寶雞文理學院電力拖動自動控制系統(tǒng)A卷試題及答案

寶雞文理學院試題課程名稱自動控制系統(tǒng) 適 用 時 間 2011年1月6日試卷類別 A 適用專業(yè)、年級、班電氣專業(yè)08級1、2、3班一、選擇題（每小題2分，2×10＝20分）1、靜差率和機械特性的硬度有關，當理想空載轉(zhuǎn)速一定時，特性越硬，則靜差率（ 。A、越小 B、越大 C、不變2、下列異步電動機調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率不變型的調(diào)速系統(tǒng)是（ A、降壓調(diào)速 、串級調(diào)速 、變壓變頻調(diào)速3、可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速運行，實現(xiàn)無靜差調(diào)速的是（ A、比例控制 、積分控制 、比例微分控制4、控制系統(tǒng)能夠正常運行的首要條件是（ 。A、抗擾性 B、穩(wěn)定性 C、準確性5、轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器的英文縮寫是（ A、ACR AVR 、ASR6、在微機數(shù)字控制系統(tǒng)的中斷服務子程序中中斷級別最高的是（ 。A、故障保護 、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 、電流調(diào)7、采用準PI調(diào)節(jié)器的目的是（ 。A、提高系統(tǒng)增益 、減小高頻干擾 、抑制運算放大器零點漂8、在微機數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)當中法測速適用于（ 。A、高速段 、低速段 、以上都可以9、在轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)當中，下列哪個量變化時系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)能力（ A、電網(wǎng)電壓 、測速電機勵磁 、轉(zhuǎn)速反饋電位器10、采用比例積分調(diào)節(jié)器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一定屬于（ 。A、無靜差調(diào)速系統(tǒng)、有靜差調(diào)速系統(tǒng) 、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)二、填空題（每小題3分，3×5＝15分）1、某直流調(diào)速系統(tǒng)電動機的額定轉(zhuǎn)速為nN=1430r/min，額定速降為115r/min，如果希望調(diào)速范圍達到10，所能滿足的靜差率是 。2、PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 （比例積分式）或 （積分和比例微分形式。3、采用PI調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速取決于 、控制電壓Uc取決于 。4、調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標包括 和 。5、微機數(shù)字控制的直流調(diào)速系統(tǒng)，采樣頻率要求滿足香農(nóng)定理，即 。三、判斷題（每小題2分，2×5＝10分）1、電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)采用PI控制規(guī)律能消除靜差。2、采用PI控制規(guī)律的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)啟動時轉(zhuǎn)速必然有超調(diào)。3壓降的變化。4、異步電動機采用恒壓頻比控制方式可以獲得和直流電動機一樣的線性機械特性。5、采用積分調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時調(diào)節(jié)器輸入偏差電壓為零，故調(diào)節(jié)器輸出電壓也為零。四、簡答題（每小題5分，5×5=25分）1、簡述轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器的作用。2、數(shù)字控制的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)常見故障檢測有哪些？3、電流截止負反饋起什么作用，其工作原理是什么？4、異步電動機的動態(tài)數(shù)學模型有何性質(zhì)？5、簡述矢量控制系統(tǒng)和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點。五、計算題（每小題10分，10×3=30分）1、有一轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)V-M有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)，采用線性集成電路運算放大器作為電壓放大器，電動機額定數(shù)據(jù)為：10Kw，220V，55A，1000r/min，Ra=0.5Ω。觸發(fā)整流環(huán)節(jié)放大倍數(shù)Ks=44，V-M系統(tǒng)電樞回路總電阻R=1.0Ω。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α=0.01158V、min/r。若閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)放大系數(shù)K=53.3。畫出其電路原理圖和穩(wěn)態(tài)結構框圖（5分）試計算運算放大器的放大系數(shù)。 （5分）2、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)：電動機：PN=3.7kW，UN=220V，IN=20A，nN=1000r/min，電樞回路總電阻R=1.5Ω。設Unm*=Uim*=8V，電樞回路最大電流Idm=40A，電力電子放大器的放大系數(shù)Ks=40。試求：電流反饋系數(shù)α和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)β（2分）當電動機在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時的

U、U、

（8分）do i i c3、設控制對象傳遞函數(shù)為K1W (s)1obj sss

s1)1 2 3 4式中，K1=2，T1=0.4s；T2=0.08s；T3=0.015s；T4=0.005s。要求階躍輸入時系統(tǒng)超調(diào)量σ%<5%。PI（10分）寶雞文理學院試題參考答案與評分標準課程名稱自動控制系統(tǒng) 適 用 時 間 2011年1月6日試卷類型 A 適用專業(yè)、年級、班電氣專業(yè)08級1、2、3班一、選擇題（每小題2分，2×10＝20分）1（A）2（C）3（B）4（B）（A）6（A）（C）89（A）10（B）二、填空題（33×5＝15）Ks1 s111、44.6% 2、1

(s)pi

pi 或s

(s)Kpi pi s13、給定電壓，給定電壓和負載電流 4、調(diào)速范圍，靜差率5、采樣頻率應不小于信號最高頻率的2三、判斷題（22×5＝10分）1（X） （√）3（√）4（X）5（X）四、簡答題（每小題5分，5×5=25分）1、1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。 (2分)對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。 (1分)在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程?！?(1分)當電機過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。一旦故障消失，系立即自動恢復正常。 ……(1分)2）(2分)過電流、過載故障檢測。 ……(1)f失磁故障檢測。當f

時，出現(xiàn)失磁故障。 ……(1分)超速故障。當轉(zhuǎn)速超過最高限定轉(zhuǎn)速時，出現(xiàn)超速故障?！?1分)3、答：作:防止電動機起動和堵轉(zhuǎn)時電樞電流過大而燒壞電動機?！?(2分原理:根據(jù)反饋控制原理，要維持哪一個物理量基本不變，就應該引入那個物理量的負反饋。那么，引入電流負反饋，應該能夠保持電流基本不變，使它不超過允許值。采用某種方法，當電流大到一定程時才接入電流負反饋以限制電流，而電流正常時僅有轉(zhuǎn)速負反饋起作用控制轉(zhuǎn)速。… (3分)4、答：異步電機的動態(tài)數(shù)學模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)。 (5分)5、答：VC系統(tǒng)強調(diào)T與Ψ的解耦，有利于分別設計轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器；實行連續(xù)控制，可獲e rΨrDTC系統(tǒng)則實行T與Ψ砰-砰控制，避開了旋轉(zhuǎn)坐標變換，簡化了控制結構；控制定子磁鏈而e s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，低速性能較差，調(diào)速范圍受到制。 ……(2)五、計算題（1010×3=30、（）RU RU RRP1UPEIR UMURURP2 TG（2） Ce

UN

**nUnUKUIRE1nKpcs0CeN nN

220550.5min/1000

……(2分)K K 53.3 20.14p K/C 0.0115844/0.1925s e2、解:（1）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：**=nmn

81000

=0.008Vmin/r

……………(1分)max電流反饋系數(shù)：*

……………(1分)=imI（2）當電動機在最高速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時，dm（2）當電動機在最高速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時，

8=0.2V/A40

n0，則*U U**i U iU I

8VR401.560V

……………(2……………(2……………(2分)d0 dUU d0

……………(2分)c Ks3、解:用PI調(diào)節(jié)器校正時,調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為W (s)K

s11

……………(2分)PI pi s1取

0.4s，并將T、T、T看成小時間常數(shù)，令1 1