運動控制試題庫12 Microsoft Word 文檔

1、宿遷學院自動化專業(yè)試題庫之：自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)陳伯時（3、4）版電力拖動運動控制系統(tǒng)例題習題集粹初編稿勾厚政 編輯2012年宿遷學院 自動化學科第一章 閉環(huán)控制的直流調速系統(tǒng)第一節(jié) 可控直流電源電動機系統(tǒng)暨直流驅動單元1對于要求在一定范圍內無級平滑調速的系統(tǒng)來說，以（ ）的方式為最好。改變（ ）只能有級調速；減弱（ ）雖然能夠平滑調速，但調速范圍不大，往往只是配合（ ）方案，在基速（即電機額定轉速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，自動控制的直流調速系統(tǒng)往往以 （ ）為主。2調壓調速是直流調速系統(tǒng)的主要方法，而調節(jié)（ ）電壓需要有專門向電動機供電的（ ）電源。3常用的可控直流電源有以下三種：

2、（ ）用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，以獲得可調的直流電壓。（ ）用靜止式的可控整流器，以獲得可調的直流電壓。（ ）用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關器件斬波或進行脈寬調制，以產生可變的平均電壓。4簡稱為G-M的系統(tǒng)，具有（ ）的功能，國際上通稱（ ）系統(tǒng)。5晶閘管-電動機調速系統(tǒng)（簡稱 ），圖中VT是（ ），通過調節(jié)觸發(fā)裝置 GT 的（ ） 來移動（ ），即可改變整流電壓Udo ，從而實現(xiàn)平滑調速。6用觸發(fā)脈沖的（ ）控制整流電壓的平均值Ud0是晶閘管整流器的特點。Ud0與觸發(fā)脈沖（ ）的關系因（ ）的形式而異。7在V-M系統(tǒng)中，脈動電流會產生（ ），對生產機械不利，同時也

3、增加（ ）。為了避免或減輕這種影響，須采用抑制電流脈動的措施，主要是：設置平波電抗器；增加整流電路相數(shù)；采用多重化技術。8平波電抗器的計算單相橋式全控整流電路（ ） 三相半波整流電路 （ ） 三相橋式整流電路（ ） 9晶閘管觸發(fā)與整流裝置動態(tài)結構：考慮到 Ts 很小，可忽略高次項，則傳遞函數(shù)便近似成一階慣性環(huán)節(jié)；脈沖寬度調制（PWM）變換器的作用是：用PWM調制的方法，把（ ）的直流電源電壓調制成（ ）一定、（ ）一定、（ ）可變的脈沖電壓系列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調節(jié)電動機轉速。10采用脈沖寬度調制（PWM）的高頻開關控制方式形成的脈寬調制變換器直流電動機調速系統(tǒng)，簡稱（ ）系

4、統(tǒng)，即直流（ ）調速系統(tǒng)11可逆PWM變換器直流電動機的主電路有多種形式，最常用的是（ ）式，也稱為（ ）主電路。12H形主電路的PWMM系統(tǒng)，電路中A、B兩點間電壓的極性隨（ ）的變化而改變，其控制方式有（ ）式、（ ）式、（ ）式等多種，現(xiàn)代最常用的是（ ）的可逆PWM變換器電動機系統(tǒng)。13雙極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為14雙極式控制可逆PWM變換器電動機系統(tǒng)即PWMM系統(tǒng) 調速時， r 的可調范圍為（ ）， 1g 0.5時， g 為（ ），電機正轉；n 當r 0.5時， g 為（ ），電機（ ）；n 當r = 0.5時， g =（ ） ，電機（ ）15雙極式控制方式的不足之處

5、是：在工作過程中，4個開關器件可能都處于開關狀態(tài)，開關損耗大，而且在切換時可能發(fā)生（ ）的事故，為了防止直通，在上、下橋臂的驅動脈沖之間（ ）環(huán)節(jié)。16對于PWM變換器電動機系統(tǒng)中的濾波電容，其作用除（ ）外，還有當電機制動時（ ）的作用。由于直流電源靠二極管整流器供電，電機制動時不可能（ ），只好對濾波電容充電，這將使電容兩端電壓升高，稱作（ ）。電力電子器件的耐壓限制著最高（泵升）電壓，因此電容量就不可能很小，一般幾千瓦的調速系統(tǒng)所需的電容量達到（數(shù)千）微法。在大容量或負載有較大慣量的系統(tǒng)中，為了限制電容器過高的泵升電壓，這時，可以采用下圖中的鎮(zhèn)流電阻 來消耗掉部分動能。分流電路靠開關器件

6、 VTb 在（泵升）電壓達到允許數(shù)值時接通。第二節(jié) 單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)17對于調速系統(tǒng)的轉速控制的基本要求有以下三個方面（1）調速在一定的最高轉速和最低轉速范圍內，分擋地（ ）或平滑地（ ）調節(jié)轉速；（2）穩(wěn)速以一定的精度在所需轉速上穩(wěn)定運行，在各種干擾下不允許有過大的轉速波動，以確保產品質量；（3）加、減速頻繁起、制動的設備要求加、減速盡量快，以提高生產率；不宜經受劇烈速度變化的機械則要求起，制動盡量平穩(wěn)。18某直流調速系統(tǒng)電動機額定轉速為1430 r/min，額定速降 Dn N = 115r/min，當要求靜差率30%時，允許多大的調速范圍？如果要求靜差率20%，則調速范圍是多少？如果希望

7、調速范圍達到10，所能滿足的靜差率是多少？解：192-2；1。4調速系統(tǒng)的調速范圍是1000100 r/min，要求靜差率S=2%，那麼系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)轉速降是多少？解：202-3；1。5 某一調速系統(tǒng)，在額定負載下，最高轉速為n 0max=1500r/min ，最低轉速為n 0min=150r/min，帶額定負載時的速度降落，且在不同轉速下額定速降不變，試問系統(tǒng)的調速范圍有多大？系統(tǒng)的靜差率是多少？解：212-4；1。6 直流電動機：；晶閘管整流器內阻：；系統(tǒng)采用降壓調速，當生產機械要求靜差率S=20%，求系統(tǒng)的調速范圍有多大？如果要求靜差率S=30%，則系統(tǒng)的調速范圍又有多大？解：22-1例

8、題 某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機，其額定數(shù)據(jù)如下：60kW、220V、305A、1000r/min，采用V-M系統(tǒng)，主電路總電阻，電動機電動勢系數(shù)。如果要求調速范圍 D = 20，靜差率5%，采用開環(huán)調速能否滿足？若要滿足這個要求，系統(tǒng)的額定速降最多能有多少？ 解：22-2。2-5；1.7 某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機，采用V-M系統(tǒng)，已知電動機額定數(shù)據(jù)如下：。求： 當電流連續(xù)時，在額定負載下的轉速降落； 開環(huán)系統(tǒng)機械特性連續(xù)段在額定轉速時的靜差率； 額定負載下的轉速降落為多少，才能滿足D = 20，靜差率S5%的要求。解：22-3。爾例2-12-2 某龍門刨床工作臺拖動采用直流電

9、動機，采用V-M系統(tǒng)，已知電動機額定數(shù)據(jù)如下：；且已知晶閘管與觸發(fā)裝置的放大倍數(shù)；轉速負反饋系數(shù)。為滿足D = 20，靜差率S5%的要求： 開環(huán)系統(tǒng)能否滿足要求？ 接成轉速負反饋單閉環(huán)系統(tǒng)，為滿足要求，計算放大器的電壓放大系數(shù)！解：22-4。爾例2-12-22-3 某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機，采用V-M系統(tǒng)，已知電動機額定數(shù)據(jù)如下：且已知晶閘管與觸發(fā)裝置采用三相橋式電路，放大倍數(shù)轉速負反饋系數(shù)，電樞回路總電感，整個系統(tǒng)的飛輪慣量。為滿足D = 20，靜差率S5%的要求：(1) 開環(huán)系統(tǒng)能否滿足要求？(2) 接成轉速負反饋單閉環(huán)系統(tǒng)，為滿足要求，計算放大器的電壓放大系數(shù)！(3) 判斷系統(tǒng)

10、的穩(wěn)定性解：22-5。參李已知轉速負反饋單閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)：電動機額定數(shù)據(jù)：。且已知晶閘管與觸發(fā)裝置采用三相橋式電路，放大倍數(shù)轉速負反饋系數(shù)，為滿足D = 10，靜差率S0。05%的要求，進行靜態(tài)計算：Kop、Kp。解：23根據(jù)自動控制原理，反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按（ ）進行控制的系統(tǒng)，只要被調量出現(xiàn)偏差，它就會自動產生（ ）的作用。調速系統(tǒng)中由（ ）引起的的轉速降落是（ ），顯然，引入轉速閉環(huán)（ ）將使調速系統(tǒng)應該能夠大大減少轉速降落。24閉環(huán)調速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調速系統(tǒng)（ ）的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調速范圍，為此所需付出的代價是，須增設（ ）以及（ ）裝置。25在反饋

11、控制的閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中，與電動機同軸安裝一臺（ ），從而引出與被調量（ ），與給定電壓 U*n 相比較后，得到（ ），經過放大器 A，產生電力電子變換器UPE的控制電壓Uc ，用以控制電動機轉速 n。26轉速負反饋單閉環(huán)有靜差直流調速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關系如下： 27轉速負反饋單閉環(huán)有靜差直流調速系統(tǒng)的靜特性方程式28閉環(huán)系統(tǒng)靜性可以比開環(huán)系統(tǒng)機械特性硬得多29采用（ ），使得閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)KOP值越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能越好。然而，KOp =常數(shù)，穩(wěn)態(tài)速差就只能減小，卻不可能消除。只有 KOP = ，才能使 Dncl = 0，而這是不可能的。因此，這樣的調速系統(tǒng)叫做（ ）調速系統(tǒng)。實際

12、上，這種系統(tǒng)正是依靠（ ）進行控制的。30系統(tǒng)中，除給定信號外，作用在控制系統(tǒng)（ ）上的一切會引起輸出量變化的因素都叫做（ ）作用30-12-7；2。1 轉速閉環(huán)調速系統(tǒng)的調速范圍是1500150 r/min，要求靜差率S5%，那麼系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是多少？如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100 r/min，則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是多少？解：30-22-7；2。1 轉速閉環(huán)調速系統(tǒng)的調速范圍是1500150 r/min，要求靜差率S2%，那麼系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是多少？如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100 r/min，則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是多少？解：31為了解決單閉環(huán)直流電動機調速系統(tǒng)的（ ）和（ ）時

13、電流過大的問題，系統(tǒng)中必須有（ ）的環(huán)節(jié)。根據(jù)反饋控制原理，要維持哪一個物理量基本不變，就應該引入那個物理量的負反饋。那么，引入（ ）負反饋，使電流不超過允許值或能夠保持設定值而基本不變。具體實施方案： 采用（ ）或接成（ ）系統(tǒng)。32對于一個自動控制系統(tǒng)來說，穩(wěn)定性是它能否正常工作的首要條件，是必須保證的。對于轉速負反饋單閉環(huán)有靜差直流調速系統(tǒng)，存在臨界放大系數(shù) Kcr,當 KOP Kcr 時，系統(tǒng)將不穩(wěn)定；33例題 晶閘管可控整流器供電的V-M系統(tǒng)。已知數(shù)據(jù)如下：電動機：；晶閘管可控整流器：三相橋式可控整流電路，整流變壓器Y/Y聯(lián)結，二次線電壓 U2l = 230V，電壓放大系數(shù) KS =

14、 44；電樞回路總電阻：R = 1.0；測速發(fā)電機：永磁式，額定數(shù)據(jù)為23.1W，110V，0.21A，1900r/min；若生產機械要求調速范圍D=10，靜差率5%，試計算調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)解：33-12-9；2。5 晶閘管可控整流器供電的V-M系統(tǒng)。已知數(shù)據(jù)如下：電動機：；晶閘管可控整流器：內阻，電壓放大系數(shù)=35；電樞回路電抗電阻：RL = 0。8；若生產機械要求調速范圍D=20，靜差率s10% ； 計算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降和調速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降； 采用轉速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構圖； 調整該系統(tǒng)的參數(shù)，使得時，轉速負反饋系數(shù)=？ 計算放大器的放大倍數(shù)。解：

15、33-22-10；2。6 晶閘管可控整流器供電的V-M系統(tǒng)。已知數(shù)據(jù)如下：電動機：；晶閘管可控整流器：內阻，電壓放大系數(shù) = 35；電樞回路電抗電阻：RL = 0。8；若生產機械要求調速范圍D=20，靜差率s10%，調整該系統(tǒng)的參數(shù)，使得時，轉速負反饋系數(shù)=0。01。若增設電流截止環(huán)節(jié)，要求，應選擇多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻？要求電流反饋采樣電阻不超過主回路（原）總電阻的1/3；如果作不到，需要增加電流反饋放大器，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構圖，并計算電流反饋放大系數(shù)。這時的電流反饋采樣電阻和比較電壓各為多少？題意要求不明確，題解是多樣的首先計算采樣電阻： 計算：33-32-9；2。5

16、晶閘管可控整流器供電的V-M系統(tǒng)。已知數(shù)據(jù)如下：電動機：；晶閘管可控整流器：內阻，電壓放大系數(shù) = 35；若生產機械要求調速范圍D=20，靜差率s10%，要求： 計算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降和調速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降； 采用轉速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構圖； 調整該系統(tǒng)的參數(shù)，使得時，轉速負反饋系數(shù)=？ 計算放大器的放大倍數(shù)。解：33-4童例1-3 晶閘管可控整流器供電的V-M系統(tǒng)。已知數(shù)據(jù)如下：電動機：；晶閘管可控整流器：內阻，電壓放大系數(shù) = 30；若生產機械要求調速范圍D=20，靜差率s10%。要求： 計算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降和調速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降； 采用轉速負

17、反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構圖； 調整該系統(tǒng)的參數(shù)，使得時，轉速負反饋系數(shù)=？ 計算放大器的放大倍數(shù)解： 34例題 晶閘管可控整流器供電的V-M系統(tǒng)。已知數(shù)據(jù)如下：電動機：晶閘管可控整流器：三相橋式可控整流電路，整流變壓器Y/Y聯(lián)結，二次線電壓 U2l = 230V，電壓放大系數(shù) KS = 44； 電樞回路總電阻：R = 1.0；測速發(fā)電機：永磁式，額定數(shù)據(jù)為23.1W，110V，0.21A，1900r/min；系統(tǒng)運動部分的飛輪慣量若生產機械要求調速范圍D=10，靜差率5%，試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：35例題 IGBTPWMM轉速負反饋單閉環(huán)有靜差直流調速系統(tǒng)：電動機：；電樞

18、回路參數(shù)：；系統(tǒng)運動部分的飛輪慣量；若生產機械要求調速范圍D=10，靜差率5%，PWM變換器：；試判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解：36例題 某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機，采用V-M系統(tǒng)，已知電動機額定數(shù)據(jù)如下：；要求調速范圍 D = 20，靜差率5%；接成轉速負反饋單閉環(huán)有靜差直流調速系統(tǒng)，已知：；求解比例放大器的放大系數(shù)解：37例題 某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機，采用V-M系統(tǒng)，已知電動機額定數(shù)據(jù)如下：；要求調速范圍 D = 20，靜差率5%；接成轉速負反饋單閉環(huán)有靜差直流調速系統(tǒng)，已知：；三相橋式電樞回路參數(shù)：；系統(tǒng)運動部分的飛輪慣量。判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性解： 38例題 IGBTPWMM轉速

19、負反饋單閉環(huán)有靜差直流調速系統(tǒng)，已知電動機額定數(shù)據(jù)如下：電樞回路參數(shù)：，PWMM變換器：。要求調速范圍 D = 20，靜差率5%，系統(tǒng)能否穩(wěn)定？在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的最大調速范圍？解：39自動控制系統(tǒng)伯德圖與系統(tǒng)性能的關系：中頻段以（ ）的斜率穿越0dB線，而且這一斜率覆蓋足夠（ ），則系統(tǒng)的穩(wěn)定性好；截止頻率或稱（ ）頻率越高，則系統(tǒng)的快速性越好；低頻段的斜率（ ）、（ ）高，說明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度高；高頻段衰減越快，即高頻特性負分貝值越低，說明系統(tǒng)（ ）的能力越強。40采用比例（P）放大器控制的直流調速系統(tǒng)，可使系統(tǒng)穩(wěn)定，并有一定的穩(wěn)定裕度，同時還能滿足一定的穩(wěn)態(tài)精度指標。帶比例放大器的反饋控制閉環(huán)

20、調速系統(tǒng)是（ ）的調速系統(tǒng)。采用積分（I）調節(jié)器或比例積分（PI）調節(jié)器代替比例放大器，構成（ ）調速系統(tǒng)。41采用P放大器控制的（ ）的調速系統(tǒng)，Kp 越大，系統(tǒng)（ ）；但 Kp 過大，將降低系統(tǒng)（ ）性，使系統(tǒng)動態(tài)（ ）。42采用積分調節(jié)器，當轉速在穩(wěn)態(tài)時達到與給定轉速一致，系統(tǒng)（ ）控制信號，保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行，實現(xiàn)（ ）調速。43采用轉速負反饋和PI調節(jié)器的單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉速（ ）；但是，如果對系統(tǒng)的（ ）性能要求較高，例如：要求快速起、制動，突加負載（ ）速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。44限流保護電流截止負反饋為了解決（ ）負反饋直流電動機調速

21、系統(tǒng)的（ ）和（ ）時電流過大的問題，系統(tǒng)中必須有（ ）的環(huán)節(jié)。根據(jù)反饋控制原理，要維持哪一個物理量基本不變，就應該引入那個物理量的負反饋。那么，引入電流負反饋，就應該能夠保持電流基本不變，使它不超過允許值。僅采用電流負反饋，不要轉速負反饋：這種系統(tǒng)的靜特性如圖中B 線，特性很陡。顯然僅對起動有利，對穩(wěn)態(tài)運行不利。繪制系統(tǒng)的靜特性圖 ：考慮到，限流作用只需在（ ）和（ ）時起作用，正常運行時應讓電流（ ）增減。 如果采用某種方法，當電流大到一定程度時才接入電流負反饋以限制電流，而電流正常時僅有轉速負反饋起作用控制轉速。這些方法之一：叫做（ ）反饋，簡稱（ ）反饋。 電樞回路串電流采樣電阻的電路

22、，起靜態(tài)結構圖：（ ）？電流負反饋被截止時電流負反饋沒有被截止時啟動電流即堵轉電流 電樞回路不串電流采樣電阻的電路，其靜態(tài)結構圖：（ ）？電流負反饋被截止時電流負反饋沒有被截止時啟動堵轉電流45-1即：33-22-10；2。6 晶閘管可控整流器供電的V-M系統(tǒng)。已知數(shù)據(jù)如下：電動機：，晶閘管可控整流器：內阻，電壓放大系數(shù) KS = 35；電樞回路電抗電阻：RL = 0。8；若生產機械要求調速范圍D=20，靜差率s10%，調整該系統(tǒng)的參數(shù)，使得時，轉速負反饋系數(shù)=0。01；若增設電流截止環(huán)節(jié)，要求，應選擇多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻？要求電流反饋采樣電阻不超過原主回路總電阻的1/3；如果作不

23、到，需要增加電流反饋放大器，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構圖，并計算電流反饋放大系數(shù)。這時的電流反饋采樣電阻和比較電壓各為多少？解：45-2即：33-22-10；2。6 晶閘管可控整流器供電的V-M系統(tǒng)。已知數(shù)據(jù)如下：電動機：，晶閘管可控整流器：內阻，電壓放大系數(shù) KS = 30；若生產機械要求調速范圍D=20，靜差率s10%，調整該系統(tǒng)的參數(shù)，使得時，轉速負反饋系數(shù)=0。02；若增設電流截止環(huán)節(jié)，要求，應選擇多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻？要求電流反饋采樣電阻不超過原主回路總電阻的1/3；如果作不到，需要增加電流反饋放大器，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構圖，并計算電流反饋放大系數(shù)。這時的電流反

24、饋采樣電阻和比較電壓各為多少？解：46-12。8 某調速系統(tǒng)如圖所示，已知數(shù)據(jù)如下：電動機：，整流裝置內阻：，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)：，最大給定電壓：V，當主電路電流達到最大值時，整定電流反饋電壓V，設計指標：D20，要求：畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結構圖；計算速度反饋系數(shù)、電流反饋系數(shù)；調節(jié)器放大系數(shù)Kp（R0=20k）；穩(wěn)壓管VST的穩(wěn)壓值Uz；電阻R2與Ro的比值R2/Ro？解：46-2某調速系統(tǒng)如圖所示，已知數(shù)據(jù)如下：電動機：，整流裝置內阻：，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)：，最大給定電壓：V，當主電路電流達到最大值時，整定電流反饋電壓V，設計指標：D20，要求：畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結構圖；計算速度反饋系數(shù)、電

25、流反饋系數(shù)；調節(jié)器放大系數(shù)Kp（R0=20k）；穩(wěn)壓管VST的穩(wěn)壓值Uz；電阻R2與Ro的比值R2/Ro？解：第三節(jié) 轉速、電流雙閉環(huán)控制的直流調速系統(tǒng)47采用轉速負反饋和（ ）調節(jié)器的單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)（ ）！但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如：要求（ ）起制動，突加負載（ ）小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。在單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中，（ ）負反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只能在超過臨界電流值 Idcr 以后，靠負反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形。48理想起動過程波形：起動電流呈（ ）波，轉速按（ ）性增長。這是以可能的（ ）電流

26、、可能的（ ）轉矩運行，調速系統(tǒng)因此能獲得的最快的起動過程。49把轉速調節(jié)器的輸出當作（ ）的輸入，再用（ ）的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結構上看，電流環(huán)在里面，稱作（ ）；轉速環(huán)在外邊，稱作（ ）。這就形成了轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)。50為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉速和電流兩個調節(jié)器一般都采用（ ）調節(jié)器，兩個調節(jié)器的輸出都是帶（ ）作用的。轉速調節(jié)器ASR的輸出（ ）電壓（ ）決定了電流給定電壓的最大值；電流調節(jié)器ACR的輸出（ ）電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Ud0m。51自動控制理論已經證明，0型系統(tǒng)（ ）精度低，而型和型以上的系統(tǒng)（ ）；因此，為了保證系統(tǒng)

27、的（ ）性和較好的（ ）精度，多選用I型和II型系統(tǒng)。52飽和：輸出達到限幅值當PI器飽和時，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有（ ）信號使調節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和的調節(jié)器暫時（ ）的聯(lián)系，相當于使該調節(jié)環(huán)（ ）。當調節(jié)器不飽和時， PI 作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時（ ）。53典型I型系統(tǒng)的動態(tài)結構圖，（ ），其開環(huán)傳遞函數(shù)：（ ），其閉環(huán)傳遞函數(shù)的一般形式為：（ ）開環(huán)對數(shù)頻率特性：（ ）？繪制圖54典型型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)包含（ ）參數(shù)：它們是（ ）。其中，（ ）在實際系統(tǒng)中往往是控制對象本身固有的，能夠由調節(jié)器改變的有（ ），它是待定參數(shù)。設計時，需要按照（ ）選擇、計算

28、（ ）的大小。55在階躍輸入下的型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時是（ ）的；但在斜坡輸入下則（ ），且與 K 值（ ）；在加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差為（ ）；因此，I型系統(tǒng)不能用于具有加速度輸入的系統(tǒng)。56典型I型系統(tǒng)中：（ ），（ ），（ ）（ ）。57典型型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)：（ ），與典型 I 型系統(tǒng)相仿，（ ）也是控制對象固有的。所不同的是，待定的參數(shù)有（ ）個：（ ），這就增加了選擇參數(shù)工作的復雜性。為了分析方便起見，引入一個新的變量：（ ）；一般要求它（ ）。然后，根據(jù)（ ）和相應的（不同的）設計準則，計算（ ）值。- 19 -宿遷學院 機電系 自動化學科 勾厚政 2010年10月4日星期一 圖中三個頻段的

29、特征可以判斷系統(tǒng)的性能， 58在階躍和斜坡輸入下，II型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時（ ）；加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差與（ ）成反比。59典型II型系統(tǒng)按Mrmin（Mpmin）準則確定關系時，階躍輸入跟隨性能指標？60典型II型系統(tǒng)按Mrmin（Mpmin）準則確定關系時，階躍擾動輸入抗擾性能指標？61傳遞函數(shù)近似處理 高頻段小慣性環(huán)節(jié)（群）的近似處理：當系統(tǒng)有一組小慣性群時，在一定的條件下，可以將它們近似地看成是一個小慣性環(huán)節(jié)，其時間常數(shù)等于 （ ）。 二階環(huán)節(jié)的近似處理近似條件：， 允許誤差為10% 低頻段大慣性環(huán)節(jié)的近似處理：當系統(tǒng)中存在一個時間常數(shù)特別大的慣性環(huán)節(jié)時，可以近似地將它看成是（ ）。62轉速、電

30、流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的實際動態(tài)結構圖？63系統(tǒng)設計的一般原則：（ ）； 從（ ）開始，逐步向（ ）。首先設計（ ），然后把整個（ ）看作是轉速調節(jié)系統(tǒng)中的（ ），再設計（ ）調節(jié)器。64電流調節(jié)器的作用：（1）作為內環(huán)的調節(jié)器，在外環(huán)轉速的調節(jié)過程中，它的作用是使（ ）緊緊跟隨其給定電壓，即（ ）的變化而變化。（2）對電網(wǎng)電壓的波動起（ ）的作用。（3）在轉速動態(tài)過程中，保證獲得（ ），從而加快動態(tài)過程。（4）當電機過載甚至堵轉時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復正常。這個作用對系統(tǒng)的可靠運行來說是十分重要的。65電流調節(jié)器結構的選擇：從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望

31、電流無靜差，并能得到理想的堵轉特性，電流調節(jié)器采用（ ）調節(jié)器；從動態(tài)要求上看，實際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時有太大的超調，以保證電流在動態(tài)過程中不超過允許值，而對電網(wǎng)電壓波動的及時抗擾作用只是次要的因素，為此，電流環(huán)應以跟隨性能為主，應選用典型（ ）型系統(tǒng)。若要求具有較好的抗擾性能，則應按典型（ ）型系統(tǒng)設計。66電流環(huán)設計的一般準則：穩(wěn)態(tài)（ ）、理想（ ）過程、（ ）越小越好。參考原則：Tl/Ti5 只能校正為典型系統(tǒng)Tl/Ti10 一般按近似的校正為典型系統(tǒng)，其抗擾性能顯著優(yōu)于典型系統(tǒng)5Tl/Ti10 給定響應快、超調量小，校正為典型系統(tǒng)因此一般把電流環(huán)校正為典型系統(tǒng)從提高抗擾動

32、性能的觀點來看又希望把電流環(huán)校正為典型系統(tǒng)當Tl10 Ti 時一般把電流環(huán)校正為典型系統(tǒng)67電流環(huán)的結構圖的簡化動態(tài)結構圖？化簡：等效單位反饋系統(tǒng)？固有環(huán)節(jié) （ ）近似處理后：；（ ）近似條件：（ ）電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)：（ ）？近似條件（ ）！值根據(jù)不同的設計原則取不同的數(shù)值，校正為典型系統(tǒng)、且按“二階最佳參數(shù)”設計法，=2。68轉速調節(jié)器結構的選擇轉速環(huán)的動態(tài)結構：（ ）轉速環(huán)的動態(tài)結構的化簡：（ ）（ ）轉速調節(jié)器選擇：為了實現(xiàn)自動調節(jié)過程中轉速無靜差，在負載擾動作用點前面必須有一個（ ）環(huán)節(jié)，它應該包含在（ ）中，現(xiàn)在在擾動作用點后面已經有了一個積分環(huán)節(jié)，因此轉速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應共

33、有兩個積分環(huán)節(jié)，所以應該設計成典型（ ）型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時也能滿足動態(tài)抗擾性能好的要求；（ ）由此可見，ASR也應該采用（ ）調節(jié)器，其傳遞函數(shù)為調速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)：（ ）=（ ）。為此：轉速調節(jié)器應有 69轉速調節(jié)器退飽和、啟動超調的計算啟動過程：線性系統(tǒng)的超調量是很大的、可以（ ）估算；但是，雙閉環(huán)直流電動機調速系統(tǒng)，突加階躍速度給定電壓后不久，轉速調節(jié)器（ ）狀態(tài)，輸出、并保持（ ）電壓，使電動機在（ ）條件下運行，從而轉速n以（ ）增長；PI調節(jié)器一旦飽和，只有出現(xiàn)（ ），即輸入U有（ ）的變化后才能退出飽和!ASR剛剛退出飽和，由于，電機繼續(xù)升速，直到時，轉速才降低下來，系統(tǒng)

34、才能進行自動調節(jié)。這種超調稱做（ ），其量值并不很大，其計算方法如下：t1t2區(qū)間：加速度dn/dt退飽和時刻：“退飽和超調”的計算：用等效負載擾動方法分析、計算？退飽和恢復時間：（ ）；起動時間：70-13-5；2。14 某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型型系統(tǒng)。已知時間常數(shù)，要求階躍響應超調量。求： 系統(tǒng)的開環(huán)增益 計算過度過程時間和上升時間 繪出開環(huán)對數(shù)幅頻特性。如果要求上升時間，求。解：70-2爾-例2.4 某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型型系統(tǒng)。已知時間常數(shù)，要求階躍響應超調量。求： 系統(tǒng)的開環(huán)增益 此時的各為多少？解：70-3爾-例2.5 已知典型II型系統(tǒng)的被控對象的時間常數(shù)，已經選定，試分別

35、按準則確定。解：70-4參李 二階典型電流控制系統(tǒng)的結構圖：已知參數(shù)：系統(tǒng)要求階躍給定的電流超調量試求直流電壓突降時的最大電流動態(tài)降和恢復時間解：713-6；2。17-2-11 有一個系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為，要求設計一個無靜差系統(tǒng)，在階躍輸入下超調量（按線性系統(tǒng)考慮），對系統(tǒng)進行動態(tài)校正，決定調節(jié)器的結構，并選擇其參數(shù)。解：723-7；2。18-2-12 閉環(huán)系統(tǒng)，控制對象的傳遞函數(shù)為，要求校正為典型型系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調量（按線性系統(tǒng)考慮），決定調節(jié)器的結構，并選擇其參數(shù)。 解：73-13-8；2。20-2-14在一個三相零式晶閘管整流裝置供電的轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中，已知數(shù)

36、據(jù)如下：電動機： ；主回路總電阻：，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)：；最大給定電壓：V、設計指標：穩(wěn)態(tài)無靜差，D10， 電流超調量，空載啟動到額定轉速時的超調量；試求： 確定電流反饋系數(shù)（啟動電流為1。5IN）和轉速反饋系數(shù)， 設計電流調節(jié)器ACR，計算參數(shù)；畫出電路圖； 設計電流調節(jié)器ASR，計算參數(shù) () ；畫出電路圖； 計算電動機帶40%額定負載啟動到最低轉速時的轉速超調量； 計算空載啟動到額定轉速的時間解：73-2爾-例2.6 某轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，其轉速環(huán)已經按典型II型系統(tǒng)確定參數(shù)，并已知：。求電動機在理想空載下啟動到額定轉速時的超調量。解： 宿遷學院自動化專業(yè)試題庫初稿 主參教材：

37、自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)陳伯時（3、4）版74. 3-10；在一個三相橋式晶閘管整流裝置供電的轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中，已知數(shù)據(jù)如下：電動機： ,主回路總電阻：;觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)：;最大給定電壓：V、系統(tǒng)允許的電流過載倍數(shù)；電磁時間常數(shù):，機電時間常數(shù):，電流反饋濾波時間常數(shù)：，速度反饋濾波時間常數(shù)：。設計指標：穩(wěn)態(tài)無靜差， 電流超調量，空載啟動到額定轉速時的超調量；電流調節(jié)器已經按典型I型系統(tǒng)設計，并取KT=0.5； 選擇速度調節(jié)器的結構，并計算參數(shù)（）, 計算電流環(huán)的截止頻率和轉速環(huán)的截止頻率，并考慮它們是否合理。解：741.2.22-2-15在一個轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中，主回

38、路采用三相橋式晶閘管整流裝置供電，已知數(shù)據(jù)如下：電動機： kW,V,A,V/rpm,rpm；主回路總電阻：；觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)：,最大給定電壓：V、允許電流過載倍數(shù)電磁時間常數(shù):，機電時間常數(shù):，電流反饋濾波時間常數(shù)：，速度反饋濾波時間常數(shù)：。設計指標：穩(wěn)態(tài)無靜差， 電流超調量，空載啟動到額定轉速時的超調量；電流調節(jié)器已經按典型I型系統(tǒng)設計，并取=0.5； 選擇速度調節(jié)器的結構，并計算參數(shù)（）； 計算電流環(huán)的截止頻率和轉速環(huán)的截止頻率，并考慮它們是否合理。 解：74-23-11；2.23-2-16在一個轉速、電流雙閉環(huán)VM系統(tǒng)中，ASR、ACR均采用PI調節(jié)器；在：（1）在此系統(tǒng)中,電動機

39、：現(xiàn)在系統(tǒng)在條件下運行。求：穩(wěn)態(tài)轉速？ ACR的輸出？（2）系統(tǒng)在上述情況運行時，電動機突然失磁，系統(tǒng)會發(fā)生什么現(xiàn)象？若系統(tǒng)能夠穩(wěn)定下來，穩(wěn)定后的（3）該系統(tǒng)轉速環(huán)按照典型II型系統(tǒng)設計，且按Mrmin準則選擇參數(shù)，切取，求轉速環(huán)在跟隨給定作用下的開環(huán)傳遞函數(shù)，并計算出放大倍數(shù)及各時間常數(shù)。（4）該系統(tǒng)由空載突加額定負載時，電流和轉速的動態(tài)過程波形是怎樣的？已知計算最大動態(tài)速降和恢復時間。解：74-.3 有一轉速電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，已知：電動機驅動單元主電路為H型雙極性工作方式，最大允許電流，濾波器：，設計指標空載起動到額定轉速時的超調量，用Mrmin準則進行設計。（本小題12分）（1） 確定

40、轉速調節(jié)器的結構并計算其參數(shù)；（2） 計算電流環(huán)的截止頻率和速度環(huán)的截止頻率。解：第二章 直流調速系統(tǒng)的數(shù)字控制第一節(jié) 微型計算機數(shù)字控制的主要特點1微機數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，還擁有信息存儲、數(shù)據(jù)通信和故障診斷等模擬控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)的功能。由于計算機只能處理（ ）信號，因此，與模擬控制系統(tǒng)相比，微機數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點是（ ）化和（ ）化。2為了把模擬的（ ）信號輸入計算機，必須首先在具有一定（ ）的（ ）時刻對它們進行實時采樣，形成一連串的脈沖信號，即離散的模擬信號，這就是離散化。3采樣后得到的離散信號本質上還是模擬信號，還須經過（ ），即用一組（ ），

41、如二進制碼等來逼近離散模擬信號的幅值，將它轉換成（ ）信號，這就是（ ）化。 4Shannon 采樣定理根據(jù) Shannon 采樣定理，采樣頻率 fsam 應不小于信號最高頻率 fmax 的2倍，即 fsam 2 fmax 這時，經采樣及保持后，原信號的頻譜可以不發(fā)生明顯的畸變，系統(tǒng)可保持原有的性能。第二節(jié) 轉速檢測的數(shù)字化5模擬測速一般采用（ ），其輸出電壓不僅表示了轉速的（ ），還包含了轉速的（ ），在調速系統(tǒng)中（尤其在可逆系統(tǒng)中），轉速的方向也是不可缺少的。因此必須經過適當?shù)淖儞Q，將雙極性的電壓信號轉換為單極性電壓信號，經A/D 轉換后得到的數(shù)字量送入微機。但偏移碼不能直接參與運算，必須

42、用軟件將偏移碼變換為原碼或補碼，然后進行閉環(huán)控制。6設被測轉速由 n1 變?yōu)?n2 時，引起測量計數(shù)值改變了一個字（計數(shù)值增量“1”），則測速裝置的分辯率定義為：Q = n1 - n2 （轉/分）Q 越小，測速裝置的分辯能力（ ）；Q 越小，系統(tǒng)控制精度（ ）。7測速精度是指測速裝置對實際轉速測量的精確程度，常用測量值與實際值的相對誤差來表示，即：測量誤差 d 越小，測速（ ），系統(tǒng)控制（ ）。d 的大小取決于測速元件的制造精度和測速方法。8由光電式旋轉編碼器產生與被測轉速成正比的脈沖，測速裝置將輸入脈沖轉換為以數(shù)字形式表示的轉速值。脈沖數(shù)字（P/D）轉換方法：（1）M法脈沖（ ）方法；（2）

43、T 法脈沖（ ）方法；（3）M/T法脈沖（ ）計數(shù)方法9M法測速工作原理：由計數(shù)器記錄PLG發(fā)出的脈沖信號；定時器每隔時間Tc向CPU發(fā)出中斷請求INTt；CPU響應中斷后，讀出計數(shù)值 M1，并將計數(shù)器清零重新計數(shù)；根據(jù)計數(shù)值 M 計算出對應的轉速值 n。10T法測速工作原理：計數(shù)器記錄來自CPU的高頻脈沖 f0；PLG每輸出一個脈沖，中斷電路向CPU發(fā)出一次中斷請求；CPU 響應 INTn中斷，從計數(shù)器中讀出計數(shù)值 M2，并立即清零，重新計數(shù)。11M/T法測速M法測速在高速段分辨率強；T法測速在低速段分辨率強；因此，可以將兩種測速方法相結合，取長補短。既檢測 Tc 時間內旋轉編碼器輸出的脈沖

44、個數(shù)M1，又檢測同一時間間隔的高頻時鐘脈沖個數(shù)M2，用來計算轉速，稱作M/T法測速。 第三節(jié) 數(shù)字PI調節(jié)器12PI調節(jié)器是電力拖動自動控制系統(tǒng)中最常用的一種控制器，在微機數(shù)字控制系統(tǒng)中，當采樣頻率足夠高時，可以先按模擬系統(tǒng)的設計方法設計調節(jié)器，然后再離散化，就可以得到數(shù)字控制器的算法，這就是模擬調節(jié)器的數(shù)字化。 13PI調節(jié)器的傳遞函數(shù)PI調節(jié)器時域表達式將上式離散化成差分方程，其第 k 拍輸出為其第 k-1 拍輸出為增量式PI調節(jié)器算法13-1數(shù)字PI調節(jié)器算法：有位置式和增量式兩種算法：位置式算法特點是：比例部分只與當前的偏差有關，而積分部分則是系統(tǒng)過去所有偏差的累積。 位置式PI調節(jié)器

45、的結構清晰，P和I兩部分作用分明，參數(shù)調整簡單明了，但需要存儲的數(shù)據(jù)較多。 3-9將習題3-8設計的轉速調節(jié)器進行數(shù)字化，采樣周期ms，調節(jié)器輸出限幅及積分限幅，寫出位置式和增量式數(shù)字PI調節(jié)器的表達式。繼前題：速度調解器當；當解：第四節(jié) 改進的數(shù)字PI算法 14積分分離算法在微機數(shù)字控制系統(tǒng)中，把 P 和 I 分開。當偏差大時，只讓（ ）起作用，以快速減少偏差；當偏差（ ）到一定程度后，再將積分作用投入，既可最終（ ），又能避免（ ）。152-13；2.24-3-2 旋轉編碼器光柵線數(shù)為1024，倍頻系數(shù)為4，高頻時鐘頻率，旋轉編碼器輸出的脈沖個數(shù)和高頻時鐘脈沖個數(shù)均采用16位計數(shù)器，M法和

46、T法測速時間均為0.01s，求轉速為時的測速分辨率和誤差率最大值。解：第四章 異步電動機變頻調速系統(tǒng)第一節(jié) 異步電機的變壓變頻調速基礎知識1異步電機的（ ）調速系統(tǒng)一般簡稱為變頻調速系統(tǒng)。由于在遵守基本控制原則情況下，調速時（ ），調速范圍寬，無論是高速還是低速時（ ），在采取一定的技術措施后能實現(xiàn)（ ），可與直流調速系統(tǒng)媲美。因此現(xiàn)在應用面很廣!2變壓變頻調速的基本控制方式 ：在進行電機調速時，常須考慮的一個重要因素是：希望保持電機中每極磁通量 Fm 為（ ），根據(jù)電磁轉矩可知，這樣才能保證（ ）。如果磁通太弱，沒有充分利用電機的鐵心，是一種浪費；如果過分增大磁通，又會使鐵心飽和，從而導致過

47、大的勵磁電流，嚴重時會因繞組過熱而損壞電機。3基頻以下調速 要保持 Fm 不變，當頻率 f1 從額定值 f1N 向下調節(jié)時，必須同時降低 Eg ，使 即采用（ ）的控制方式。4然而，繞組中的感應電動勢是難以（ ）的，當電動勢值較高時，可以忽略定子繞組的（ ），而認為定子相電壓 Us Eg，則得；這就是（ ）的控制方式。5但是，在低頻時 Us 和 Eg 都較小，定子阻抗壓降所占的份量就比較顯著，不再能忽略。這時，需要人為地把電壓 Us （ ）一些，以便近似地補償（ ）。6在基頻以上調速時，頻率應該從f1N 向上升高，但定子電壓Us 卻不可能超過額定電壓UsN ，最多（ ），這將迫使磁通與頻率成反比地降低，相當于直流電機弱磁升速的情況。7如果電機在不同轉速時所帶的負載都能使電流達到額定值，即都能在允許溫升下長期運行，則轉矩基本上隨磁通變化，按照電力拖動原理，在基頻以下，屬于（ ）性質，而在基頻以上，轉速升高時額定轉矩降低，基本上屬于（ ）調速。8晶閘管交-直-交變壓變頻器先將工頻交流電源通過（ ）直流，再通過（ ）器變換成（ ）的交流；由于這類變壓變頻器在恒頻交流電源和變頻交流輸出之間有一個（ ），所以又稱間接式的變壓變頻器。當前應用最廣的是由二極管組成不控整流器和由功率開關器件（P-MOSFET，IGBT等）組成的脈寬調制（PWM）逆變器，簡稱PWM變壓變頻器9