运动控制系统期末总结复习题直流部分

1、.运动控制直流部分复习题一、填空：1.调速系统的稳态性能指标主要是指和静差率。2.采用 v-m 系统，当系统处于深调速状态时，功率因数将较。3.直流调速系统中，晶闸管触发和整流装置的传递函数可近似成环节，时间常数称为。4. 晶闸管 -电动机转速、电流双闭环调速系统中，环为内环，环为外环。5. 双惯性环节校正成典型型系统，引入的调节器是调节器。6 直流调速的方法包括改变电枢回路电阻调速、调速和减弱磁通调速。7闭环调速系统对于_的扰动具有抑制作用，而对于_的扰动则无能为力。8转速、电流双闭环调速系统中，调节_的限幅值可以调节系统最大电流；调节 _的限幅值可以调节upe 的最大输出电压。9双极性直流

2、 pwm 变换器的占空比，当时，输出平均电压为正，要使输出平均电压为负，应使。二、选择题1.下列说法正确的是（）a 积分调节器的输出决定于输入偏差量的历史过程。b 比例控制可以使系统在偏差电压为零时保持恒速运行。c 比例调节器可以实现无静差。d 采用积分调节器动态相应快。参考 .资料.2.双闭环调速系统中电流调节器具备的作用为（）a 对负载变化起抗扰作用。b 对电网电压波动起及时抗扰作用。c 输出限幅决定允许的最大电流。d 使转速跟随转速给定电压变化。3.双闭环调速系统中转速调节器不具备的作用为（）a 对负载变化起抗扰作用。b 对电网电压波动起及时抗扰作用。c 输出限幅决定允许的最大电流。d

3、使转速跟随给定电压变化。4.在工程设计中，如果将系统校正成典型型系统的过程，kt 值取为（）时为无超调。a 0.25b 0.5c 0.75d 1.05. 采用工程设计法的双闭环直流调速系统中，电流环设计成典型（）型系统，引入的电流调节器为（ ）调节器。a pib pic pd p6. g-m 直流调速系统中的 g 指的是哪一种直流电源（ ）。a 直流发电机； b 静止整流器； c 脉宽调制电源； d 以上情况均可能。三、分析与简答1.在调速系统中， 为什么在开环系统中晶闸管整流装置的控制电压前面没有加放大器，而在闭环之后要添加放大器？2. 双闭环调速系统中，电流调节器的作用各是什么？参考 .资

4、料.3.采用双极型 pwm 变换器的调速系统， 当电动机停止时，电枢电流是否等于零，为什么？4. 假设某转速单闭环调速系统的电源电压突然降低，则该调速系统将如何进行调节，请结合稳态结构图加以说明。5. 转速、电流双闭环直流调速系统设计后， asr限幅对应 1.5倍额定电流，但是在空载额定励磁稳速运行时突加额定转矩负载， 转速不能回到给定转速， 请分析原因？6. 在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器均采用 pi调节器。当系统带额定负载运行时， 转速反馈线突然断线， 试分析系统进入稳态后调节器、 转速、电枢电流的情况。7. 写出直流电动机反馈闭环调速系统的临界放大系数表达式，并请说明表达式

5、中各个参数含义。8. 请写出双闭环调速系统起动过程的三个特点。9. 请简述 h 型双极式 pwm 变换器的缺点。四、设计题1、某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：直流电动机220v 、 136a 、1460r/min ， c e =0.132vmin/r，允许过载倍数=1.5 。晶闸管装置放大系数40。电枢回路总电阻 0.5。时间常数 tl=0.03s ，tm =0.18s。参考 .资料.电流反馈系数=0.05v/a （ 10v/1.5 in ），转速反馈系数=0.007vmin/r（ 10v/ n n）。将电流环校正成典型型系统，取kt=0.5；将转速环

6、校正成典型型系统，取 h=5 。电流环滤波时间常数 0.002s；转速环滤波时间常数 0.01s。请选择并设计各调节器参数。2、有一转速、电流双闭环调速系统,已知电动机参数为： pn =5.5kw ， un=220v ，in =28a ，n n=1490 r/min ，电枢回路电阻r=0.8,允许电流过载倍数=1.8 ，电磁时间常数 tl=0.048s ，机电时间常数 tm =0.185s ，主电路采用三相桥式整流电路，触发整流环节的放大倍数ks=35，整流电装置内阻 rres =1.3 ，平均失控时间常数ts=0.0017s, 最大输入、输出电压均为 10v ，电流反馈滤波时间常数toi =

7、0.002s ，转速反馈滤波时间常数ton =0.015s 。（1）计算电流反馈系数，转速反馈系数。（2）按典型 i 型系统设计电流调节器结构和参数，其中kt=0.5。（3）按典型 ii 型系统设计转速调节器，其中h=5 ，选择调节器结构并计算参数。(计算时小数点后保留3 位，若数值较小时，应保留三位有效位)（19 分）3、转速单闭环控制系统如下图所示，已知数据如下：电动机：pn10 kw ，u n220v ， i n55a ， nn1500r / min ， ra0.5。整流装置内阻 rrec0.3, 触 发 整流 环节 的放 大 倍数 k s35 。 最 大 给 定 电 压u nm*8v

8、，当主电路电流达到最大值时,整定电流反馈电压 u im8v 。设计指参考 .资料.标：要求系统满足调速范围d25 ，静差率 s10% 。1. 计算 c e ，额定负载时， 开环系统的稳态速降 n op ，满足静差率要求时，闭环系统的稳态速降 n cl 及闭环系统的开环放大系数 k。2.转速反馈系数，调节器放大系数 k p 。3.定性画出当 i di n 时， u n*nn 和 u n* 1nn 的闭环静特性。24系统是否有静差？若有静差， 应采取何种实际可行的措施消除静差。(计算时小数点后保留3 位，若数值较小时，应保留三位有效位)（ 15 分）un*unaucupeunidudmnutgtg

9、六、按下述两种情况定性分析转速、电流双闭环直流调速系统的转速和电流的变化规律，两个调节器的输出与控制作用，定性画出转速、电流的过渡曲线： 负载电流为 i dl 时，突加给定的起动过程，设最大电枢电流为i dm ； 系统稳定后，负载电流由i dl 加大到 i dn ， i dni dm 。（ 12 分）答：段：asr 很快进入饱和状态，输出限幅值uim* ， 在 acr 的调节下，电流迅速上升到 i di dm ， 电流上升阶段参考 .资料.段：asr 始终饱和，相当于转速开环， 系统成为在 uim* 下的电流调节系统，同时为了克服反电动势e，所以在 acr 的作用下， i d 基本上保持略小于

10、idm的恒值，恒流升速阶段。段： asr 退饱和， u i* ， i d 迅速减小，该段 asr，acr 都不饱和。 asr 起主导的转速调节作用， acr 则使 id 尽快地跟随 u i* ， 转速调节阶段。段：加负载导致n ，在 asr 作用下， u i* ， i d ，当 i di dm 时，n 停止下降段：由于 n 仍小于给定值u i* i d 直到 n= 给定值，电流也达到最大值段：此时， i di dn n ，转速超调， u i* ，i d ， 直到 i didn ，n 达到峰值，此后系统在负载阻力下减速，直到稳定。nn*0tididmidl0t1t2t3t4t参考 .资料.nn*

11、ti di d ni dlt画出图中所缺部分1. 有一 v-m 转速单闭环调速系统， 采用比例控制，电动机参数为 60kw ，220v 、150a 、1000r/min ，电枢电阻 0.2，整流装置内阻0.1，主电路电感 l=10mh,系统运动部分gd 2=60nm 2，触发整流环节的放大倍数为30。要求系统满足调速范围不小于 20 ，静差率不超过5%. 求：1) 计算调速要求所允许的闭环静态速降。2) 计算闭环系统开环放大系数；3) 整流装置采用三相桥式电路， ts=0.00167s ，判断此时系统是否稳定。2、某 pwm 变换器供电的双闭环直流调速系统，采用三相桥式电路，基本数据参考 .资料.如下：直流电动机220v 、 130a 、1500r/min ， c e =0.196vmin/r，允许过载倍数=1.5 。pwm 变换装置放大系数40 ，失控时间 ts=0.0012s 。电枢回路