電力傳動(dòng)電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)B卷附參考答案

1、記標(biāo)修重名姓號(hào)學(xué)2014 2015學(xué)年第二學(xué)期期末考試課程名稱：電力傳動(dòng)控制系統(tǒng)開卷B 卷120分鐘考試班級：考試方式：開卷V 閉卷題號(hào)-一-二二三四合計(jì)滿分20203030100實(shí)得分評閱人得分、選擇題（共20分，每題2 分）1、直流P W M變換器一電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)與晶閘管一電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)相比，A、前者調(diào)速范圍寬但諧波大B 、前者調(diào)速范圍寬且諧波少C后者調(diào)整范圍寬但諧波大2、 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，靜差率A OA、越小 B、越大C、不變3、 在可逆直流調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中，抑制瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的措施為_ OA采用均衡電抗器B、采用平波電抗器C 、采用a =3配合控制4、帶比

2、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_OA、零B5、無靜差調(diào)速系統(tǒng)的A消除穩(wěn)態(tài)誤差PI、大于零的定值C 、保持原先的值不變調(diào)節(jié)器中P部份的作用是_ O、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)在恒流升速階段時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的狀態(tài)是 A6、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，A ASR飽和、ACR不飽和 B、ACR飽和、ASR不飽和 C、ASR和ACF都飽和7、控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的首要條件是A、準(zhǔn)確性B、穩(wěn)定性8、在直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，系統(tǒng)無法抑制A、電網(wǎng)電壓 B、電機(jī)勵(lì)磁電壓變化B_ oC 、快速性 _B_的擾動(dòng)。C、運(yùn)算放大器參數(shù)變化C O9、a =3

3、配合控制雙閉環(huán)可逆直流調(diào)速系統(tǒng)制動(dòng)過程主要階段是A本組逆變階段B 、它組反接制動(dòng)階段C 、它組逆變階段10、 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，以下哪一項(xiàng)影響最大電流Idm的設(shè)計(jì) COA運(yùn)算放大器B、穩(wěn)壓電源電動(dòng)機(jī)允許的過載能力嗎評閱人得分二、判斷題（共20分，每題2 分）1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，給定信號(hào) Un不變，增加轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a,系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速反饋電壓Un不變。2、I型系統(tǒng)工程最佳參數(shù)是指參數(shù)關(guān)系選用K=1/ （2T）或E =0.707 o（ 對）3、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，一般把 h=4定義為按閉環(huán)幅頻特性峰值Mrmin最小準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的“三階工程最佳”參數(shù)配置。（錯(cuò)）4、在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

4、的設(shè)計(jì)過程中，若按“三階工程最佳”設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的超調(diào)量為37.6%。（ 對）5、在雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)試中，若兩個(gè)調(diào)節(jié)器米用PI調(diào)節(jié)器，U nm固定，想得到固定的轉(zhuǎn)速n只需調(diào)節(jié)給定電壓 Un即可。6、積分或比例積分調(diào)節(jié)器的輸出具有記憶和保持功能。7、轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)對一切擾動(dòng)量都具有抗干擾能力。8、 比例積分調(diào)節(jié)器輸入偏差電壓為零時(shí)，其輸出電壓也為零。9、 在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，通常將電流環(huán)校正為典型I型系統(tǒng), 正為典型II型系統(tǒng)。10、位置式PI調(diào)節(jié)器算法比增量式 PI調(diào)節(jié)器算法更容易產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象， 設(shè)置積分限幅和輸出限幅， 缺一不可。（對） 錯(cuò)） 錯(cuò)）將轉(zhuǎn)速環(huán)校（ 對）必須同時(shí)（對）嗎

5、評閱人得分三、簡答題（共30分，每題6分）泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的？對系統(tǒng)有何影響？如何抑制?1、直流PW礎(chǔ)換器中，答：泵升電壓是當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作于回饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由于二極管整流器的單向?qū)щ娦?，使得電?dòng)機(jī)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾娔懿荒芡ㄟ^整流裝置反饋回交流電網(wǎng)，而只能向?yàn)V波電容充電， 造成電容兩端電壓升高。 泵升電壓過大將導(dǎo)致電力電子開關(guān)器件被擊穿。應(yīng)合理選擇濾波電容的容量，或采用泵升電壓限制電路。因此若給定 系統(tǒng)仍會(huì)認(rèn)為是給2、在無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)電機(jī)精 度的影響？試說明理由。答：仍然受影響。因?yàn)闊o靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)誤差為零， 電源發(fā)生偏移，

6、或者測速發(fā)電機(jī)精度受到影響而使反饋電壓發(fā)生改變， 定或轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，從而改變轉(zhuǎn)速，以達(dá)到電壓偏差為零。，在于它能隨著3、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能減少或消除轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)誤差的實(shí)質(zhì)是什么？ 答：比例控制直流調(diào)速系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它的自動(dòng)調(diào)節(jié) 負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電壓，以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降的變化。,應(yīng)調(diào)節(jié)的參數(shù)有：轉(zhuǎn)速給4、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？若 要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)？ 答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 定電壓u；，因?yàn)檗D(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速輸出服從給定。若要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的參

7、數(shù)有： 轉(zhuǎn)速的給定Un、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的限幅值、轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)等，因?yàn)樗鼈兌荚陔娏鳝h(huán)之外。保延時(shí)過小會(huì)造成換流逆評閱人得分四、計(jì)算題（共30分）1、設(shè)控制對象的傳遞函數(shù)為WObj（S）Ki(TiS 1)(T2S 1)(T3S 1)(T4S 1)，式中K1=2；5、無環(huán)流邏輯控制器 DLC中為什么必須設(shè)置封鎖延時(shí)和開放延時(shí)？延時(shí)過大或過小對系 統(tǒng)有何影響？答：設(shè)置封鎖延時(shí)電路和開關(guān)延時(shí)電路后，能夠保護(hù)兩組晶閘管在切換時(shí)不發(fā)生短路，證同一時(shí)間只有一組晶閘管開通。延時(shí)過大會(huì)引起切換時(shí)間太長，變失敗。i5%解：用PI調(diào)節(jié)器校正時(shí)，調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為Wpi (s)KpiiST1 =0.

8、4s， T2 =0.08s， T3=0.015s， T4 =0.005s。要求階躍輸入時(shí)系統(tǒng)超調(diào)量用PI調(diào)節(jié)器將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成典型I型系統(tǒng)，試設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器參數(shù)并計(jì)算調(diào)節(jié)時(shí)間tS。（ 10分）取i Ti 0.4s，并將T2、T3、T4看成小時(shí)間常數(shù),T T2 13 T40.08s 0.015s 0.005s 0.1s則按典型I型系統(tǒng)校正時(shí)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為W(s)K JS 1KiKpi KiiS (TiS i)crs i)iS (Ts 1)KpiKiKpi2K1T調(diào)節(jié)時(shí)間ts 6T6 0.1s0.6s所以PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)i 0.4s，Kpi1 ；調(diào)節(jié)時(shí)間ts0.6s 。2、某轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系

9、統(tǒng)，主電路采用三相零式整流電路。已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：PN 60 kW ,Un 220V，IN 308 A , pin 1000r/min , Ce 0.196V mi n/r，電樞回路總電阻R=0.18，允許電流過載倍數(shù)1.1，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks 35，電磁時(shí)間常數(shù) Tl 0.012s，機(jī)電時(shí)間常數(shù) Tm 0.12s，電流反饋濾波時(shí)間常 數(shù)Toi 0.0025s，轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)Ton 0.015s。額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓 (Un)N 1CV ,ASR調(diào)節(jié)器飽和輸出電壓 Uim=8V ,ACR調(diào)節(jié)器飽和輸出電壓 Ucm=6.5V。i 5%系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)為：穩(wěn)態(tài)無靜差，調(diào)速范圍D

10、=10，電流超調(diào)量KT=0.5?？蛰d起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n 10%。試求：電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并取參數(shù)(1)確定電流反饋系數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并計(jì)算其參數(shù)？考慮轉(zhuǎn)速超調(diào)，試設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR，計(jì)算其參數(shù) Rn、Cn、(20 分)設(shè)調(diào)節(jié)器輸入電阻 40k。U im /1 dm 8V/(1.1*In) 8V / 339A 0.0236V / A10/10000.01V min/r(2)電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)確定時(shí)間常數(shù):a)Ts 0.00333 s0.0025sc)T iT0i Ts 0.0025 0.003330.00583s電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定:因?yàn)閕 5%，可按

11、典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選用 PI調(diào)節(jié)器，Wacr(S)Ki( iSiS1)1K Si Ks電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：i Tl 0.012s,選 KIT i 0.5,KI 0.5/T i 85.76s 185.76 O.。12 O.180.22435 0.0173校驗(yàn)等效條件:ciKi 85.76sa）電力電子裝置傳遞函數(shù)的近似條件:3Ts3 0.003331101.01 cib）忽略反電勢的影響的近似條件:V0.12 0.01279.06S 1cic）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)的近似條件:3J0.00333 0.0025115.52s1ci可見滿足近似等效條件，電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選Ro 40K ,則:R KiRo

12、0.224 40K8.96K,取 9K.由此GGij/R 0.012/(9 103) 1.330.0025/40 1034Toi / R)4（3 ）速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 確定時(shí)間常數(shù)：a)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/ Ki：因?yàn)?KiT i1/ KI 2t ib)Ton0.015sc)1/ KiTon0.25 F0.52 0.005830.01166s0.01166 0.0150.02666s速度調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：按照無靜差的要求，應(yīng)選用PI調(diào)節(jié)器,Wasr(S)Kn( ns 1)速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定:hT n,取hKnKncnnS5, nh 12 22h T n(h 1) CeTm2h RT nhT n 0

13、.1333s廠62 168.82s 22 50.026666 0.0236 0.196 0.122 5 0.01 0.18 0.026666.94校驗(yàn)等效條件Kn/1 Knn 168.82 0.1333 22.5s 1a電流環(huán)近似條件：3軒議 b）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似：1 誓 1J40.43s 185.760.01525.2scn1cn可見滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)（空載Z=0）n% 2*(告)(Z)專*11.23%10%2 81.2% 1.1 迴空0.196 10000.026660.12轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果表明，上述設(shè)計(jì)不符合要求。因此需重新設(shè)計(jì)。 查表，應(yīng)取小一些的 h,選h=3進(jìn)行設(shè)計(jì)。按h=3，速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定如下:n hT n 0.07998sKn (h 1)/2h2T2n 4/(2 9 0.026662)312.656s 20.18 0.02666)7.6Kn (h 1) CeTm/2h RT n 4 0.0236 0.196 0.12/(2 3 0.011校驗(yàn)等效條件:cn Kn / 1 Kn n 312.656 0.0799825sa) 1/3(KI /T j)1/ 3(85.76/0.00583)1/2b) 1/3(KI /Ton)"21/ 3(85.76/0.015)1/225.2s4