高頻電子線路習(xí)題匯總考試重點

1、高頻電子線路習(xí)題匯總1-1、無線電通信發(fā)展的三個里程碑： Lee de forest 發(fā)明電子三極管， W. Shockley 發(fā)明晶體三極管， 集成電路、數(shù)字電路的出現(xiàn)。1-2、通信系統(tǒng)的組成及各部分的作用（框圖）：答：通信系統(tǒng)由輸入、輸出變換器，發(fā)送、接收設(shè)備以及信道組成。輸入變換器將要傳遞的聲音或圖象消息變換為電信號（基帶信號）；發(fā)送設(shè)備將基帶信號經(jīng)過調(diào)制等處理，并使其具有足夠的發(fā)射功率，再送入信道實現(xiàn)信號的有效傳輸；信道是信號傳輸?shù)耐ǖ溃唤邮赵O(shè)備用來恢復(fù)原始的基帶信號；輸出變換器將經(jīng)過處理的基帶信號重新恢復(fù)為原始的聲音或圖象。1-3、調(diào)幅發(fā)射機組成框圖及超外差式接收機方框圖。1-4、在

2、無線電技術(shù)中，一個信號的表示方法有三種，分別是 數(shù)學(xué)表達式 、 波形圖 、 頻譜圖 。1-5、地波傳播時，傳播的信號頻率越高，損耗 越大 。1-6、無線通信為什么要用高頻信號？“高頻”信號指的是什么？答：高頻信號指的是適合天線發(fā)射、傳播和接收的射頻信號。采用高頻信號的原因主要是：（1）頻率越高，可利用的頻帶寬度就越寬，信道容量就越大，而且可以減小或避免頻道間的干擾；（2）高頻信號更適合電線輻射和接收，因為只有天線尺寸大小可以與信號波長相比擬時，才有較高的輻射效率和接收效率，這樣，可以采用較小的信號功率，傳播較遠的距離，也可獲得較高的接收靈敏度。2-1、在LC選頻網(wǎng)絡(luò)中，串聯(lián)諧振又稱 電壓諧振

3、，并聯(lián)諧振又稱 電流諧振 。2-2、對諧振回路而言，回路的Q值 越高 ，諧振曲線愈 尖銳 ，通頻帶愈 窄 ，對外加電壓的選頻作用愈 顯著 ，回路的選擇性越 好 。2-3、在并聯(lián)諧振回路的兩端并聯(lián)一電阻時，會使回路的 通頻帶加寬 。（選擇）2-4、并聯(lián)諧振回路作為負載時常采用抽頭接入的目的是為了減小信號源內(nèi)阻和負載對回路的影響，若接入系數(shù)p增大，則諧振回路的Q值 減小 ，帶寬 增加 。2-5、按耦合參量的大小，耦合回路一般分為 強耦合 、 弱耦合 、 臨界耦合 。2-6、在耦合回路中，反射電阻的值永遠為 正 ，反射電抗的值與原回路總電抗的性質(zhì)相反 。2-7、耦合回路的調(diào)諧的三種方法（簡答），根據(jù)

4、調(diào)諧參數(shù)的不同，耦合回路的諧振可分為 部分諧振 、 復(fù)諧振 和 全諧振 三種。2-8、耦合回路中，部分諧振的條件是：固定次級回路的參數(shù)及耦合量不變，調(diào)節(jié)初級回路的電抗，使初級回路達到 。2-9、什么是耦合回路的諧振？對于耦合回路，常用的調(diào)諧方法有哪些？答：對于耦合諧振回路，凡是達到了初級等效電路的電抗為零，或次級等效電路的電抗為零或初次級回路的電抗同時為零，都稱為回路達到了諧振。常用的調(diào)諧方法有三種：（1）調(diào)節(jié)初級回路的電抗；（2）調(diào)節(jié)次級回路的電抗；（3）調(diào)節(jié)兩回路間的耦合量。2-10、濾波器有很多種，常見的有 LC集中參數(shù)濾波器、 石英晶體濾波器、 陶瓷濾波器 和 聲表面波濾波器 等四種。

5、2-11、壓電效應(yīng)有哪幾種？并分別對其進行解釋。壓電效應(yīng)有正壓電效應(yīng)和負(或反)壓電效應(yīng)兩種。當晶體受外力作用而變形時，就在它對應(yīng)的表面上產(chǎn)生正負電荷，呈現(xiàn)出電壓，稱為正壓電效應(yīng)。當在晶體兩面加交變電壓時，晶體就會發(fā)生周期性的振動，振動的大小基本上正比于電場強度，振動的性質(zhì)決定于電壓的極性，這稱為反壓電效應(yīng)。3-1、小信號諧振放大器的主要特點是以 調(diào)諧回路 作為放大器的交流負載，具有 放大 和 選頻 功能。3-2、高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標有： 增益 、 通頻帶 、 選擇性 。3-3、表征晶體管高頻特性的參數(shù)分別為：截止頻率、特征頻率、最高振蕩頻率。（）（簡答）答：是晶體管值隨頻率的升高而

6、下降到低頻值的0.707時的頻率。頻率繼續(xù)升高， 值繼續(xù)下降，使它下降為1時的頻率，即為特征頻率。顯然。頻率再繼續(xù)升高，使晶體管的功率增益降為1時的頻率，稱為最高振蕩頻率。因此有。3-4、在單調(diào)諧放大器中，矩形系數(shù)越接近于 1 、其選擇性越好；在單調(diào)諧的多級放大器中，級數(shù)越多，通頻帶越 窄 、其矩形系數(shù)越 小 。3-5、單調(diào)諧放大器經(jīng)過級聯(lián)后電壓增益 增大 、通頻帶 變窄 、選擇性 變好 。3-6、單調(diào)諧回路的 帶寬 與 增益 的乘積為一 常數(shù) 。3-7、反向傳輸導(dǎo)納Yre的存在有可能會引起高頻小信號諧振放大器自激，為了克服自激，提高諧振放大器的穩(wěn)定性，在電路中可以采用 中和 法 失配 法來消

7、除或削弱晶體管的內(nèi)部反饋作用。3-8、晶體管的噪聲一般有四種，即 熱 噪聲、 散粒 噪聲、 分配 噪聲和 閃爍 噪聲。（注意哪些是白噪聲，哪些是有色噪聲）4-1、常用的無線電元件有 線性 元件、 非線性 元件和 時變參量 元件。4-2、模擬乘法器的應(yīng)用很廣泛，主要可用來實現(xiàn) 混頻 、 檢波 和 鑒頻 。4-3、干擾信號的頻率等于或接近于中頻頻率的干擾稱為 中頻 干擾，干擾信號的頻率與輸入信號的頻率成鏡像關(guān)系的干擾稱為 鏡像 干擾。4-4、根據(jù)干擾產(chǎn)生的原因，混頻器所特有的干擾主要有 組合頻率干擾 和副波道干擾，其中副波道干擾主要有 中頻干擾 和 鏡像干擾 兩種。4-5、干擾信號的頻率等于或接近

8、于中頻頻率的干擾稱為 中頻 干擾，干擾信號的頻率與輸入信號的頻率成鏡像關(guān)系的干擾稱為 鏡像 干擾。4-6、變頻器可由 混頻器 、和 帶通濾波器 兩部分組成。4-6、變頻器作用是如何產(chǎn)生的？其任務(wù)是什么？為什么說變頻器是超外差接收機的核心器件？答：變頻作用是由非線性器件或線性時變電路所產(chǎn)生的不同頻率相乘作用來完成的，其任務(wù)是將不同頻率的高頻信號轉(zhuǎn)變成同一個固定頻率的中頻，從而使接收機的靈敏度與選擇性大為改善，超外差的名稱也由此得來，因而它是這種接收機的核心。5-1、高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點都是 高功率輸出 和 高效率輸出 。5-2、高頻功率放大器一般工作在 丙 類，而高頻小信號放

9、大器工作在 甲 類。5-3、甲類功放的電流半通角為180，乙類功放的電流半通角為 90 ，甲乙類功放的電流半通角為，丙類功放的電流半通角為。表5-1 不同工作狀態(tài)時放大器的特點工作狀態(tài)半導(dǎo)通角理想效率負 載應(yīng) 用甲類c=18050%電阻低頻乙類c=9078.5%推挽，回路低頻，高頻甲乙類90c18050%78.5%推挽低頻丙類c9078.5%選頻回路高頻丁類開關(guān)狀態(tài)90%100%選頻回路高頻5-4、丙類高頻功率放大器的輸出電壓波形是正弦波的原因是負載為LC的選頻回路，其工作狀態(tài)可分為 欠壓 ， 臨界 ， 過壓 三種。5-5、高頻功放用于發(fā)射機末級，若將其用于集電極調(diào)幅時，功放應(yīng)選擇在 過壓 狀

10、態(tài)，用于基極調(diào)幅時，它應(yīng)選擇在 欠壓 狀態(tài)。5-6、高頻功放隨著VBB的增大，其基極調(diào)制特性從 過壓區(qū) 到 欠壓區(qū) 。5-7、諧振功率放大器通常工作在 丙 類，此類功率放大器的工作原理是：當輸入信號為余弦波時，其集電極電流為 周期性余弦脈沖 波，由于集電極負載的 選頻 作用，輸出的是與輸入信號頻率相同的 余弦 波。5-8、高頻諧振功率放大器的負載諧振電阻RP由小變大，則放大器工作狀態(tài)的變化趨勢（其他條件不變）為 欠壓臨界過壓 。5-9、為什么低頻功率放大器不能工作于丙類？而高頻功率放大器則可工作于丙類？答：兩種放大器最根本的不同點是：低頻功率放大器的工作頻率低，但相對頻帶寬度卻很寬，因而只能采

11、用無調(diào)諧負載，工作狀態(tài)只能限于甲類、甲乙類至乙類（限于推挽電路），以免信號嚴重失真；而高頻功率放大器的工作頻率高，但相對頻帶寬度窄，因而可以采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負載，可以在丙類工作狀態(tài)，由選頻網(wǎng)絡(luò)濾波，避免了輸出信號的失真。5-10、小信號諧振放大器與諧振功率放大器的主要區(qū)別是什么？答：1）小信號諧振放大器的作用是選頻和放大，它必須工作在甲類工作狀態(tài)；而諧振功率放大器為了提高效率，一般工作在丙類狀態(tài)。 2）兩種放大器的分析方法不同：前者輸入信號小采用線性高頻等效電路分析法，而后者輸入信號大采用折線分析法。5-11、當諧振功率放大器的輸入激勵信號為余弦波時，為什么集電極電流為余弦脈沖波形？但放大器為

12、什么又能輸出不失真的余弦波電壓？答：因為諧振功率放大器工作在丙類狀態(tài)（導(dǎo)通時間小于半個周期），所以集電極電流為周期性余弦脈沖波形；但其負載為調(diào)諧回路諧振在基波頻率，可選出ic的基波，故在負載兩端得到的電壓仍與信號同頻的完整正弦波。5-12、高頻功率放大器常用的直流饋電電路有串聯(lián)饋電和并聯(lián)饋電兩種，饋電電路應(yīng)濾除高次諧波分量。5-13、畫出混頻器的組成框圖及混頻前后的波形圖，并簡述混頻器的工作原理。答：混頻器的組成框圖及混頻前后的波形圖如下圖所示。混頻器的工作原理：兩個不同頻率的高頻電壓作用于非線性器件時，經(jīng)非線性變換，電流中包含直流分量、基波、諧波、和頻、差頻分量等。其中差頻分量就是混頻所需要

13、的中頻成分，通過中頻帶通濾波器把其它不需要的頻率分量濾掉，取出差頻分量完成混頻。6-1、反饋式正弦波振蕩器由 放大部分 、 選頻網(wǎng)絡(luò) 、 反饋網(wǎng)絡(luò) 三部分組成。6-2、根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)的不同，反饋式正弦波振蕩器可分為 LC振蕩器 、 RC振蕩器 、 石英晶體振蕩器 。6-3、產(chǎn)生低頻正弦波一般可用 RC 振蕩電路；產(chǎn)生高頻正弦波可用 LC 振蕩電路；要求頻率穩(wěn)定性很高，則可用 石英晶體 振蕩電路。6-4、兩種改進型的電容反饋的振蕩器為克拉潑振蕩器和西勒振蕩器。6-5、石英晶體振蕩器是利用石英晶體的 壓電和反壓電效應(yīng) 工作的，其頻率穩(wěn)定度很高，通常可分為 串聯(lián)諧振 型晶體振蕩器和 并聯(lián)諧振 型晶體振

14、蕩器兩種。6-6、石英晶體在并聯(lián)諧振型晶體振蕩器中作為等效電感元件使用，在串聯(lián)諧振型晶體振蕩器中作為串聯(lián)諧振元件使用。6-7、根據(jù)所指定的時間間隔不同，頻率穩(wěn)定度分為 長期 頻率穩(wěn)定度， 短期 頻率穩(wěn)定度， 瞬間 頻率穩(wěn)定度。6-8、三端式振蕩器的組成原則是與電抗性質(zhì) 相同 ，與電抗性質(zhì) 相反 。6-9、反饋振蕩器的起振條件、平衡條件是什么？振幅穩(wěn)定的條件又是什么？答：反饋性振蕩器的起振條件：即 平衡條件：即振幅平衡的穩(wěn)定條件：在平衡點附近，放大倍數(shù)隨振幅的變化特性具有負的斜率，即。7-1、無線電通信中，信號是以 電磁波 形式發(fā)射出去的。它的調(diào)制方式有 調(diào)幅 、 調(diào)頻 、調(diào)相 三種。7-2、針

15、對不同的調(diào)制方式有三種解調(diào)方式，分別是 檢波 、 鑒頻 、和 鑒相 。7-3、檢波有 同步 、和 非同步檢波 兩種形式。7-4、調(diào)幅的就是用 調(diào)制 信號去控制 載波信號 ，使載波的 振幅 隨 調(diào)制信號的 大小變化而變化。7-5、調(diào)頻波的 瞬時頻率 與低頻的調(diào)制信號成線性關(guān)系，而調(diào)相波的 瞬時相位 與低頻的調(diào)制信號成線性關(guān)系。兩種信號中，帶寬恒定的是 調(diào)頻波 。7-6、信號的調(diào)制與解調(diào)都是 頻率變換的 過程，所以必須用 非線性 器件才能完成。7-7、什么叫調(diào)制？在無線通信系統(tǒng)中為什么要進行調(diào)制？答：把要傳送的信號“裝載”到高頻振蕩信號的過程，稱為調(diào)制。因為（1）無法制造合適尺寸的天線；（2）接收

16、者無法選擇所要接收的信號。7-8、無線電通信中為什么要采用“調(diào)制”？“調(diào)制” 與“解調(diào)”，各自的作用是什么?答：1）信號不調(diào)制進行發(fā)射天線太長，無法架設(shè)。2）信號不調(diào)制進行傳播會相互干擾，無法接收。故無線電通信中要采用“調(diào)制”?！罢{(diào)制”是發(fā)射機的主要功能。所謂調(diào)制是將所需傳送的基帶信號加載到載波信號上去，以調(diào)幅波、調(diào)相波或調(diào)頻波的形式通過天線輻射出去。 “ 解調(diào)”是接收機的重要功能。所謂解調(diào)是將接收到的已調(diào)波的原調(diào)制信號取出來，例如從調(diào)幅波的振幅變化中取出原調(diào)制信號。從調(diào)相波的瞬時相位變化中取出原調(diào)制信號。從調(diào)頻波的瞬時頻率變化中取出原調(diào)制信號。7-9、為什么調(diào)制必須利用電子器件的非線性特性才

17、能實現(xiàn)？它和放大在本質(zhì)上有什么不同？答：由于調(diào)制是產(chǎn)生了新的頻率，或者說，是使原來的產(chǎn)生了頻譜搬移，因而必須利用電子器件的非線性才能實現(xiàn)。放大則僅僅是對信號不失真的放大，不產(chǎn)生新的頻率，因此不但不需要電子器件的非線性特性，而且還應(yīng)盡力避免，以免產(chǎn)生信號失真。7-10、包含載波及上下兩個邊帶的調(diào)幅波稱為 AM波，只包含上下兩個邊帶的調(diào)幅波稱為 DSB波，僅含上邊帶或僅含下邊帶的調(diào)幅波稱為 SSB波。7-11、大信號包絡(luò)檢波器是利用二極管的 單向?qū)щ娦?和RC網(wǎng)絡(luò)的 充放電 特性工作的。7-12、調(diào)幅波的表達式為：（V）；調(diào)幅波的振幅最大值為24V，調(diào)幅度為 20 ，帶寬為 100 Hz，載波頻率

18、為 Hz。7-13、平衡調(diào)幅器產(chǎn)生的是 DSB波 。7-14、包絡(luò)檢波器可能會產(chǎn)生哪幾種失真？在這些失真中，說明其中兩種失真產(chǎn)生的原因及其克服該失真的條件。答：包絡(luò)檢波器可能會產(chǎn)生惰性失真、負峰切割失真、非線性失真和頻率失真四種。惰性失真是由于負載電阻R與負載電容C的時間常數(shù)RC太大所引起的?？朔撌д娴臈l件是：，或?qū)懗?。由于交、直流負載電阻不同所產(chǎn)生的失真?？朔撌д娴臈l件是：。7-15、為什么調(diào)幅、檢波和混頻都必須利用電子器件的非線性特性才能實現(xiàn)？答：由于調(diào)幅、檢波和混頻均屬于頻率變換，即輸出信號中產(chǎn)生了新的頻率分量，而線性器件不可能產(chǎn)生新的頻率分量，只有利用非線性器件才能完成頻率變換的功

19、能。7-16、高電平調(diào)幅的兩種方法是什么？它們在工作狀態(tài)上有什么區(qū)別？答：1）高電平調(diào)幅的兩種方法是集電極調(diào)幅和基極調(diào)幅。2）集電極調(diào)幅必須工作于過壓狀態(tài)，而基極調(diào)幅工作于欠壓狀態(tài)。8-1、調(diào)頻電路有 直接調(diào)頻 、 間接調(diào)頻 兩種方式。8-2、簡述調(diào)相的三種方法。答：(1)諧振回路或移相網(wǎng)絡(luò)的調(diào)相方法；(2)矢量合成法；(3)脈沖調(diào)相法8-3、某調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達式為，試確定： 1) 此調(diào)相波的載波頻率、調(diào)制頻率和調(diào)制指數(shù)；2) 瞬時相位、瞬時頻率的表達式；3) 最大相移和最大頻偏；4) 有效通頻帶的寬度；5）此信號在單位電阻上的功率 。解：（1），rad， （2） rad/sHz(3) 最大相

20、移；最大頻偏 (4) 有效頻帶寬度 （5）此信號在單位電阻上的功率表2.1 簡單諧振回路特性對照表 串聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路電路圖電抗頻率特性諧振角頻率品質(zhì)因數(shù)帶寬諧振特性諧振電阻表2.2 信號源內(nèi)阻、負載對諧振回路的影響串聯(lián)并聯(lián)電路圖諧振阻抗品質(zhì)因數(shù)適用范圍RS、RL都較小的情況RS、RL都較大的情況結(jié)果Q下降， RS、RL越大，Q下降越多，回路通頻帶越寬，選擇效果越差Q下降， RS、RL越小，Q下降越多，回路通頻帶越寬，選擇效果越差表7-1 三種振幅調(diào)制信號電壓表達式普通調(diào)幅波載波被抑制的雙邊帶調(diào)幅波單邊帶信號或波形圖頻譜圖信號帶寬表8.1 調(diào)頻波和調(diào)相波的比較調(diào)制信號：；載波振蕩：調(diào)頻波

21、調(diào)相波數(shù)學(xué)表達式瞬時頻率瞬時相位最大頻移最大相移附錄資料：不需要的可以自行刪除 永磁同步電機基礎(chǔ)知識PMSM的數(shù)學(xué)模型交流電機是一個非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)。永磁同步電機的三相繞組分布在定子上，永磁體安裝在轉(zhuǎn)子上。在永磁同步電機運行過程中，定子與轉(zhuǎn)子始終處于相對運動狀態(tài)，永磁體與繞組，繞組與繞組之間相互影響，電磁關(guān)系十分復(fù)雜，再加上磁路飽和等非線性因素，要建立永磁同步電機精確的數(shù)學(xué)模型是很困難的。為了簡化永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型，我們通常做如下假設(shè)：忽略電機的磁路飽和，認為磁路是線性的；不考慮渦流和磁滯損耗；當定子繞組加上三相對稱正弦電流時，氣隙中只產(chǎn)生正弦分布的磁勢，忽略氣隙中的高次諧波；驅(qū)

22、動開關(guān)管和續(xù)流二極管為理想元件；忽略齒槽、換向過程和電樞反應(yīng)等影響。永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型由電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程和機械運動方程組成，在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型如下：(l)電機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系中的電壓方程如下式所示:其中，Rs為定子電阻；ud、uq分別為d、q 軸上的兩相電壓；id、iq分別為d、q軸上對應(yīng)的兩相電流；Ld、Lq分別為直軸電感和交軸電感；c為電角速度；d、q分別為直軸磁鏈和交軸磁鏈。若要獲得三相靜止坐標系下的電壓方程，則需做兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系到三相靜止坐標系的變換，如下式所示。(2)d/q軸磁鏈方程：其中，f為永磁體產(chǎn)生的磁鏈，為常數(shù)，而是機械角速度，p為同步電機的極對

23、數(shù)，c為電角速度，e0為空載反電動勢，其值為每項繞組反電動勢的倍。(3)轉(zhuǎn)矩方程：把它帶入上式可得:對于上式，前一項是定子電流和永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，稱為永磁轉(zhuǎn)矩；后一項是轉(zhuǎn)子突極效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩，稱為磁阻轉(zhuǎn)矩，若Ld=Lq，則不存在磁阻轉(zhuǎn)矩，此時，轉(zhuǎn)矩方程為：這里，為轉(zhuǎn)矩常數(shù)，。(4)機械運動方程：其中，是電機轉(zhuǎn)速，是負載轉(zhuǎn)矩，是總轉(zhuǎn)動慣量(包括電機慣量和負載慣量)，是摩擦系數(shù)。直線電機原理永磁直線同步電機是旋轉(zhuǎn)電機在結(jié)構(gòu)上的一種演變，相當于把旋轉(zhuǎn)電機的定子和動子沿軸向剖開，然后將電機展開成直線，由定子演變而來的一側(cè)稱為初級，轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級。由此得到了直線電機的定子和動子，圖1為其轉(zhuǎn)變

24、過程。直線電機不僅在結(jié)構(gòu)上是旋轉(zhuǎn)電機的演變，在工作原理上也與旋轉(zhuǎn)電機類似。在旋轉(zhuǎn)的三相繞組中通入三相正弦交流電后，在旋轉(zhuǎn)電機的氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣隙磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（又叫同步轉(zhuǎn)速）為： （1-1）其中，交流電源頻率，電機的極對數(shù)。如果用表示氣隙磁場的線速度，則有： （1-2）其中，為極距。當旋轉(zhuǎn)電機展開成直線電機形式以后，如果不考慮鐵芯兩端開斷引起的縱向邊端效應(yīng)，此氣隙磁場沿直線運動方向呈正弦分布，當三相交流電隨時間變化時，氣隙磁場由原來的圓周方向運動變?yōu)檠刂本€方向運動，次級產(chǎn)生的磁場和初級的磁場相互作用從而產(chǎn)生電磁推力。在直線電機當中我們把運動的部分稱為動子，對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子。這個原理和

25、旋轉(zhuǎn)電機相似，二者的差異是：直線電機的磁場是平移的，而不是旋轉(zhuǎn)的，因此稱為行波磁場。這時直線電機的同步速度為v=2f,旋轉(zhuǎn)電機改變電流方向后，電機的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，同樣的方法可以使得直線電機做往復(fù)運動。圖1永磁直線同步電機的演變過程 圖2 直線電機的基本工作原理 對永磁同步直線電機，初級由硅鋼片沿橫向疊壓而成，次級也是由硅鋼片疊壓而成，并且在次級上安裝有永磁體。根據(jù)初級，次級長度不同，可以分為短初級-長次級結(jié)構(gòu)和長初級-短次級的結(jié)構(gòu)。對于運動部分可以是電機的初級，也可以是電機的次級，要根據(jù)實際的情況來確定。基本結(jié)構(gòu)如圖3所示，永磁同步直線電機的速度等于電機的同步速度： （1-3）圖3 PML

26、SM的基本結(jié)構(gòu) 矢量控制（磁場定向控制技術(shù)）矢量控制技術(shù)是（磁場定向控制技術(shù)）是應(yīng)用于永磁同步伺服電機的電流（力矩）控制，使得其可以類似于直流電機中的電流（力矩）控制。矢量控制技術(shù)是通過坐標變換實現(xiàn)的。坐標變換需要坐標系，變化整個過程給出三個坐標系：靜止坐標系（a，b，c）：定子三相繞組的軸線分別在此坐標系的a，b，c三軸上；靜止坐標系（，）：在（a，b，c）平面上的靜止坐標系，且軸與a軸重合，軸繞軸逆時針旋轉(zhuǎn)90度；旋轉(zhuǎn)坐標系（d,q）:以電源角頻率旋轉(zhuǎn)的坐標系。矢量控制技術(shù)對電流的控制實際上是對合成定子電流矢量的控制，但是對合成定子電流矢量的控制的控制存在以下三個方面的問題：是時變量，如何

27、轉(zhuǎn)換為時不變量？如何保證定子磁勢和轉(zhuǎn)子磁勢之間始終保持垂直？是虛擬量，力矩T的控制最終還是要落實到三相電流的控制上，如何實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)換？從靜止坐標系（a，b，c）看是以電源角頻率旋轉(zhuǎn)的，而從旋轉(zhuǎn)坐標系（d,q）上看是靜止的，也就是從時變量轉(zhuǎn)化為時不變量，交流量轉(zhuǎn)化為直流量。所以，通過Clarke和Park坐標變換（即3/2變換），實現(xiàn)了對勵磁電流id和轉(zhuǎn)矩電流iq的解耦。在旋轉(zhuǎn)坐標系（d,q）中，已經(jīng)成為了一個標量。令在q軸上（即讓id=0），使轉(zhuǎn)子的磁極在d軸上。這樣，在旋轉(zhuǎn)坐標系（d,q）中，我們就可以象直流電機一樣，通過控制電流來改變電機的轉(zhuǎn)矩。且解決了以上三個問題中的前兩個。但是，id、

28、iq不是真實的物理量，電機的力矩控制最終還是由定子繞組電流ia、ib、ic（或者定子繞組電壓ua、ub、uc）實現(xiàn)，這就需要進行Clarke和Park坐標逆變換。且解決了以上三個問題中的第三個。力矩回路控制的實現(xiàn)：圖中電流傳感器測量出定子繞組電流ia,ib作為clarke變換的輸入，ic可由三相電流對稱關(guān)系ia+ib+ic=0求出。clarke變換的輸出i,i ，與由編碼器測出的轉(zhuǎn)角作為park變換的輸入，其輸出id與iq作為電流反饋量與指令電流idref及iqref比較，產(chǎn)生的誤差在力矩回路中經(jīng)PI運算后輸出電壓值ud,uq。再經(jīng)逆park逆變換將這ud,uq變換成坐標系中的電壓u ,u。S

29、VPWM算法將u,u轉(zhuǎn)換成逆變器中六個功放管的開關(guān)控制信號以產(chǎn)生三相定子繞組電流。電流環(huán)控制交流伺服系統(tǒng)反饋分為電流反饋、速度反饋和位置反饋三個部分。其中電流環(huán)的控制是為了保證定子電流對矢量控制指令的準確快速跟蹤。電流環(huán)是內(nèi)環(huán)，SVPWM控制算法的實現(xiàn)主要集中在電流環(huán)上，電流環(huán)性能指標的好壞，特別是動態(tài)特性，將全面影響速度、位置環(huán)。PI調(diào)節(jié)器不同于P調(diào)節(jié)器的特點: P調(diào)節(jié)器的輸出量總是正比于其輸入量; 而PI調(diào)節(jié)器輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關(guān), 而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。后面需要PI調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值, 它就能提供多少, 直到飽和為止。電流環(huán)常采用PI控制器，目的是把P控制器不為0 的靜

30、態(tài)偏差變?yōu)?。電流環(huán)控制器的作用有以下幾個方面：內(nèi)環(huán)；在外環(huán)調(diào)速的過程中，它的作用是使電流緊跟其給定電流值（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出）；對電網(wǎng)電壓波動起及時抗干擾作用；在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中（起動、升降速）中，保證獲得電機允許的最大電流-即加速了動態(tài)過程；過載或者賭轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。電流環(huán)的控制指標主要是以跟隨性能為主的。在穩(wěn)態(tài)上，要求無靜差；在動態(tài)上，不允許電樞電流在突加控制作用時有太大的超調(diào)，以保證電流電流在動態(tài)過程中不超過允許值。雙閉環(huán)電機調(diào)速過程中所希望達到的目標：起動過程中: 只有電流負反饋, 沒有轉(zhuǎn)速負反饋。達到穩(wěn)態(tài)后: 轉(zhuǎn)速負反饋起主導(dǎo)作用; 電流負反饋僅為電流隨動子系統(tǒng)。雙閉環(huán)電機具體工作過程：根據(jù)檢測模塊得到的速度值和電流值實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速控制。當測量的實際轉(zhuǎn)速低于設(shè)定轉(zhuǎn)速時，速度調(diào)節(jié)