電力拖動自動控制系統(tǒng)考綱及試題

寶雞文理學(xué)院試題參考答案與評分標(biāo)準(zhǔn)

課程名稱自動控制系統(tǒng)適用時間2010年1月4日

試卷類型A適用專業(yè)、年級、班自動化專業(yè)06本科

一、選擇題：（每題3分，3X5=15分）

1、（C）2、（A）3、（B）4、（B）5、（A）

二、填空題：（每題3分，3X5=15分）

1、調(diào)速范圍，靜差率2、5.33、串級，負反應(yīng)，負反應(yīng)

4、給定電壓，負載電流5、不飽和、飽和、退飽和

三、判斷題：（每題2分，2X5=10分）

1、（J）2、1J）3、（4、（J）5、3

四、簡答題：（每題10分，10X2=20分）

1.答：泵升電壓產(chǎn)生的原因：

采用二極管整流獲得直流電源時，電機制動時不能回饋電能，只好對濾波電容充電，使電容兩

端電壓升高，產(chǎn)生泵升電壓。................................................（5分）

泵升電壓抑制措施：

電容器吸收動能：鎮(zhèn)流電阻消耗動能：并接逆變器。.........................（5分）

2.答：ASR輸出限幅決定電動機允許的最大電流。.........................（5分）

ACR輸出限幅決定電力電子變換器的最大輸出電壓。.............................分）

王、計算題：（每題20分，20X2=40分）

1.解:（20分）

（1）原理圖:........（5分）

（2）穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖：

.........（5分）__________廠淖

K5rKL，EIlI

（3）電壓比擬環(huán)節(jié)：L__J_........（i分）T

放大器：

分）

%=與從n“分）」變換器:

電力電子-----------a..................

=Vc.......a分）

調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性：〃=（%o-〃〃）/。

an

測速反應(yīng)環(huán)節(jié)：4=.......（I分）

削去中間變量的靜特性方程;

直流調(diào)速系統(tǒng)

-判斷題

1弱磁控制時電動機的電磁轉(zhuǎn)矩屬于恒功率性質(zhì)只能拖動恒功率負載而不能拖動恒轉(zhuǎn)矩負

載。（X）

2采用光電式旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測速方法中，M法適用于測高速，T法適用于測低速。（V）

3只有一組橋式晶閘管變流器供電的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)在位能式負載下能實現(xiàn)制動。（J）

4直流電動機變壓調(diào)速和降磁調(diào)速都可做到無級調(diào)速。（V）

5靜差率和機械特性硬度是一回事。（X）

6帶電流截止負反應(yīng)的轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)不是單閉環(huán)系統(tǒng)。（X）

7電流一轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)無靜差可逆調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時控制電壓L的大小并非僅取決于速度定Uj

的大小。（J）

8雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在起動過程中，速度調(diào)節(jié)器總是處于飽和狀態(tài)。（X）

9邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)任何時候都不會出現(xiàn)兩組晶閘管同時封鎖的情況。（X）

10可逆脈寬調(diào)速系統(tǒng)中電動機的轉(zhuǎn)動方向（正或反）由驅(qū)動脈沖的寬窄決定。

11雙閉環(huán)可逆系統(tǒng)中，電流調(diào)節(jié)器的作用之一是對負載擾動起抗擾作用。（X）

與開環(huán)系統(tǒng)相比，單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降減小了。（X）

12。=8配合工作制的可逆調(diào)速系統(tǒng)的制動過程分為本組逆變和它組制動兩階段（V）

13轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)速度控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為PID調(diào)節(jié)器時轉(zhuǎn)速總有超調(diào)。（X）

14電壓閉環(huán)相當(dāng)于電流變化率閉環(huán)。（J）

15閉環(huán)系統(tǒng)可以改造控制對象。（V）

16閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉(zhuǎn)速與負載電流（或轉(zhuǎn)矩）的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，即靜特性，它在形式上與開環(huán)機械特性相

似，但本質(zhì)上卻有很大的不同。

1?直流電動機弱磁升速的前提條件是恒定電動勢反電勢不變。（V）

18直流電動機弱磁升速的前提條件是恒定電樞電壓不變。（X）

19電壓閉環(huán)會給閉環(huán)系統(tǒng)帶來諧波干擾，嚴(yán)重時會造成系統(tǒng)振蕩。（J）

20對電網(wǎng)電壓波動來說，電壓環(huán)比電流環(huán)更快。（V）

二選擇題

1直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中出現(xiàn)電源電壓波動和負載轉(zhuǎn)矩波動時，1AL

AACR抑制電網(wǎng)電壓波動，ASR抑制轉(zhuǎn)矩波動

BACR抑制轉(zhuǎn)矩波動，ASR抑制電壓波動

CACR放大轉(zhuǎn)矩波動，ASR抑制電壓波動

DACR放大電網(wǎng)電壓波動，ASR抑制轉(zhuǎn)矩波動

2橋式可逆PWM變換器給直流電動機供電時采用雙極性控制方式，其輸出平均電玉力等于

⑻。

A力=許-1,$B爭

C力=苧鞏D3甘5,

3與機組相比，相控整流方式的優(yōu)點是（A、B、C、D）,缺點是（E、F

A功率放大倍數(shù)小于1000倍B可逆運行容易實現(xiàn)

C控制作用的快速性是亳秒級D占地面積小，噪音小

E高次諧波豐富F高速時功率因數(shù)低

4系統(tǒng)的靜態(tài)速降一定時，靜差率S越小，那么（）o

A調(diào)速范圍D越小B額定轉(zhuǎn)速〃4越大

C調(diào)速范圍D越大D額定轉(zhuǎn)速，“越大

5當(dāng)理想空載轉(zhuǎn)速n。相同時，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率先與開環(huán)下的X之比為D)0

A1B0（K為開環(huán)放大倍數(shù)）

C1+KD1/(1+K)

6速度單閉環(huán)系統(tǒng)中，不能抑制(D)的擾動。

A調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)B電網(wǎng)電壓波動

C負載D測速機勵磁電流

7轉(zhuǎn)速一電流雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)后，發(fā)現(xiàn)原定正向與機械要求的正方向相反,

需改變電機運行方向。此時不應(yīng)(C)o

A調(diào)換磁場接線B調(diào)換電樞接線

C同時調(diào)換磁埸和電樞接線D同時調(diào)換磁埸和測速發(fā)電機接線

8一個設(shè)計較好的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作時(C

A兩個調(diào)節(jié)器都飽和B兩個調(diào)節(jié)器都不飽和

CST飽和，LT不飽和DST不飽和，LT飽和

9a=B配合控制有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的主回路中(D)

A既有直流環(huán)流又有脈動環(huán)流B有直流環(huán)流但無脈動環(huán)流

C既無直流環(huán)流乂無脈動環(huán)流D無直流環(huán)流但有脈動環(huán)流

10普通邏輯無環(huán)流(既無推8又無準(zhǔn)備)可逆調(diào)速系統(tǒng)中換向時待工作組投入工作時，電

動機處于(B)狀態(tài)。

A回饋制動B反接制動C能耗制動D自由停車

11雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電流環(huán)調(diào)試時，如果勵磁電源合閘，電樞回路亦同時通電.給定由

ACR輸入端參加且產(chǎn)生恒定的額定電流，那么()。(假定電機不帶機械負載)

A電時機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)B電機不會運轉(zhuǎn)C電時機加速到最高轉(zhuǎn)速D過流跳閘

12速度單閉環(huán)系統(tǒng)中，不能抑制()的擾動。

A調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)B電網(wǎng)電壓波動

C負載D測速機勵磁電流

13。=B配合控制TT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()個環(huán)流電抗器。

A2133c4D1

14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，(C)

A抗負載十?dāng)_能力弱3動態(tài)速降增大

C恢復(fù)時間延長D抗電網(wǎng)電壓擾動能力增強

15輸入為零時輸出也為零的調(diào)節(jié)器是

AP調(diào)節(jié)器BI調(diào)節(jié)器CPI調(diào)節(jié)器DPTD調(diào)節(jié)器

16以下電動機哪個環(huán)節(jié)是比例慣性環(huán)節(jié)

()口小)

AB^22C*s

n(s)l(s)U(l(s)-E(s)I(l(s)-If:(s)

17直流電動反并聯(lián)晶閘管整流電源供電的可逆調(diào)速系統(tǒng)給定為零時，主要停車過程是

A木橋逆變，回饋制動B它橋整流，反接制動

C它橋逆變，回饋制動D自由停車

18直流電動一組晶閘管整流電源供電的不可逆調(diào)速系統(tǒng)給定為零時，主要停車過程是

A本橋逆變，回饋制動B它橋整流，反接制動

C它橋逆變，回饋制動D自由停車

三填空題

1如圖，埸效應(yīng)管VT5的作用是零速封鎖即在給定為零且反應(yīng)為零使調(diào)節(jié)器輸出為零,

以防止由于PI中由于積分作用輸出不為零，使得移相控制角可能處于最小，出現(xiàn)全壓啟動

導(dǎo)致過電流故障幺電位器RP1可調(diào)整輸出正限幅值，RP2可調(diào)整輸出負限幅。C11是積分

Un

么參數(shù)？此時，設(shè)u；為正電壓信號，在

ASR中應(yīng)調(diào)節(jié)中哪個電位器？當(dāng)電動機

轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時

的值；（10分）

10=0.0IV/rpm

1(X)0

解:⑴：,

—=0.33V/4

30

TTfidLT.uc=CJ；=C"'〃+3、J3KUT

⑵LSC

U；=c,n=c

（3）因為U；=U〃=皿〃=&，所以調(diào)節(jié)a可以改變轉(zhuǎn)速〃。

a

⑷因為u；=s=例”，起動時轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR飽和,輸出限幅值%=皿加,所以改變ASR

限幅值可以改變起動電流/如，U；為正時，起動時ASR輸出為負，所以應(yīng)調(diào)節(jié)R尸5來改變起

動電流。不能改變電流反應(yīng)系數(shù)，因為它還影響電流環(huán)的動特性。

（5）

2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中如反應(yīng)斷線會出現(xiàn)什么情況，正反應(yīng)會出什么情況？

答：反應(yīng)斷線后，U〃=0,ASR飽和，輸出為限幅值，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，相當(dāng)于堵轉(zhuǎn)，電流給

定為ASR的輸出最大值，電流閉環(huán)，按最大電流值恒流加速，轉(zhuǎn)速上升，但由于轉(zhuǎn)速反應(yīng)

斷線，觸發(fā)移相控制電壓增大到極限，觸發(fā)角最小移至轉(zhuǎn)速到達最高值。

nJbLA=力。SS/nf層,同樣，正反應(yīng)時，也是一樣。

QC

五（10分）

以下圖所示為控制系統(tǒng)實驗裝置中的過流保護單元電路原理圖，試簡述其工作原理。

解：當(dāng)主電路電流超過某一數(shù)值后（2A左右），由9R3,9R2上取得的過流信號電壓超

過運算放大器的反向輸入端，使D觸發(fā)器的輸出為高電平，使晶體三極管V由截止變?yōu)閷?dǎo)

通，結(jié)果使繼電器K的線圈得電，繼電器K由釋放變?yōu)槲某ｉ]觸點接在主回路接

觸器的線圈回路中，使接觸器釋放，斷開主電路。井使發(fā)光一極管亮，作為過流信號指示,

告訴操作者已經(jīng)過流跳閘。

SA為解除記憶的復(fù)位按鈕，當(dāng)過流動作后，如過流故障已經(jīng)排除，那么須按下以解除

記憶，恢復(fù)正常工作。

六設(shè)計題

1校正為典型I型系統(tǒng)的幾種調(diào)節(jié)器選擇

校正為典型II型系統(tǒng)的幾種調(diào)節(jié)器選擇

2控制對象開環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=——的——，4>刀，試參加串聯(lián)調(diào)節(jié)器匕($)將其校正為開

(看S+I)(7^5+1)

環(huán)典型I型系統(tǒng)，并求調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)和參數(shù)(15分)

W,.(s)G(s)=W帥(s)=-^―=Wt.(5)--3--

5(7i+1)(7^5+0(7^5+1)

?/7\>/.ct+1=T2S+\,T=T2

所以，調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)為PI調(diào)節(jié)器，參數(shù)如上式。

3寫出以下圖電路的傳遞函數(shù)。

4計算電機空載時恒流升速到額定轉(zhuǎn)速時間

交流調(diào)速系統(tǒng)

一判斷題

1交一交變頻器的輸出頻率低于輸入頻率。(V)

2普通VVVF變頻器可以直接突加轉(zhuǎn)速給定起動。(X)

3轉(zhuǎn)差頻率控制的轉(zhuǎn)速閉環(huán)異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)實際動靜態(tài)性能到達直流雙閉環(huán)調(diào)速

系統(tǒng)的水平。(X)

4SVPWM控制方法的直流電壓利用率比一般SPWM提高了15%0(J)

5串級調(diào)速系統(tǒng)的容量隨著調(diào)速范圍的增大而下降。(X)

6交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬于轉(zhuǎn)差功率回饋型交流調(diào)速系統(tǒng)。(X)

7普通串級調(diào)速系統(tǒng)是一類高功率因數(shù)低效率的僅具有限調(diào)速范圍的轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)。

(V)

8永磁同步電動機自控變頻調(diào)速中，需增設(shè)位置檢測裝置保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與供電頻率同步。

7)

9交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬于轉(zhuǎn)差功率不變型交流調(diào)速系統(tǒng)。(X)

10同步電動機只需改變定子頻率就可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，不必采用VVVF控制。(X)

HSVPWM以圓形旋轉(zhuǎn)磁場為控制目標(biāo)，而SPIN以正弦電壓為控制目標(biāo)。(J)

12SVPWM輸出電壓比SPWM高出15%,即直流電壓的利用率高。(V)

串級調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電氣制動u(X)

13轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)子磁鏈閉環(huán)。(X)

14異步電動機的狀態(tài)方程至少是一個5階系統(tǒng)。(J)

15異步電動機VVVF調(diào)速系統(tǒng)中速度給定信號可以是階躍信號。(X)

16氣隙磁鏈?zhǔn)嵌ㄗ?、轉(zhuǎn)子通過氣隙相互交鏈的那局部磁鏈。(J)

訐算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型更適合于中、高速范圍，而電流模型能適應(yīng)低速。

17在串級調(diào)速系統(tǒng)故障時，可短接轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)速下運行，可靠高。(V)

二選擇題

1帶二極管整流器的SPWM變頻器是以正弦波為逆變器輸出波形，是一系列的(A)矩形

波。

A幅值不變，寬度可變B幅值可變，寬度不變

C幅值不變，寬度不變D幅值可變，寬度可變

2繞線式異步電動機雙饋調(diào)速，如原處于低同步電動運行，在轉(zhuǎn)子側(cè)參加與轉(zhuǎn)子反電動勢相

位相同的反電動勢，而負載為恒轉(zhuǎn)矩負載，那么（B）

A（）<5<1,輸出功率低于輸入功率B5<0,輸出功率高于輸入功率

C0<5<1,輸出功率高于輸入功率DSvO,輸出功率低于輸入功率

3普通串級調(diào)速系統(tǒng)中，逆變角力3那么（C）o

A轉(zhuǎn)速上升，功率因數(shù)下降B轉(zhuǎn)速下降，功率因數(shù)上升

C轉(zhuǎn)速上升，功率因數(shù)上升D轉(zhuǎn)速下降，功率因數(shù)下降

4繞線式異步電動機雙饋調(diào)速，如原處于低同步電動運行，在轉(zhuǎn)子側(cè)參加與轉(zhuǎn)子反電動勢相

位相同的反電動勢，而負載為恒轉(zhuǎn)矩負載，那么（C）

A〃<,2輸出功率低于輸入功率B〃<嗎，輸出功率高于輸入功率

Cn>nlf輸出功率高于輸入功率D〃叫,輸出功率低于輸入功率

5與矢量控制相比，直接轉(zhuǎn)矩控制（D）

A調(diào)速范圍寬B控制性能受轉(zhuǎn)子參數(shù)影響大C計算復(fù)雜D控制結(jié)構(gòu)簡單

6異步電動機VVVF調(diào)速系統(tǒng)的機械特性最好的是（C）

A恒q/回控制B恒心/他控制

C恒名/他控制D恒/"用控制

7異步電動機VVVF調(diào)速系統(tǒng)中低頻電壓補償?shù)哪康氖?/p>

A補償定子電阻壓降B補償定子電阻和漏抗壓降

C補償轉(zhuǎn)子電阻壓降D補償轉(zhuǎn)子電阻和漏抗壓降

8異步電動機VVVF調(diào)速系統(tǒng)的機械特性最好的是（D）

A恒壓頻比控制B恒定子磁通控制C恒氣隙磁通控制D恒轉(zhuǎn)子磁通控制

9電流跟蹤PWM控制時，當(dāng)環(huán)寬選得較大時，

A開關(guān)頻率高，B電流波形失真小C電流諧波分量高D電流跟蹤精度高

三填空題110分）

以下圖為異步電動機矢量控制原理結(jié)構(gòu)圖，A,B,C,D分別為坐標(biāo)變換模塊，請指出它們

分別表示什么變換？（8分）這些變換的等效原那么是什么（2分）？

解：A矢量旋轉(zhuǎn)逆變換胎一,B二相靜止坐標(biāo)變成二相靜止坐標(biāo)變換

C三相靜止坐標(biāo)系變成二相靜止坐標(biāo)變換

D矢量旋轉(zhuǎn)變換VR,將二相靜止坐標(biāo)下的互相垂直的交流信號變換成二相旋轉(zhuǎn)的互相垂直

的直流信號。等效變換的原那么是旋轉(zhuǎn)磁場等效或磁動勢等效

以下圖為異步電動機矢量變換與電流解耦數(shù)學(xué)模型，A,B分別為坐標(biāo)變換模塊，請指出它

們分別表示什么變換？（8分）這些變換的等效原那么是什么（2分）？

相靜止坐標(biāo)系變成二相靜止坐標(biāo)變換B欠量旋轉(zhuǎn)變換VR將二相靜止坐標(biāo)下的互相垂直的

交流信號變換成二相旋轉(zhuǎn)的互相垂直的直流信號。其等效變換的原那么是旋轉(zhuǎn)磁場等效或

磁動勢等效。

五簡述題

以下圖為調(diào)速范圍DW3的串級調(diào)速系統(tǒng)主回路單線原理框圖，試說明起動時各電器開關(guān)正

確的合閘順序和停機時的分閘順序，并說明理由。（15分）

1.先合上裝置電源總開關(guān)S,使逆變器在夕min下等待工作。

2.然后依次接通接觸器K1,接入起動電阻R,再接通K0，把電機定子回路與電網(wǎng)接通，

電動機便以轉(zhuǎn)子串電阻的方式起動。

3.待起動到所設(shè)計的〃min（smax）時接通K2,使電動機轉(zhuǎn)子接到串級調(diào)速裝置，然后斷

開K1,切斷起動電阻，此后電動機就可以串級調(diào)速方式繼續(xù)加速到所需的轉(zhuǎn)速運行。

停車操作順序

1.由于串級調(diào)速沒有制動能力，應(yīng)先將轉(zhuǎn)速降至〃min,再合上K1,然后斷開K2，使

電動機轉(zhuǎn)子回路與串級調(diào)速裝置脫離；

2.最后斷開K0,以防止當(dāng)K（）斷開時在轉(zhuǎn)子側(cè)感生斷閘高電壓而損壞整流器與逆變器。

《電力拖動自動控制系統(tǒng)》輔導(dǎo)

《電力拖動自動控制系統(tǒng)》是工業(yè)自動化專業(yè)的主要專業(yè)課之一。本課程教材采用陳伯時

主編的《電力拖動自動控制系統(tǒng)》（第4版）。本課程的教學(xué)內(nèi)容分為三大局部。第一局

部是以直流電動機為控制對象的直流拖動控制系統(tǒng)，主要包括教材中第二章至第四章，介

紹直流拖動自動控制系統(tǒng)的根本概念、根本組成環(huán)節(jié)和根本控制規(guī)律及自動控制系統(tǒng)中調(diào)

節(jié)器的工程設(shè)計方法。第二局部是以交流電動機為控制對象的交流拖動系統(tǒng)，主要包括教

材中第五章至第八章，主要對交流拖動系統(tǒng)中的一些根本理論、根本環(huán)節(jié)和控制規(guī)律進行

了分析。第三局部是伺服系統(tǒng)，主要是介紹伺服系統(tǒng)的特征和組成已經(jīng)控制對象的數(shù)學(xué)模

型已近伺服系統(tǒng)的設(shè)計，主要是教材中第九章內(nèi)容。

本次教學(xué)內(nèi)容是第一、二、三、五章和第六章局部內(nèi)容，為便于同學(xué)們復(fù)習(xí)，下面給出各

章復(fù)習(xí)要求。

本次期末考試采用閉卷考試，共三大局部題目，第一局部為填空題，沒空2分，共40

分；第二局部為簡答題，每題8分，共24分；第三局部為計算題，每題12分，共36分。

計算題的內(nèi)容為直流調(diào)速系統(tǒng)的直流控制局部出一個大題；V-M調(diào)速系統(tǒng)

局部出一個大題，開環(huán)閉環(huán)的速降以及反應(yīng)系數(shù)和放大倍數(shù)方面的計算；三相

半波的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)計算，計算電流和轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)，設(shè)計和計算電流調(diào)節(jié)

器的各個參數(shù)，設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，并驗證。

下面各個局部的內(nèi)容為填空和簡答的重點內(nèi)容，顏色標(biāo)紅的局部為重點復(fù)

習(xí)內(nèi)容！

第一章結(jié)論

【本章重點】

1.電力拖動控制系統(tǒng)的根本類型：

1）直流電機拖動控制系統(tǒng)的根本類型；

2）交流電機拖動控制系統(tǒng)的根本類型。

2,典型的生產(chǎn)機械負載轉(zhuǎn)矩有哪幾種,特性是什么。

第二章轉(zhuǎn)速反應(yīng)控制直流調(diào)速系統(tǒng)第三章轉(zhuǎn)速、電流反應(yīng)控制直流調(diào)速系統(tǒng)

【本章重點】

1.轉(zhuǎn)速控制的要求和調(diào)速指標(biāo)：

1）調(diào)速范圍0；

2）靜差率S

3）調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系。

2.閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，靜特性的含義，轉(zhuǎn)速負反應(yīng)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。

3.開環(huán)系統(tǒng)機械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比擬。

4.閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實質(zhì)。

5.反應(yīng)控制規(guī)律（轉(zhuǎn)速反應(yīng)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的三個根本特性）。

6.反應(yīng)控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算。

7.截流反應(yīng)的概念，電流截止負反應(yīng)環(huán)節(jié)的特點，以及帶電流截止負反應(yīng)的閉環(huán)直流調(diào)

速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性。

8.反應(yīng)控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立、動態(tài)結(jié)構(gòu)圖、傳遞函數(shù)、以及穩(wěn)定條

件。

9.PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計。

10.無靜差調(diào)速系統(tǒng)的含義,積分控制規(guī)律的含義、結(jié)構(gòu)。積分調(diào)節(jié)器與比例調(diào)節(jié)器的區(qū)

別。比例控制、積分控制和比例積分控制規(guī)律的區(qū)別。

11.無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的分析及穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算。

12.直流電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有那些。

13.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成，主要包括：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖

和穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。

14.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器在穩(wěn)態(tài)時的特征：

1）飽和一一輸出到達限幅值；

2）不飽和一一輸出未到達限幅值。

15.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。

16.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作時各變量間的關(guān)系（分析出現(xiàn)特殊情況時候的運行狀

況/、穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計算。

17.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程中電流和轉(zhuǎn)速的三個階段:

1）電流上升階段；

2）恒流升速階段；

3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段;

4）起動過程的三個特點，波形分析。

18.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能:

1）動態(tài)跟隨性能；

2）動態(tài)抗擾性能：抗負載擾動和抗電網(wǎng)電壓擾動。

19.轉(zhuǎn)速、電流兩個調(diào)節(jié)器的作用。

20,調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法的根本思路。

21.按工程設(shè)計方法設(shè)計轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器：

I）電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計；

①電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

②電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)選擇；

③電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇。

2）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計：

①轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

②轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)選擇；

③轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器多數(shù)的選擇。

3）電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)。

22.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中外環(huán)和內(nèi)環(huán)的作用。

23.帶電流變化率內(nèi)環(huán)的三環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的主要作用、特點。

第五、六章交流調(diào)速系統(tǒng)

【本章重點】

L變壓變頻調(diào)速的根本控制方式,基頻以上和基頻以下的各自的調(diào)速方式。

2.異步電機電壓、頻率協(xié)調(diào)控制時的機械特性。

3.靜止式電力電子變壓型變頻裝置的組成,各元件的作用,導(dǎo)電方式,以及大致的工作原

理。

4.轉(zhuǎn)速開環(huán)、恒壓頻比控制的調(diào)速系統(tǒng)，主要包括：系統(tǒng)的控制原理、結(jié)構(gòu)框圖的組成、

工作原理、以及動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。

5.轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，主要包括:

1)轉(zhuǎn)差頻率控制的根本概念:

2)轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律;

3)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、特點、工作原理。

6.異步電機的多變量數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變換。

7.按轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，主要包括：

1)矢量控制系統(tǒng)的設(shè)想;(如何用有限的PWM逆變器輸出電壓矢量來逼近期望的輸出電壓

矢量)

2)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)原理性框圖、主要特點。

祝大家取得好成績！

1-1為什么PWM-電動機系統(tǒng)比晶閘管--電動機系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？

答：PWM—電動機系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：

(1)主電路線路簡單，需用的功率器件少。

(2)開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較小。

(3)低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達I：10000左右。

(4)假設(shè)與快速響應(yīng)的電動機配合，那么系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強。

(5)功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時，開關(guān)損耗也不大，因

而裝置效率較高。

(6)直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。

PWM開關(guān)頻率高，響應(yīng)速度快，電流容易連續(xù)，系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)

響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強。

1-2試分析有制動通路的不可逆PWM變換器進行制動時，兩個VT是如何工作的？

答：制動時，由于的脈沖變窄而導(dǎo)致。反向時.，Ug2變正，于是VT2導(dǎo)通，

VT?導(dǎo)通，VTi關(guān)斷。

L3調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？調(diào)速范圍，靜態(tài)速降和最小靜差之間有什么

關(guān)系？為什么脫離了調(diào)速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易得多了？

答：生產(chǎn)機械要求電動機提供的最高轉(zhuǎn)速L和最低轉(zhuǎn)速〃.之比叫做調(diào)速范圍，

用字母D表示，即：D=^~

負載由理想空載增加到額定值時，所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落加為與理想空載轉(zhuǎn)速〃omM之比，稱為系統(tǒng)的

靜差率S,即：$二色匚

W0min

調(diào)速范圍，靜差速降和最小靜差之間的關(guān)系為:

由于在一定的〃N卜，D越大，％而越小加2,M乂一定，那么S變大。所以，如果不考慮D,那么S

的調(diào)節(jié)也就會容易，

1-4.某一調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉(zhuǎn)速特性為飛「京45物6,最低轉(zhuǎn)速特性為2巾“5m工,

帶額定負載的速度降落&幺=1方mi,且不同轉(zhuǎn)速下額定速降A(chǔ)”..不變，試問系統(tǒng)能夠到達的調(diào)速

范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多大？

解

1-5閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1500--150r/min,要求系統(tǒng)的期差S<=2%,那末系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是

多少？如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100r/min那么閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)應(yīng)有多大？

2,3

1-6某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為15時，額定負載下電動機的速降為8r/min,如果將開環(huán)放大倍

數(shù)他提高到30,它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調(diào)速范圍可以擴大多少倍？

同樣靜差率的條件下調(diào)速范圍與開環(huán)放大倍數(shù)加1成正比

L7某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍D=20,額定轉(zhuǎn)速7T5M開環(huán)轉(zhuǎn)速降落入必盧假設(shè)

要求靜差率由10%減少到5%那么系統(tǒng)的開環(huán)增益將如何變化？

解：原系統(tǒng)在調(diào)速范圍D=20,最小轉(zhuǎn)速為：

i,D20

為?為?原系統(tǒng)在范圍D=20,靜差率為10%

時，開環(huán)增益為：

Mri右仁汗公^7^^靜差率10%時原系統(tǒng)的開環(huán)增益為：

1-8轉(zhuǎn)速單環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特點？

改變給定電壓能否改變電動機的轉(zhuǎn)速？為什么？如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)測速反應(yīng)電壓的分壓比是否能

夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測速發(fā)電機的勵磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？

答：1）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證?定靜差率的要求下，能夠

提高調(diào)速范圍。為此，所需付出的代價是需增設(shè)電壓放大器以及檢測與反應(yīng)裝置。

2）能。因為必/—旦:，由公式可以看出，當(dāng)其它量均不變化時，上隨著U；的變

化而變化

3）能。因為轉(zhuǎn)速和反應(yīng)電壓比有關(guān)。

4）不，因為反應(yīng)控制系統(tǒng)只對反應(yīng)環(huán)所包圍的前向通道.上的擾動起抑制作用，而測速機勵磁不是。

L9在轉(zhuǎn)速負反應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓、負載轉(zhuǎn)矩，電動雙勵磁電流，電樞電流、電樞電阻、測速

發(fā)電機勵磁各量發(fā)生變化時，都會引起轉(zhuǎn)速的變化，問系統(tǒng)對于上述各量有無調(diào)節(jié)能力？為什么？

答：系統(tǒng)對于上述各庭中電網(wǎng)電壓、負載轉(zhuǎn)矩，電動機勵磁電流，電樞電流、電樞電阻、有調(diào)節(jié)能力。

因為它們在閉環(huán)系統(tǒng)的前向通道中，對于測速發(fā)電機勵磁各量發(fā)生變化，沒有調(diào)節(jié)能力。因為它不在閉

環(huán)系統(tǒng)的前向通道中。

1-10有一V-M調(diào)速系統(tǒng)，電動機參數(shù)為：

電樞電阻耳=LN】，整流裝置內(nèi)阻打工―13；，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K.s=35。要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍

D=20,靜差率SW10%。

（1）計算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降。

（2）調(diào)整該系統(tǒng)能參數(shù)，使當(dāng)，=1y，/”=/N，〃=那么轉(zhuǎn)速負反應(yīng)系數(shù)。應(yīng)該是多少？

（3）計算放大器所需的放大倍數(shù)。

解：（］）電動機的電動勢系數(shù)虧/咫文

,為X與<><>

開環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降

閉環(huán)靜態(tài)速降空，一

閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)

（2）因為“必4―旦-

所以kJ、=4()7.4288

K

<□=----------=0.(X)961Vmiw

k『K$C

運算放大器的放大倍數(shù)

1-11在題1—10的轉(zhuǎn)速負反應(yīng)系統(tǒng)中增設(shè)電流截止環(huán)節(jié)，要求堵轉(zhuǎn)電流1dhW21叱臨界截止電流

應(yīng)該選用多大的比擬電壓和電流反應(yīng)采樣電阻？要求電流反應(yīng)采樣電阻不超過主電路總阻的1/3,

如果做不到，需要加電流反應(yīng)放大器，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖，并計算電流反應(yīng)放大系數(shù)。這時電流

反應(yīng)采樣電阻和比擬電壓各為多少？

解：⑴

那么°

得：以緡鱉/~但W受f

系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖(給它畫出圖)

(2)顯然采樣電阻大于主電路2.7*1/3倍，所以增加電流反應(yīng)放大器后：

新的采樣電阻：冷與可選0.5歐姆

電流反應(yīng)放大系數(shù)：際萼」二=3

〃尺05

新的比擬電壓：

所以加上的電流反應(yīng)放大器的放大倍數(shù)為3

1-12某調(diào)速系統(tǒng)原理圖如下圖，數(shù)據(jù)如下：電動機

■■哩，PPn=18KW,Un=220V,In=94A,整流

裝置內(nèi)阻6cR3T：，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)5=4。。最大給定電壓q,〃=i,，當(dāng)主電路電到達最大值時,

整定電流反應(yīng)電壓Uif=\2。

設(shè)計指標(biāo)：要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍D=20,靜差率SW10%,，乩口"z。試畫出系統(tǒng)的

靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，并計算：

(1)轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)a。

(2)調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kp。

(3)電阻與的數(shù)值。(放大器的輸入電阻4=2a：)

(4)電阻R2的數(shù)值和穩(wěn)壓管VS的擊穿電壓值。

同1-1()可得a=0.0145

(3)

⑷4,石口爐名A；石盤馬KAd4^A；

當(dāng)主電路電流最大即為/堀時，a〃=i”

而當(dāng)主電路電流為時，u?為:

此時電流反應(yīng)起作用，穩(wěn)壓管的擊穿電壓“J根據(jù)j確定取梢大值：?.,="亞

當(dāng)主電路的電流增大到/堀時，為起到保護作用應(yīng)使流過(的電流等于流過魘的電流，以

使電機轉(zhuǎn)速迅速降落。此時:

%”4173iA;0(取3.5kC)

420

系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

1-13在電壓負反應(yīng)單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)以下參數(shù)發(fā)生變化時，系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用，為什么？

(1)放大器的放大倍數(shù)Kp(2)供電電網(wǎng)電壓(3)電樞電阻Ra

(4)電動機勵磁電流(5)電壓反應(yīng)系數(shù)a

答：3)電樞電阻，4)電匆機勵磁電流，(5)電壓反應(yīng)系數(shù)a

無調(diào)節(jié)作用。因為反應(yīng)控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反應(yīng)包圍的前向通道上的擾動。

1-14有一個V-M系統(tǒng)，：電動機：(15分)

觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)=35。(15分)

(1)系統(tǒng)開環(huán)工作時,試計算調(diào)速范圍D=30時的靜差率s值；

(2)當(dāng)D=30,S=L。時,計算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降；

(3)如組成轉(zhuǎn)速負反應(yīng)有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求D=30,Al。,在，

項耳計算轉(zhuǎn)速負反應(yīng)系數(shù)a和放大器放大系數(shù)Kp;

(4)如將上述調(diào)速系統(tǒng)改為電壓負反應(yīng)有靜差調(diào)速系統(tǒng)，仍要求在

0Ml并保持系統(tǒng)原來的開環(huán)放大系數(shù)K不變，試求在D=30時的靜差率。

解：(1)5b原來多加了?

(2)當(dāng)D=30,S=10%時計算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降

(3)=--------1=石與

壬＜5

求取。的方法同1-10

可得0=0.00652V^niim

(4)改為電壓負反應(yīng)有靜差調(diào)速系統(tǒng)

閉環(huán)轉(zhuǎn)速降落為：

靜差率為：

顯然比速度反應(yīng)系統(tǒng)在調(diào)速范隹不變的情況下靜差率大的多，但比無反應(yīng)系統(tǒng)靜差率小了

1-15在題1-10的系統(tǒng)中嘏設(shè)主電路電感L=50mH,系統(tǒng)運動局部的飛輪慣量月整

流裝置采用三相零式電路，試判斷按題1-10要求設(shè)計的轉(zhuǎn)速負反應(yīng)系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行?如果保證系統(tǒng)穩(wěn)

定運行，允許的最大開懷放大系數(shù)K是多少？

電磁時間常數(shù)憶9與?】冷

RR

機電時間數(shù)

買=00033(查表全波為

0.00167)

在1-10題中—2⑥?如要系統(tǒng)稔定須保證AN223那么系統(tǒng)不稔定。

如要系統(tǒng)穩(wěn)定，允許的最大的開環(huán)放大系數(shù)為4N二但調(diào)速范圍不滿足了

16.為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的?在轉(zhuǎn)速負反應(yīng)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差

電壓(時,調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少?它取決于那些因素？

答：使用積分控制時可以借助積分作用，使反應(yīng)電壓U“與給定電壓U；相等，即使AU”為零Uc一樣有輸出，不

再需要△(/”來維持U,,日此即可使輸出穩(wěn)定于給定值使調(diào)速系統(tǒng)無靜差。

當(dāng)△〃,=()時調(diào)節(jié)器的輸出為電壓I/。，是對之前時刻的輸入偏差的積累.

它取決于AU”的過去變化，當(dāng)AU”為正［/［增加，當(dāng)AU“為負下降，當(dāng)AU〃為零時I/。不變。

17.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)電機精度的影

響?試說明理由；

答：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)精度同樣受給定電源和測速發(fā)電機精度的

影響。無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是消除了誤差，使輸出的轉(zhuǎn)速根本穩(wěn)定于給定的轉(zhuǎn)速。但是，這種

系統(tǒng)依然屬于反應(yīng)控制系統(tǒng)，只能抑制被反應(yīng)環(huán)包圍的前向通道上的擾動，對「其他環(huán)節(jié)上的精度影響

無可奈何。

18.米用比例調(diào)節(jié)器控制的電壓負反應(yīng)系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運行時的速度是否有靜差？為什么？試說明理

由；

答：有靜差。電壓負反應(yīng)系統(tǒng)中是在轉(zhuǎn)速較高時，

忽略了轉(zhuǎn)速的降落認為電樞電壓正比于轉(zhuǎn)速，而實際上是電樞電壓無靜差，

從公式中可以看出速度的降落是不能消除的。

因為調(diào)節(jié)器的輸出是電力電子變換器的控制電壓

所以只要電動機在運行，就必須有控制電壓因而也必須有轉(zhuǎn)速偏差電壓AU”.

第二章習(xí)題答案

2」在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，假設(shè)改變電動機的轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn行二

行？改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks行不行？改變轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)。行不行？假設(shè)要改變電動機的堵轉(zhuǎn)電流,應(yīng)調(diào)二

系統(tǒng)中的什么參數(shù)？

答：改變轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)給定電壓U；,改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)K”不行，改變K,也不行，改變。行。改變堵轉(zhuǎn)電流調(diào):

電流反應(yīng)系數(shù)月.

2.2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什么？

答：兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓均為0,如果不為0那么U,和U；繼續(xù)變化，就不是稅態(tài)。

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓為：電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓為：

2.3如果轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不是PI調(diào)節(jié)器，而改為P調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能將會3

生什么影響？

答：穩(wěn)態(tài)精度變差，但跟隨性和抗干擾能力都不會得到改善，使系統(tǒng)成為不穩(wěn)定系統(tǒng)。

答：靜特性1）閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性變軟2）存在靜差率相對較大。

動特性；跟隨性和抗干擾能力不會得到改善，動態(tài)穩(wěn)定性降低，而快速性卻提高了。

2-4試從下述五個方面來比擬轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)：

（1）調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性；

（2）動態(tài)限流性能；

（3）起動的快速性；

（4）抗負載擾動的性能；

（5）抗電源電壓波動的性能；

答：（1）單閉環(huán)：在系統(tǒng)穩(wěn)定時實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。

雙閉環(huán)：可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差和電流無靜差。

（2）單閉環(huán)：只能在超過I咨界電流/.后，限制電流沖擊

雙閉環(huán)：電流調(diào)節(jié)器通過電流反應(yīng)系數(shù)Q隨時調(diào)節(jié)控制電流

（3）單閉環(huán)：快、不平穩(wěn)

雙閉環(huán)：起動快、平穩(wěn)

（4）單閉環(huán):差

雙閉環(huán)：強、靠ASR

單閉環(huán)：差

雙閉環(huán)：由電流內(nèi)環(huán)ACR及時調(diào)節(jié)

2.5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)。當(dāng)系統(tǒng)帶額定負載運行時，轉(zhuǎn)速線突然斷線，系W

重新進入后，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓是否為零？為什么？

答：轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器的輸出到達飽和為止，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓不為零，因為穩(wěn)定后電流反應(yīng)依然;

U/只能增加電動機的轉(zhuǎn)速到達新的平衡〃:石工無力胃

2-6在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速給定信號。；未改變，假設(shè)增大轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)0,系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反應(yīng)電壓U

是增加、減少還是不變？為什么？

答：U.不變,因為。增大，在到達新的穩(wěn)定運行時，依然要是無靜差系統(tǒng)，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速下降，在到達同樣的U.時彳

定運行。

2-7在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器ASR、ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。參數(shù)：電動機:

方g至X電樞回路總電阻R=L5G,設(shè)球方球用電樞回路最大電3

4/,〃一45，電力電子變換器的放大系數(shù)匕=4（）。試求:

(1)電流反應(yīng)系數(shù)夕和轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)C；

(2)當(dāng)電動機在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時的U曲、U：、UrU,值。

Z>O

解：(1)電流反應(yīng)系數(shù)4=彳少

轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)=OGK、?nbi

1OOC

7K(負反應(yīng))

由于堵轉(zhuǎn)電流n=0

2.8在轉(zhuǎn)速、電流比閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器ASR,ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)ASR輸出到達5”=8V時，主電路E

流到達最大電流80A。當(dāng)負載電流由40A增加到70A時，試問：

(1)U；應(yīng)如何變化？

(2)U,應(yīng)如何變化？

(3)U,值由哪些條件決定？

解：(1)U；應(yīng)增加。因為當(dāng)負載電流由40A增加到70A時。增加，U；是確定的。

/；由40A增加到70A時，U:由4V增加到7V

(2)U,略有增加。因為〃的增加使U/0增加，使得U,增加

(3)(/,由n和/」決定。

2.9在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載在額定工作點正常運行，現(xiàn)因某種原因使電動機勵磁電3

電壓突然下降一半，系統(tǒng)工作情況將會如何變化？寫出U；、U：、UdQ、。及n在系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后的表達式，

答：當(dāng)磁通下降一半時，二g

但電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運行所以4=2/4

240某反應(yīng)控制系統(tǒng)己校正成典型I型系統(tǒng)。時間常數(shù)T=0.1S,要求階躍響應(yīng)超調(diào)量。目"

(1)求系統(tǒng)的開環(huán)增益；

(2)計算過渡過程時間1,和上升時間tr；

(3)繪出開環(huán)對數(shù)幅頻特性。如果上升時間專一?2氐那么K=?,cr=?

F：(1)系統(tǒng)開環(huán)增前CK/C巨］參見表2-2)

QI

(2)調(diào)節(jié)時間

LidB木

上升時間

⑶KT=IK=IOOM&/

(4)用MATLAB仿一個為好：

2-11有一個系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為

要設(shè)計一個無靜差系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量。一%(按線性系統(tǒng)考慮)。試對該系統(tǒng)進行動態(tài)校正，決定調(diào)二

器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。

解：校正成典型I型系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為叱,(S)=4?校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:

A

取上=44

杳表得；K笈百內(nèi)三=^二^<X>5^=^=^=5

81,410

墨,要求校正為典型「塾

242有一個閉環(huán)系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為

統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量C-0(按線性系統(tǒng)考慮)。決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。

解：云3。選用PI型調(diào)節(jié)器可尸與浮物

系統(tǒng)開環(huán)傳函為—―0

Z?4

h=7

243調(diào)節(jié)對象的傳遞函數(shù)為上城/要求用調(diào)節(jié)器分別將其校正為典型】型和1-型系統(tǒng)，:

調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。

解：校正成典型I型系統(tǒng)選擇PI調(diào)節(jié)器:

力校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為:

卒

令芍=Q2f斤』沁空

V^=~——=_1OCK/尤K=100tV7^<X）：

(2)校正成典口型系統(tǒng)，選擇PI調(diào)節(jié)器:

h=5QTSf

2-14在一個三相零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)速.......

(1)電流反應(yīng)系數(shù)月且■'?^=002^2

勤,,,339

Un10..

a=——=----=0n.0nInV/-min/r

轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)嗎ilia入.1000

2)設(shè)計電流調(diào)節(jié)器ACR

1.確定時間常數(shù)

整流裝置滯后時間常數(shù)7：鏟00。3?77R000后

電流環(huán)小時間常數(shù)之用^=^^>^0305

2.選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)

羽安典型】型設(shè)計，電流環(huán)控制對象是雙慣性型的可用PI型電流調(diào)節(jié)器。Wu斤貨包?

T]S

槍查對電源電壓的抗擾性能：%n0°血=20(各項指標(biāo)可以接受。

益QOQ5Z3

3.計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)

電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)專=47=<X1

電流開環(huán)增益：要求

4.校驗近似條件

電流截止頻率^g

(1)晶閘管裝置傳遞函數(shù)的近似條件

—=~--t洋蔭足近似條件

馬13ttoe>333,

12)忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件

-------年滿足近似條件

oi^ao1n

(4)電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件

-----------—T0先七滿足近似條件

y親受％