运动控制系统复习提纲及答案

运动控制系统综述I .选择题.(每个问题2分，共20分)1.转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制(B)。a、电机调速精度b、电机动态转矩C.电机气隙磁通d，电机定子电流2.转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制(B)。a、电机调速精度b、电机动态转矩C.电机定子电流d，电机气隙磁通3.在由变压器和弱磁场组合控制的DC调速系统中，下列陈述是正确的(A)。当电机转速低于额定转速时，变压调速属于恒转矩调速。b当电机转速高于额定转速时，变压调速属于恒功率调速。c当电机转速高于额定转速时，弱磁调速属于恒转矩调速。d当电机转速低于额定转速时，弱磁调速属于恒功率调速。4.在晶闸管反并联可逆调速系统中，协调控制可以消除(B)。直流平均环流瞬时脉动循环5.在交流-DC-交流转换器中，如果采用不受控制的整流，压水堆逆变器的功能为(C)。a、电压调节c、电压调节和频率调节b、fmd、fm和逆变器6、下列交流异步电动机调速方法中，使用最广泛的是(C)。a、电压降调速b、变极对数调速c、变压变频调速d、转子串电阻调速7.在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零型反并联可逆调速电路中，为了限制循环电流，需要配置的循环电抗器数量分别为(d)。A 1和2 B 2和1C 2 anD 4 d 4 and 28.交流异步电动机采用调压调速，由高速变为低速，其转差功率为(D)。b持续下降c将d增加到0。9、异步电动机串级调速系统，串级调速装置容量(A)。a随着调速范围的增大而增大，b随着调速范围的增大而减小c与速度范围无关d与速度范围有关，但这种关系是不确定的。10.在具有恒定电压频率比控制(即=恒定)的变频调速系统中，定子电压补偿是在低于基频的变频调速期间进行的。其目的是(c)。a保持恒定的转速b保持恒定的定子总磁通量。c保持气隙磁通恒定d保持转子总磁通恒定11.对于具有比例调节器的单闭环DC速度调节系统，如果速度的反馈值等于给定值，调节器的输出为(a)A.零；b .大于零的固定值c、小于零的固定值；保持原值不变12.无静差调速系统的比例积分调节器中P部分的作用是(D)A.消除稳态误差；b、不能消除稳态误差不能加快动态响应消除稳态误差，加速动态响应；d .加速动态反应13、异步电动机变压变频调速，采用(B)控制方式，可获得线性机械特性。a，u1/f1=常数。b，Eg/f1=常数。c，Es/f1=常数；d，Er/f1=常数14.在一般的间接变频器中，变频器起着(b)的作用。A.调节电压；b .调频；C.电压调节和逆变；d .频率调制和反演15.转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制(C)。A.电机调速精度；b .电机的动态转矩；C.电机的气隙通量；d .电机定子电流16.SPWM逆变器通过比较正弦波信号和三角波信号获得一系列(A)脉冲波形。A.等宽和不等宽；等宽不等幅；宽度和宽度相等；d .宽度和幅度不相等；命题教师部门负责人签名17.静态串级调速系统的附加DC势由(D)实现。A.直流发电机；b .蓄电池；工作在整流状态的可控整流器；可控整流器工作在逆变器状态18.速度和电流双闭环无静差DC速度控制系统能保证以最大加速度起动的原因在于(C)。Asr和ACR都是不饱和的。Asr饱和D ACR饱和19，3。适用于高速数字测速的方法是(一)测试方法C M/T D C方法20，10。在脉宽调制变频器中，(d)控制方式可以在异步电机内部空间形成圆形旋转磁场。一个SPWM直流脉宽调制直流脉宽调制第二，填空.(每题2分，共20分)11.各种电驱动自动控制系统通过控制电机速度来工作。2.速度电流双闭环速度控制系统的启动过程具有饱和非线性控制和准时间最优控制的特点。和速度超调。3.反馈控制系统的功能是抗干扰和服从给定。4.在电压-电压系统中，使用三相整流电路。为了抑制电流脉动，可以采取的主要措施是建立一个平滑电抗器。5.自动控制系统的动态性能指标包括给定输入信号的下列性能指标和干扰输入信号的抗干扰性能指标。6.SPWM控制技术包括单极和双极模式。7.速度控制系统的稳态性能指标包括速度控制范围和静态误差率。8、交流异步电动机变频调速系统的控制方法有恒流量控制、恒功率控制和恒电流控制。9.三相异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。10.转速和电流双闭环系统采用比例积分调节器。在稳态运行期间，转速N取决于给定的电压Un*，ASR的输出取决于负载电流Idl。11.DC调速系统的可控DC电源包括：旋转变换器(G-M系统)、静态可控整流器、DC斩波器或脉宽调制变换器。12.衡量DC调速系统的常用指标是调速范围、静态差率和额定降速。三者之间的关系是：P22。13.如果DC调速系统采用矢量调制调速，一般适用于大功率场合；如果采用脉宽调制调速，一般适用于中小容量场合。14.转速电流反馈控制系统在起动过程中的三个特点是：饱和非线性控制、速度超调和准时间优化。15.数字测速的精度指标包括：分辨率和测速误差率。16.数字比例积分调节器的位置算法是P 46。17.在垂直-垂直可逆系统中会有瞬时脉动循环。=协调控制可用于消除直流平均环流，环流反应器可用于抑制瞬时脉动环流。18.当异步电动机采用恒压频比控制时，随着频率的降低，n0将减小，n将保持不变，Temax将保持不变。19.基于稳态模型的变频调速系统包括开环调速系统和闭环调速系统。20.异步电动机三相模型的非线性强耦合特性主要体现在磁链方程和(电压)转矩方程中。三、简答题的分析.(每题10分，共30分)1.调速范围和静态差错率的定义是什么？P212.什么是循环？对可逆循环系统的应用也作了说明。P103 A:限于两组晶闸管的短路电流称为环流。它适用于中小容量系统和具有更高快速性能要求的系统。3.单闭环速度控制系统的基本特性P562.12 A: (1)带比例放大器的单闭环速度控制系统有静态差异。(2)闭环系统抗干扰性能强，反馈闭环系统抗干扰性能好，能有效抑制负反馈包围的前向信道上的所有干扰。(3)对于给定的信号和检测装置中的干扰，闭环系统无能为力。4.什么是SPWM，它的特点是什么？请简要描述其工作原理。P1535.5答：特点：(1)主电路结构简单，只有一个功率控制级，输入级是一个不受控制的整流器。功率因数和功率都很高。(2)采用SPWM控制，同时在逆变器中完成输出电压和频率的协调控制，避免了大惯性DC滤波环节对调压响应的影响。快速响应不仅有利于实时控制，也有利于开环应用。(3)采用双极性分段同步正弦脉宽调制技术，输出完全对称的SPWM电压波形。基波分量大，提高了逆变器的利用率，有效地消除或抑制了低阶有害谐波，降低了噪声，使电机在较宽的调频范围内稳定工作，具有良好的低速运行性能。在采样控制理论中有一个重要的结论：当等脉冲和不同形状的窄脉冲应用于惯性环节时，效果基本相同。脉冲是指窄脉冲区域。这里提到的效果基本相同，这意味着链路的输出响应波形基本相同。也就是说，当它们分别被惯性地加到同一个环节上时，它们的输出响应基本上是相同的。如果用傅里叶变换分析每个输出波形，它的低频带非常接近，只有高频带略有不同。上述原理可称为面积等效原理，它是脉宽调制控制技术的重要理论基础。将图2-1a的正弦半波分成n个相等的部分，正弦半波可以看作是由n个相互连接的脉冲序列组成的波形。这些脉冲具有相同的宽度并且等于/N，但是幅度不相等，并且脉冲的顶部不是水平直线，而是曲线，并且每个脉冲的幅度根据正弦定律变化。如果上述脉冲序列被相同数量的等幅但不等宽的矩形脉冲代替，使得矩形脉冲的中点和相应的正弦波部分重合，并且矩形脉冲和相应的正弦波部分的面积(脉冲)相等，则获得图2-1b所示的脉冲序列，即PWM波形。可以看出，每个脉冲的幅度是相等的，而宽度根据正弦波规则而变化。根据面积等效原理，脉宽调制波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周，用同样的方法可以得到脉宽调制波形。像这样的脉冲宽度按照正弦规律变化，相当于正弦波脉宽调制波形，也称为正弦脉宽调制波形。要改变等效输出的正弦波幅度，只需根据相同的比例系数改变每个脉冲的宽度。5.请简要介绍交流异步电机定子调压调速的工作原理，并说明三种常用的调压方法。答：当电机的定子电压发生变化时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而得到不同的转速。调节电压和速度的主要设备是能够提供电压变化的电源。目前常用的调压方法有串联饱和电抗器、自耦变压器和晶闸管调压。制动管的压力调节方式最好。调压调速的特点：调压调速电路简单，易于实现自动控制。在电压调节过程中，差动功率以发热的形式消耗在转子电阻中，并且四、计算问题.(每题15分，共30分)1、有一种晶体管-电机调速系统，称为：电机：整流器内阻、电枢回路电抗器电阻、触发整流器放大系数。(1)当系统在开环工作时，当调速范围D=30时，尝试计算静态差值S值。(2)当D=30，s=10%时，计算系统允许的稳态速度降。(3)如果转速负反馈有静态差速调节系统，则要求D=30，s=10%。如果是，计算转速的负反馈系数和放大器的放大系数。P582.122.有一个闭环控制系统。控制对象的传递函数是，它需要被校正为典型的第二类系统，以及系统在阶跃输入下的超调量(被认为是线性系统)。尝试确定调节器结构并选择其参数。P943.73.对于某一调速系统，测得的最大速度特性为=1500r/min，最小速度特性为=150r/min，