；２）封锁正组开放反组； ３）正、反组同时开放；４）封锁反组开放正组； 6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波，它是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压波形是。答案：（3 ） １）锯齿波；２）正弦波 ３）矩形波；４）不能确定； 7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波，它是一个相当于一个恒流源，输出交流电流波形是。答案：（ 1） １）矩形波；２）正弦波 ３）锯齿波；４）不能确定； 8、SPWM变频器中，如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只 在正或负的一种极性范围内变化，所得到的 SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做方式。答：（ 3 ） １）多极性控制；２）双极性控制； ３）单极性控制；４）没用定义 9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案：（ 2 ） １）磁场；２）转矩； ３）转速；４）转差率； 10、矢量控制系统是控制系统。答案：（ 2 ） １）静止坐标；２）旋转坐标； ３）极坐标；４）不能确定； 二、什么是有静差闭环调速系统？怎样减少静差？什么是无静差闭 环调速系统？怎样实现？（ 12 分） 答：系统在稳态时，需要一定的速度偏差来维持的速度控制系统为有静差调速系统。减少静差的方法是提高系统的开环放大倍数，但不能消除静差。系统在稳态时，不需要速度偏差来维持的速度控制闭环调速系统为无静差系统。实现的办法是通过采用积分环节或比例积分环节。 三、简述双闭环调速系统在电机起动时两个调节器的工作过程及工 作状态。在双闭环调速系统时，电流环按几型系统设计？速度环又 按几型系统设计？（ 12 分） 答: 双闭环调速系统在电机起动过程中转速调节器 ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况： 1. 起动初始阶段：由于速度调节器的输入偏差电压比较大，比例积分环节很快进入饱和状态，速度环开环，电机以最大电流起动，此时电机转速变化不大，电流调节器 ACR 一般不饱和。2. 恒流升速阶段：起动过程中的主要阶段，此时速度调节器一直处于饱和状态，速度环开环，为了保证电流环的主要调节作用，在起动过程中电流调节器不饱和。电机以最大电流加速， 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D 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C 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 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B 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 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B A．PI B．PD C．VR D．PID 17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准C 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D A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速 20．采用旋转编码器的数字测速方法不包括D 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C A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 22．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 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C A．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C A．PID B．PWM C．SPWM D．PD 30．异步电动机数学模型的组成不包括D 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旋转交流机组、静止式可控整流器、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系统可以得到一组平行的机械特性曲线。 5．常见的调速系统中，在基速以下按降速调速方式，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能指标 7．电力牵引设备上最先进的可控直流电源是。 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、、电磁脉冲测速器. 10．VVVF控制是指逆变器输出和频率可变的控制。 12．电流截止负反馈的作用是。 13．负反馈的作用是。 14．静态环流可以分为直流平均环流和。 16．PWM变换器可以通过调节来调节输出电压。 18．PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和。 河北联合大学2012～ 2013 学年秋季学期考试试卷 开课学院：电气工程学院课程号：801118课程名称：运动控制系统年级： 09 级专业：自动化试卷类型： A 卷 系主任签字：教学院长签字： 考试时间：100 分钟题号一二三四合计 分数 阅卷人 一、单选题（每题 2 分，共20 分） 1 当系统的机械特性硬度一定时，如要求的静差率s 越小，调速范围 A越小B越大C不变D可大可小 2 转速负反馈单闭环调速系统中，调节电动机转速可调节（） D（） A K n和K s B U n和 C K n和U n D K s和 3 转速、电流双闭环系统中，下列参数变化不会影响到转速的是（ A 供电电网电压波动 B 电枢电阻变化 C 电机励磁电流波动 D 转速负反馈系数变化 4 无静差调速系统的PI 调节器中 P 部分的作用（） ） Ａ消除稳态误差 Ｂ不能消除稳态误差也不能加快动态响应 Ｃ既能消除稳态误差又能加快动态响应 Ｄ加快动态响应 5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， 则调节器的输出为（） Ａ零Ｂ大于零的定植 Ｃ小于零的定值Ｄ保持原来的值不变 6 双闭环直流调速系统起动过程中，当系统处于恒流升速阶段， 工作状态为（） A不饱和B饱和C退饱和D不定 ASR处于的 7 双闭环直流调速系统中，给定电压U n不变，增大转速负反馈系数，系统稳 定后实际转速是（ A增加B减小） C 不变 D 不定 8 在无静差调速系统中，突加负载后进入稳态时，转速是（） A 增加 B 减小 C 不变 D 不定 9 双闭环 V-M 可逆系统，当正组整流，反组待逆变时，所对应的电动机的工 作状态是（）。 A 正向运行，正向反接制动 B 反向运行，反向反接制动 C 正向运行，反向反接制动 D 反向运行，正向反接制动 10 有环流可逆系统中所指的环流是（） A 直流环流 B 脉动环流 C 静态环流 D 动态环流 二、填空题（每空 1 分，共 20 分） 1.直流电动机的调速方法是___________， ___________，___________。 2.转速、电流双闭环系统把作为主调节器，作为副调节器。 3.调速系统对转速控制的要求是___________，___________， ___________。 4.双闭环配合控制V-M 可逆系统，电动机反向运行时，两组变流装置的工作 状态是 ___________，___________。 5.在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动时，调节器起主要作用，出现负载扰动时，调节器起主要作用。 6.V-M 可逆系统制动时可分为 ___________， ___________两个主要阶段。 7.有环流可逆系统一般采取 ___________配合控制 8.逻辑无环流可逆系统的结构特点是在可逆系统增加 DLC ，称为 ___________，包括 __________， __________， ___________， ___________四部分。 三、判断题（每题 1 分，共 10 分） 1静差率和机械特性的硬度有关，特性越硬，静差率越大。（） 2闭环系统的静特性可以比开环系统的机械特性软得多。（） 3调速系统的静差率应以最高速时所能达到的数值为准。（） 4转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器始终饱和。（） 5对于有环流控制的可逆晶闸管-电动机系统，在一般情况下允许让两组晶闸 管同时处于整流状态。（） 6在可逆调速系统中，正转时可利用反组晶闸管实现回馈制动，反转时可利用正组晶闸管实现回馈制动。（） 7转速单闭环直流调速系统中，不能随心所欲地控制转矩的动态过程。（）8带比例放大器的单闭环直流调速可以看做是一个三阶线性系统。（） 9对于调速系统来说最重要的动态性能是跟随性能。（） 2012-2013学年第二学期课程名称: 运动控制系统（A） 专业：姓名: 学号: 学习中心: 题号一二三四五六七八九十合计题分 一、简述下列问题（每题10分） 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？2．哪些因素造成逻辑无环流系统要比配合控制的有环流系统的切换过程长？3．从电压频率协调控制而言，同步电动机与异步电动机的调速有何差异？4．伺服系统的给定误差和扰动误差与那些因素有关？ 二、采用电压空间矢量PWM控制方法，若直流电压u d 恒定，如何协调输出电压与输出频率的关系？（15分） 三、分析比较按转子磁链定向和按定子磁链定向异步电动机动态数学模 型的特征，指出它们的相同和不同之处。（15分） 网络教育学院2011级（秋）期末试卷 五、试比较矢量控制系统和直接转矩控制系统的特点和性能。（15分） 四、论述同步电动机按气隙磁链定向和按转子磁链定向矢量控制系统 的工作原理，并与异步电动机矢量控制系统作比较。（15分） 运动控制系统试卷(A)答案 一、简答题 1、答：若调节电动机转速，应改变给定电压*,n U α，不能改变,n S K K 。 2、答：影响因素有：逻辑切换条件的判断，封锁延时时间，开放延时时间。 3、答：同步电机存在失步问题，可以根据转子位置直接控制变压变频装置换相时刻，进行自控变频调速。 4、答：给定误差与系统的开环增益K 和前向通道中所有积分环节的总数p+q 有关扰动误差则只与扰动作用点以前部分的增益Ｋ１和积分环节个数ｐ 有关。 二、答： 有效的方法是插入零矢量，使有效工作矢量的工作时间仅为 1t t ? 运动控制系统期末考试 试题 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 运动控制系统 一．填空题 1.运动控制系统的概念：以机械运动的驱动设备—电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换器为驱动，在控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。 2.直流调速系统常用的可控直流电源：（1）旋转变流机组（2）静止可控整流器（3）直流斩波器或脉宽调制变换器 3.反馈控制规律： （1）比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统； （2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定； （3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。 4.比例积分控制的无静差直流调速系统。 5.微机数字控制的两个特点：信号的离散化、数字化。 6.引入电流负反馈的目的：解决系统起动和堵转时电流过大的问题。 7. 典型I型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能差。 典型II型系统的超调量相对较大，但抗扰性能却比较好。 8.无环流逻辑控制环节DLC工作的依据信号： （1）电流给定极性（转矩极性鉴别信号） （2）零电流检测（零电流检测信号） 二．简答题 1.旋转编码器的数字测速方法有哪几种各自的特点是什么 答：（1）M法—脉冲直接计数方法。M法测速是记取一个采样周期内Tc旋转编码器发出的脉冲个数M1来算出转速的方法。特点：在高速段分辨率强。 （2）T 法—脉冲时间计数方法。T法测速是测出旋转编码器两个输出脉冲之间的间隔时间来计算转速的方法。特点：在低速段分辨率强。 （3）M/T法—脉冲时间混合计数方法。M/T法测速是将两种测速方法相结合，既检测 Tc 时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速的方法。特点：在高速段，与M法测速的分辨率完全相同。在低速段，M1＝1，M2随转速变化，分辨率与T法测速完全相同。M/T法测速无论是在高速还是在低速都有较强的分辨能力。 2.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 答：（1）转速单闭环调速系统增加了转速反馈环节，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。 （2）改变给定电压可以改变电动机的转速，服从给定。 （3）能改变转速，因为对于反馈通道上的扰动作用，调速系统无抵抗能力。运动控制系统练习题
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