運動控制系統(tǒng)試卷答案全

1、一、 選擇填空：（每空2分、共20分）1、一個調速系統(tǒng)的調速范圍，是指在 時還能滿足所需靜差率的轉速可調范圍。 答案：（1）)最低速；)最高速；)平均速； )不能確定；2、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。答案：（2）硬得不多； ）硬得多；）軟得多； ）軟得不多； 3、無靜差調速系統(tǒng)的最高轉速nmax，最高給定電壓U*nmax其速度反饋系數為 。 答案：（2）nmax/U*nmax）U*nmax/nmax）nmaxU*nmax ）不確定4、反并聯無環(huán)流配合控制的條件是 答案：（4）240o ）300o）360o 4）180o5、無環(huán)流邏輯環(huán)節(jié)切換到正組晶閘管工作時， 。答案：（

2、4）正、反組同時封鎖； ）封鎖正組開放反組；）正、反組同時開放； ）封鎖反組開放正組；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，它是一個內阻為零的恒壓源，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，它是一個相當于一個恒流源，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，如果在正弦調制波的半個周期內，三角載波只在正或負的一種極性范圍內變化，所得到的SPWM波也只處于一個極性的范圍內，叫做 方式。答：（ 3 ）多極性控制；）雙極性控制；）單極性控制；）沒

3、用定義9、調速系統(tǒng)的動態(tài)性能就是控制 的能力。答案：（2）磁場； ）轉矩；）轉速； ）轉差率；10、矢量控制系統(tǒng)是 控制系統(tǒng)。答案：（2）靜止坐標； ）旋轉坐標；）極坐標； ）不能確定；二、什么是有靜差閉環(huán)調速系統(tǒng)？怎樣減少靜差？什么是無靜差閉環(huán)調速系統(tǒng)？怎樣實現？（12分）答：系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，需要一定的速度偏差來維持的速度控制系統(tǒng)為有靜差調速系統(tǒng)。減少靜差的方法是提高系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數，但不能消除靜差。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，不需要速度偏差來維持的速度控制閉環(huán)調速系統(tǒng)為無靜差系統(tǒng)。實現的辦法是通過采用積分環(huán)節(jié)或比例積分環(huán)節(jié)。三、簡述雙閉環(huán)調速系統(tǒng)在電機起動時兩個調節(jié)器的工作過程及工作狀態(tài)。在雙閉環(huán)調速系

4、統(tǒng)時，電流環(huán)按幾型系統(tǒng)設計？速度環(huán)又按幾型系統(tǒng)設計？（12分）答: 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)在電機起動過程中轉速調節(jié)器ASR經歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況：1.起動初始階段：由于速度調節(jié)器的輸入偏差電壓比較大，比例積分環(huán)節(jié)很快進入飽和狀態(tài)，速度環(huán)開環(huán)，電機以最大電流起動，此時電機轉速變化不大，電流調節(jié)器ACR一般不飽和。2.恒流升速階段：起動過程中的主要階段，此時速度調節(jié)器一直處于飽和狀態(tài)，速度環(huán)開環(huán)，為了保證電流環(huán)的主要調節(jié)作用，在起動過程中電流調節(jié)器不飽和。電機以最大電流加速，此時電機轉速變化大。3.速度調節(jié)器退飽和階段：當電機轉速超過給定轉速，速度調節(jié)器輸入出現負偏差，速度調節(jié)器開始反向積分，

5、退飽和階段，速度環(huán)閉環(huán)，電機轉速出現超調。ACR不飽和。雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點： （1）飽和非線性控制； （2）轉速超調； （3）準時間最優(yōu)控制。1、2、3、 恒流加速階段：此時電機4、5、6、雙閉環(huán)調速系統(tǒng)時，電流環(huán)按型系統(tǒng)設計，速度環(huán)按型系統(tǒng)設計。二、四、下圖是微機數字控制雙閉環(huán)直流PWM調速系統(tǒng)硬件結構圖，試說明K2、Vb、電流檢測、速度檢測的實現過程。（沒有標準答案，同學們自己發(fā)揮想象能力，能實現就對） （12分）答：K2：限流電阻R0是為了限制充電電流，為了避免在運行中造成附加損耗，中央處理器在合上電源后，延時對K2發(fā)出信號將R0短路。Vb：鎮(zhèn)流電阻Rb的作用是消

6、耗部分動能，以限制C1、C2兩端的泵升電壓。當電壓檢測部分檢測到泵升電壓達到允許數值時，中央處理器就會給Vb的控制極一個正脈沖信號，使Rb分流電路接通。電流檢測：通過電流互感器取出電樞回路或電動機回路的電流模擬信號，離散化后經A/D轉換器轉換成數字信號送入中央處理器，對電流數字量信號進行相關處理后，可構成電流反饋控制和電流保護和故障診斷信息的來源。速度檢測：旋轉編碼器FBS與電動機相連，當電動機轉動時，帶動碼盤旋轉，發(fā)出數碼形式的轉速或轉角信號，通過接收器將該數碼送入中央處理器，構成轉速反饋控制。K2的是用于系統(tǒng)啟動時防沖擊電流的，系統(tǒng)啟動時K2斷開電源經R0給電容充電；Vb消除泵升電壓的，當

7、系統(tǒng)進入制動狀態(tài)時，逆變器將電動機的機械能轉變?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，為消除過高的電壓威脅，系統(tǒng)將Vb導通，多余的電能將通過電阻Rb消耗；電流檢測分直流電流檢測和交流電流檢測，交流電流檢測一般采用電流互感器，而直流電流檢測可以采用直流電流互感器或霍爾效應電流變換器，轉速檢測有模擬和數字兩種檢測，模擬測速一般采用測速發(fā)電機，數字測速則采用旋轉編碼器測速。4、三相繞線式交流異步電動機有幾種調速方式？它們分別是什么?答：變電壓調速、轉子回路串電阻調速、利用電磁轉差離合器調速、變壓變頻調速。五、下圖是雙閉環(huán)可逆調速系統(tǒng)圖，

8、試標出當KF閉合電機起動時，各環(huán)節(jié)的極性。（10分）六、 交流電動機變頻調速系統(tǒng)為什么基頻以下要控制壓頻比？它是什么性質的調速？基頻以上能控制壓頻比嗎？它又是什么性質的調速？（12分）答：基頻以下：若要三相異步電動機定子每極氣隙磁通量m保持不變，當頻率f從額定值fn向下調節(jié)時，必須同時降低定子相電壓Us，使Us/f=常值，這是恒壓頻比的控制方式，磁通恒定時轉矩也恒定，屬于“恒轉矩調速”性質?；l以上：頻率f從額定值fn向上調節(jié)，但定子電壓Us卻不可能超過額定電壓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，故不能控制壓頻比，基本上屬于“恒功率調速”性質。七、試

9、比較直接轉矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的特性。（12分）答：DTC系統(tǒng)和VC系統(tǒng)都是已獲實際應用的高性能交流調速系統(tǒng)。兩者都采用轉矩（轉速）和磁鏈分別控制，VC系統(tǒng)強調 Te 與r的解耦，有利于分別設計轉速與磁鏈調節(jié)器；實行連續(xù)控制，可獲得較寬的調速范圍；但按r 定向受電動機轉子參數變化的影響，降低了系統(tǒng)的魯棒性。 DTC系統(tǒng)則實行 Te 與s 砰-砰控制，避開了旋轉坐標變換，簡化了控制結構；控制定子磁鏈而不是轉子磁鏈，不受轉子參數變化的影響；但不可避免地產生轉矩脈動，低速性能較差，調速范圍受到限制。八、如下圖為某直流調速系統(tǒng)已知電機參數為 75kW、220V、340A、1000r/min，采用V-M系統(tǒng)，主電路總電阻0.1歐，電動機電動勢系數Ks = 30， a = 0.015Vmin/r， Ce