運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)試卷-答案全

1、真誠(chéng)為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。一、 選擇填空：（每空2分、共20分）1、一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在 時(shí)還能滿(mǎn)足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。 答案：（1）)最低速；)最高速；)平均速； )不能確定；2、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 的穩(wěn)態(tài)特性。答案：（2）硬得不多； ）硬得多；）軟得多； ）軟得不多； 3、無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速nmax，最高給定電壓U*nmax其速度反饋系數(shù)為 。 答案：（2）nmax/U*nmax）U*nmax/nmax）nmaxU*nmax ）不確定4、反并聯(lián)無(wú)環(huán)流配合控制的條件是 答案：（4）240o ）300o）360o 4）180o5、無(wú)環(huán)

2、流邏輯環(huán)節(jié)切換到正組晶閘管工作時(shí)， 。答案：（ 4）正、反組同時(shí)封鎖； ）封鎖正組開(kāi)放反組；）正、反組同時(shí)開(kāi)放； ）封鎖反組開(kāi)放正組；6、在理想情況下電壓型逆變器直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，它是一個(gè)內(nèi)阻為零的恒壓源，輸出交流電壓波形是。答案：（ 3 ）鋸齒波； ）正弦波）矩形波； ）不能確定；7、在理想情況下電流型逆變器直流環(huán)節(jié)采用電感濾波，它是一個(gè)相當(dāng)于一個(gè)恒流源，輸出交流電流波形是。答案：（ 1）矩形波； ）正弦波）鋸齒波； ）不能確定；8、SPWM變頻器中，如果在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)，三角載波只在正或負(fù)的一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的SPWM波也只處于一個(gè)極性的范圍內(nèi)，叫做 方式。答：（ 3

3、 ）多極性控制；）雙極性控制；）單極性控制；）沒(méi)用定義9、調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能就是控制 的能力。答案：（2）磁場(chǎng)； ）轉(zhuǎn)矩；）轉(zhuǎn)速； ）轉(zhuǎn)差率；10、矢量控制系統(tǒng)是 控制系統(tǒng)。答案：（2）靜止坐標(biāo)； ）旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)；）極坐標(biāo)； ）不能確定；二、什么是有靜差閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)？怎樣減少靜差？什么是無(wú)靜差閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)？怎樣實(shí)現(xiàn)？（12分）答：系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)，需要一定的速度偏差來(lái)維持的速度控制系統(tǒng)為有靜差調(diào)速系統(tǒng)。減少靜差的方法是提高系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)，但不能消除靜差。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)，不需要速度偏差來(lái)維持的速度控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)為無(wú)靜差系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)的辦法是通過(guò)采用積分環(huán)節(jié)或比例積分環(huán)節(jié)。三、簡(jiǎn)述雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在電機(jī)起動(dòng)

4、時(shí)兩個(gè)調(diào)節(jié)器的工作過(guò)程及工作狀態(tài)。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，電流環(huán)按幾型系統(tǒng)設(shè)計(jì)？速度環(huán)又按幾型系統(tǒng)設(shè)計(jì)？（12分）答: 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況：1.起動(dòng)初始階段：由于速度調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓比較大，比例積分環(huán)節(jié)很快進(jìn)入飽和狀態(tài)，速度環(huán)開(kāi)環(huán)，電機(jī)以最大電流起動(dòng)，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化不大，電流調(diào)節(jié)器ACR一般不飽和。2.恒流升速階段：起動(dòng)過(guò)程中的主要階段，此時(shí)速度調(diào)節(jié)器一直處于飽和狀態(tài)，速度環(huán)開(kāi)環(huán)，為了保證電流環(huán)的主要調(diào)節(jié)作用，在起動(dòng)過(guò)程中電流調(diào)節(jié)器不飽和。電機(jī)以最大電流加速，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化大。3.速度調(diào)節(jié)器退飽和階段：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)給定轉(zhuǎn)速，速

5、度調(diào)節(jié)器輸入出現(xiàn)負(fù)偏差，速度調(diào)節(jié)器開(kāi)始反向積分，退飽和階段，速度環(huán)閉環(huán)，電機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)超調(diào)。ACR不飽和。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò)程有以下三個(gè)特點(diǎn)： （1）飽和非線(xiàn)性控制； （2）轉(zhuǎn)速超調(diào)； （3）準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。1、2、3、 恒流加速階段：此時(shí)電機(jī)4、5、6、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，電流環(huán)按型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，速度環(huán)按型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。二、四、下圖是微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖，試說(shuō)明K2、Vb、電流檢測(cè)、速度檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。（沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，同學(xué)們自己發(fā)揮想象能力，能實(shí)現(xiàn)就對(duì)） （12分）答：K2：限流電阻R0是為了限制充電電流，為了避免在運(yùn)行中造成附加損耗，中央處理器在合上電源后，延時(shí)對(duì)K2

6、發(fā)出信號(hào)將R0短路。Vb：鎮(zhèn)流電阻Rb的作用是消耗部分動(dòng)能，以限制C1、C2兩端的泵升電壓。當(dāng)電壓檢測(cè)部分檢測(cè)到泵升電壓達(dá)到允許數(shù)值時(shí)，中央處理器就會(huì)給Vb的控制極一個(gè)正脈沖信號(hào)，使Rb分流電路接通。電流檢測(cè)：通過(guò)電流互感器取出電樞回路或電動(dòng)機(jī)回路的電流模擬信號(hào)，離散化后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入中央處理器，對(duì)電流數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理后，可構(gòu)成電流反饋控制和電流保護(hù)和故障診斷信息的來(lái)源。速度檢測(cè)：旋轉(zhuǎn)編碼器FBS與電動(dòng)機(jī)相連，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)，發(fā)出數(shù)碼形式的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角信號(hào)，通過(guò)接收器將該數(shù)碼送入中央處理器，構(gòu)成轉(zhuǎn)速反饋控制。K2的是用于系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)防沖擊電流的，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)K2

7、斷開(kāi)電源經(jīng)R0給電容充電；Vb消除泵升電壓的，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，逆變器將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，由于整流電路是不可逆電路，所有的電能將給C1、C2充電，使其電壓升高，威脅到其它電力電子期器件，為消除過(guò)高的電壓威脅，系統(tǒng)將Vb導(dǎo)通，多余的電能將通過(guò)電阻Rb消耗；電流檢測(cè)分直流電流檢測(cè)和交流電流檢測(cè)，交流電流檢測(cè)一般采用電流互感器，而直流電流檢測(cè)可以采用直流電流互感器或霍爾效應(yīng)電流變換器，轉(zhuǎn)速檢測(cè)有模擬和數(shù)字兩種檢測(cè)，模擬測(cè)速一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)，數(shù)字測(cè)速則采用旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速。4、三相繞線(xiàn)式交流異步電動(dòng)機(jī)有幾種調(diào)速方式？它們分別是什么?答：變電壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、利用電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速

8、、變壓變頻調(diào)速。五、下圖是雙閉環(huán)可逆調(diào)速系統(tǒng)圖，試標(biāo)出當(dāng)KF閉合電機(jī)起動(dòng)時(shí)，各環(huán)節(jié)的極性。（10分）六、 交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)為什么基頻以下要控制壓頻比？它是什么性質(zhì)的調(diào)速？基頻以上能控制壓頻比嗎？它又是什么性質(zhì)的調(diào)速？（12分）答：基頻以下：若要三相異步電動(dòng)機(jī)定子每極氣隙磁通量m保持不變，當(dāng)頻率f從額定值fn向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低定子相電壓Us，使Us/f=常值，這是恒壓頻比的控制方式，磁通恒定時(shí)轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)?；l以上：頻率f從額定值fn向上調(diào)節(jié)，但定子電壓Us卻不可能超過(guò)額定電壓Usn，最多只能保持Us=Usn，這將迫使磁通與頻率成反比地降低，Us/f常值，故不能

9、控制壓頻比，基本上屬于“恒功率調(diào)速”性質(zhì)。七、試比較直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的特性。（12分）答：DTC系統(tǒng)和VC系統(tǒng)都是已獲實(shí)際應(yīng)用的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)。兩者都采用轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速）和磁鏈分別控制，VC系統(tǒng)強(qiáng)調(diào) Te 與r的解耦，有利于分別設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器；實(shí)行連續(xù)控制，可獲得較寬的調(diào)速范圍；但按r 定向受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，降低了系統(tǒng)的魯棒性。 DTC系統(tǒng)則實(shí)行 Te 與s 砰-砰控制，避開(kāi)了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)；控制定子磁鏈而不是轉(zhuǎn)子磁鏈，不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響；但不可避免地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低速性能較差，調(diào)速范圍受到限制。八、如下圖為某直流調(diào)速系統(tǒng)已知電機(jī)參數(shù)為 75kW、220V、340A、1000r/min，采用V-M系統(tǒng)，主電路總電阻0.1歐，電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Ks = 30， a = 0.015Vmin/r， Ce =