自動(dòng)控制之運(yùn)動(dòng)控制考試試題綜合整理(直流調(diào)速部分)

1、填空題1、直流電動(dòng)機(jī)有三種調(diào)速方法：降壓調(diào)速、弱磁調(diào)速、電樞串電阻調(diào)速。2、PI調(diào)節(jié)器的雙重作用是指：一是比例部分加快動(dòng)態(tài)進(jìn)程；二是積分部分最終 消除偏差。3、轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)之所以具有起動(dòng)的快速性，是因?yàn)樵谄饎?dòng)過(guò)程中ASR調(diào)節(jié)器輸出提供最大電流給定，并由 ACR調(diào)節(jié)器維持電流最大，從而使 系統(tǒng)啟動(dòng)最快。4、控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)是指跟隨指標(biāo)和抗擾指標(biāo)，而調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo) 通常以 抗擾性能指標(biāo) 為主。5、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò)程特點(diǎn)是飽和非線性控制、準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制和轉(zhuǎn)速超調(diào)。&常見(jiàn)的調(diào)速系統(tǒng)中，在基速以下按恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，在基速以上按恒功 率調(diào)速方式。7、調(diào)速系統(tǒng)

2、的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)包括調(diào)速范圍和靜差率 。8、 反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動(dòng)， 服從給定。9、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，出現(xiàn)電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)，電亙ACRM節(jié)器起主要 作用；出現(xiàn)負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速 ASF調(diào)節(jié)器起主要作用。10、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，采用 PI調(diào)節(jié)器，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速n取決于 給 定電壓 、ASR勺輸出量取決于 負(fù)載電流 。11、 各種電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)都是通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 來(lái)工作的。12、 V-M系統(tǒng)中，采用三相整流電路，為抑制電流脈動(dòng)，可采用的主要措施是 設(shè) 置平波電抗器。13、 在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為了限制全壓?jiǎn)?dòng)和堵轉(zhuǎn)電流過(guò)大，通常采用電流 截止負(fù)反饋 。14、 在a =

3、B配合控制的直流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，存在的是瞬時(shí)脈動(dòng) 環(huán)流，可 用串接環(huán)流電抗器 抑制。15、 采用PI調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器經(jīng)歷 不飽和、 飽和、退飽和 三種狀態(tài)。17、在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，可把晶閘管觸發(fā)與整流裝置看成是一個(gè)純滯后 環(huán)節(jié),其近似傳遞函數(shù)為。TsS+1選擇題1、帶有比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，如果轉(zhuǎn)速的反饋值與給定值相等， 則調(diào)節(jié)器的輸出為（A ）A、零；B、大于零的定值C、小于零的定值；D、保持原先的值不變2、帶有比例積分調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，如果轉(zhuǎn)速的反饋值與給定值相 等，則調(diào)節(jié)器的輸出為（D ）A、零；B、大于零的定值C、小于零的定值；D、保持原先

4、的值不變3、無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器中P部份的作用是（D ）A、消除穩(wěn)態(tài)誤差；B、不能消除穩(wěn)態(tài)誤差也不能加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)C、既消除穩(wěn)態(tài)誤差又加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)；D加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)4、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，控制電壓 Uct的大小取決于（C ）。A、Idl B 、n C 、n 和 Idl D 、a 和 B5、 在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，能決定電動(dòng)機(jī)允許的最大電流的是（A ）A、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出限幅值B、電流調(diào)節(jié)器輸出限幅值C、給定輸入的最大值D電流反饋的最大幅值6控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的首要條件是（B ）0A、抗擾性B、穩(wěn)定性C、快速性D、準(zhǔn)確性7、 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的兩個(gè)調(diào)速器通常采用的控制方式是（

5、B ）A. PIDB. PI C. PD. PD8、靜差率和機(jī)械特性的硬度有關(guān)，當(dāng)理想空載轉(zhuǎn)速一定時(shí)，特性越硬，則靜差 率（A ）A.越小B.越大 C.不變D.不確定9、直流電動(dòng)反并聯(lián)晶閘管整流電源供電的可逆調(diào)速系統(tǒng)給定為零時(shí)，主要停車(chē) 過(guò)程是（C ）A本橋逆變，回饋制動(dòng)B它橋整流，反接制動(dòng)C它橋逆變，回饋制動(dòng)D自由停車(chē)10、 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在恒流升速階段時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的狀態(tài)是（A ）A. ASR 飽和、ACF不飽和B. ACR 飽和、ASR不飽和C. ASR和ACF都飽和D. ACR和ASR都不飽和11、無(wú)靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)速的給定值與反饋值相同，此時(shí)PI調(diào)節(jié)器的輸出（D ）

6、。A、為0B、正向逐漸增大C、負(fù)向逐漸增大D、保持恒定終值不變12、在電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)無(wú)法抑制（C ）的擾動(dòng)A、電網(wǎng)電壓C、給定電源變化B、電機(jī)勵(lì)磁電壓變化D運(yùn)算放大器參數(shù)變化13、系統(tǒng)的靜態(tài)速降厶ned定時(shí)，靜差率S越小，則（A ）。A調(diào)速范圍D越小B額定轉(zhuǎn)速ned越大C調(diào)速范圍D越大D額定轉(zhuǎn)速ned越大14、當(dāng)理想空載轉(zhuǎn)速no相同時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率Sb與開(kāi)環(huán)下的Sk之比為（D）A 1B 0（ K為開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)）C 1+KD 1/（ 1+K）D ）的擾動(dòng)。 電網(wǎng)電壓波動(dòng) 測(cè)速機(jī)勵(lì)磁電流15、速度單閉環(huán)系統(tǒng)中，不能抑制（ A調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)BC負(fù)載D16、轉(zhuǎn)速一電流雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)正常

7、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，發(fā)現(xiàn)原定正向與機(jī)械要求的正方向相反，需改變電機(jī)運(yùn)行方向。此時(shí)不應(yīng)（C ）0A 調(diào)換磁場(chǎng)接線B調(diào)換電樞接線C同時(shí)調(diào)換磁埸和電樞接線D同時(shí)調(diào)換磁埸和測(cè)速發(fā)電機(jī)接線17、普通邏輯無(wú)環(huán)流（既無(wú)推B又無(wú)準(zhǔn)備）可逆調(diào)速系統(tǒng)中換向時(shí)待工作組投入 工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于（B ）狀態(tài)。A 回饋制動(dòng)B 反接制動(dòng) C能耗制動(dòng) D 自由停車(chē)18、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電流環(huán)調(diào)試時(shí)， 如果勵(lì)磁電源合閘，電樞回路亦同時(shí)通 電，給定由ACR輸入端加入且產(chǎn)生恒定的額定電流，貝U （ C ）。（假定電機(jī)不 帶機(jī)械負(fù)載）A電機(jī)會(huì)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)B電機(jī)不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)C 電機(jī)會(huì)加速到最高轉(zhuǎn)速D過(guò)流跳閘D ）的擾動(dòng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)19、速度單閉環(huán)系

8、統(tǒng)中，不能抑制（A調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)BC負(fù)載D測(cè)速機(jī)勵(lì)磁電流20、a = B配合控制有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的主回路采用反并聯(lián)接線，除平波電抗器外，還需要（C ）個(gè)環(huán)流電抗器。A 2B 3C 4D 121、轉(zhuǎn)速PID調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)系統(tǒng)與轉(zhuǎn)速 PI調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)系統(tǒng)相比,A抗負(fù)載干擾能力弱B動(dòng)態(tài)速降增大C恢復(fù)時(shí)間延長(zhǎng)D抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)能力增強(qiáng)22、輸入為零時(shí)輸出也為零的調(diào)節(jié)器是（A ）A P調(diào)節(jié)器 B I調(diào)節(jié)器 C PI調(diào)節(jié)器 D PID調(diào)節(jié)器23、下列電動(dòng)機(jī)哪個(gè)環(huán)節(jié)是比例慣性環(huán)節(jié)（C ）ld(s)E(s)A UisL B U±(s) CdDn(s) I(s) Ud(s)-E(s) Id(s)-l

9、fz(s)判斷題1、反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)。2、無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器一般采用PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器。3、當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)放大系數(shù)大于系統(tǒng)的臨界放大系數(shù)時(shí)，系統(tǒng)將穩(wěn)定4、調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標(biāo)應(yīng)以最低速時(shí)所能達(dá)到的數(shù)值為準(zhǔn)。5、在電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)無(wú)法抑制電機(jī)勵(lì)磁電壓變化的擾動(dòng)。6控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的首要條件是準(zhǔn)確性。7、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜特性可以比閉環(huán)系統(tǒng)硬得多。簡(jiǎn)答題1、調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？答：生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍, 母D表示,即：用字n maxD =nmin當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值時(shí)所

10、對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速 降落 nN與理想空載轉(zhuǎn)速n0之比，稱(chēng)作靜差率s，即2、轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差是多少？他們 的輸出電壓是多少？為什么？答：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)， U=0 （轉(zhuǎn)速無(wú)靜差）ASR的輸出電壓B Id； ASR的輸入偏差 為0,輸出電壓：Ud0 Cen+I dR CeUn/ a+I dl R _Ut ='=因?yàn)锳SR和ACR均為PI調(diào)節(jié)器，其輸出 量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無(wú)關(guān)，由它后面的環(huán)節(jié)需要決定KsKsKs3、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本特征 答：（1）具有比例放大器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是有靜差的；（2）閉環(huán)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾性能反饋閉環(huán)系統(tǒng)具有很好的抗擾性能，對(duì)于作用在被負(fù)

11、反饋所包圍的前向通道上的一切擾動(dòng)都能有效地抑制；（即服從給定、抵制擾動(dòng)）（3）系統(tǒng)精度依賴(lài)于給定和傳感器檢測(cè)精度4、晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)需要快速回饋制動(dòng)時(shí)，為什么必須采用可逆線路？答：當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要回饋制動(dòng)時(shí)，由于反電動(dòng)勢(shì)的極性未變，要回饋電能必須 產(chǎn)生反向電流，而反向電流是不可能通過(guò) VF流通的，這時(shí)，可以通過(guò)控制電路 切換到反組晶閘管裝置VR,并使它工作在逆變狀態(tài)，產(chǎn)生逆變電壓，電機(jī)輸出 電能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。5、有靜差系統(tǒng)與無(wú)差系統(tǒng)的區(qū)別。答：根本區(qū)別在于結(jié)構(gòu)上（控制器中）有無(wú)積分控制作用，PI控制器可消除階 躍輸入和階躍擾動(dòng)作用下的靜差，稱(chēng)為無(wú)靜差系統(tǒng)， P控制器只能降低靜差，卻 不能消除靜差

12、，故稱(chēng)有靜差系統(tǒng)。（I的延緩功能、積累功能、記憶功能）6什么叫環(huán)流？并說(shuō)明有環(huán)流可逆系統(tǒng)的適用場(chǎng)合。答：當(dāng)兩組晶閘管同時(shí)工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不流過(guò)負(fù)載而在兩組晶閘管之間流通 的短路電流稱(chēng)為環(huán)流。適用于中小容量系統(tǒng)，有較高快速性能要求的系統(tǒng)7、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)與負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，哪個(gè)調(diào) 節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用？答：電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，ACR起主要調(diào)節(jié)作用；負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，ASR起主要抗擾調(diào) 節(jié)作用。8、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，ASR俞出限幅值的作用是什么？ ACR俞出的限幅值的作用又是什么？答：它決定了電流調(diào)節(jié)器給定電壓的最大值；即電動(dòng)機(jī)的最大電流，故其限 幅值整定的大小完全取決于電

13、動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力和系統(tǒng)的最大加速度的需要；電流調(diào)節(jié)器ACM輸出限幅電壓UCtm，它限制了晶閘管整流器輸出電壓的最大值，故 UCtm需滿(mǎn)足觸發(fā)器移相范圍的要求。9、什么是典型I型系統(tǒng)、典型II型系統(tǒng)？?jī)上到y(tǒng)在穩(wěn)態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)性能方面有 何差別？答：一般來(lái)說(shuō)，在控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)分母中的 sr項(xiàng)表示該系統(tǒng)在 原點(diǎn)處有r重極點(diǎn)，或者說(shuō)，系統(tǒng)含有r個(gè)積分環(huán)節(jié)。根據(jù)r=0,1,2, 等不同數(shù)值，分別稱(chēng)作0型、I型、U型、系統(tǒng)。 兩系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)誤差的差 別：在階躍輸入下的I型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)是無(wú)差的；但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且與 K。因此，I型系統(tǒng)不能用于具有加速度輸入的隨動(dòng)系統(tǒng)。在階躍和斜坡輸入下，II

14、型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)均無(wú)差；加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差與開(kāi)環(huán) 增益K成反比。在動(dòng)態(tài)性能中， 典型I型系統(tǒng)在跟隨性能上可以做到超調(diào)小，但抗擾性能稍差，典型U型系 統(tǒng)的超調(diào)量相對(duì)較大，抗擾性能卻比較好。計(jì)算題1、某直流調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為 nN=1430r/min ,額定速降 nN =115r/min，當(dāng)要求靜差率s< 30%時(shí)，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率 s < 20%,試求最低運(yùn)行速度及調(diào)速范圍。解：要求s< 30%寸，調(diào)速范圍為nxs D =： = 53AnKl-s) USx(l-»4)'若要求s< 20%寸，最低空載轉(zhuǎn)速為% 11S珈価二丁二575

15、価加最低運(yùn)行轉(zhuǎn)速為唏?!=坯的-血坯=(575 - 115)r/niin 二 460r/mi?i1430X 03調(diào)速范圍為nuutn %ax 1留0D 3.1叫伽 4602、某一調(diào)速系統(tǒng)，測(cè)得的最高轉(zhuǎn)速特性為 no max = 1500r / min ，最低轉(zhuǎn) 速特性為n°min = 150r / min，帶額定負(fù)載時(shí)的速度降落 nN = 15r / min ， 且在不同轉(zhuǎn)速下額定速降 nN不變，試問(wèn)系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？解：思路一：解：1)調(diào)速范圍D = n max： nmin (均指額定負(fù)載情況下)n max n°max - ： n n

16、1500 -15 =1485nmin - n0min匚 nN - 150 - 15 - 135D - nmax nmin - 1485 135 = 112) 靜差率 s nN：no=15'150=10%3. 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器 ASR ACF均采用PI調(diào)節(jié)器。已 知參數(shù)：電動(dòng)機(jī)：Pnom=3.7kW, Unom=220V， Inom=20A ， nnom=1000r/min, 電樞回路總電阻 R=1.5Q,設(shè)Unm *=Uim*= Ucm=8V電樞回路最大電流Idm=40A 電力電子變換器的放大系數(shù) Ks=40.試求：(1) 電流反饋系數(shù)B和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a ；(2)

17、當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的 Ud0 Ui、Uc值。解：(1) B = Uim*/ldm=8/40=0.2a = Unm */ nn om=8/1000=0.008(2) Ud0=IdmR=4(0 1.5=60VUi= Uim*=8V(極性相反)Uc= Ud0/Ks=60/40=1.5A4. 已知某調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)為：PN=18KW ,UN=220V ,IN=94A ,nN=1000r/min , Ra=0.15Q 整流裝置內(nèi)阻Rrec = 0.3 Q觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù) Ks=40.最大給定電壓Unm* =15V,當(dāng)主 電路電流達(dá)到最大值時(shí)，整定電流反饋電壓Uim =10V計(jì)算： (1)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a 。(2)