运动控制系统期末复习题

1、运动控制直流部分复习题、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

2、节 UPE的最大输出电压。9双极性直流 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。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

3、。C 输出限幅决定允许的最大电流。D 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 B C D5. 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 PI B PI C P D 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

4、各是什么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

5、表达式 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 ，Ce=r ，允许过载倍数 =。 晶闸管装置放大系数 40。电枢回路总电阻 。 时间常数 Tl =，Tm=。电流反馈系数 =A（ 10V/），转速反馈系数 =r （ 10V/nN）。 将电流环校正成典型型系统，取 KT=；将转速环校正成典型型系统，取 h=5。电流环滤波时间常数；转速环滤波时间常数。请选择并设计各调节器参数。2、有一转速、

6、电流双闭环调速系统 , 已知电动机参数为： PN =，UN =220V， I N =28A， nN=1490 r/min ，电枢回路电阻 R= , 允许电流过载倍数 =，电 磁时间常数 TL=，机电时间常数 Tm=，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=，平均失控时间常 数 Ts=, 最大输入、输出电压均为 10V，电流反馈滤波时间常数 Toi =，转速 反馈滤波时间常数 Ton=。（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=。（3）按典型 II 型系统设计转速调节器， 其中 h=5，

7、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：PN 10kW ，U N 220V ， I N 55A ， nN 1500r /min ， Ra 0.5 。整流装置内 阻 Rrec 0.3 ,触发整流环节的放大倍数 Ks 35。最大给定电压 Un*m 8V ，当主电路电流达到最大值时 ,整定电流反馈电压 Uim 8V 。设计指 标：要求系统满足调速范围 D 25，静差率 s 10% 。1. 计算 Ce，额定负载时，开环系统的稳态速降 nop，满足静差率要求时， 闭环系统的稳态速降

8、 ncl 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 。13. 定性画出当 Id IN时，Un* nN 和Un* 1 nN的闭环静特性。dN nN n 2 N4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）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Idm ； 系统稳定后，负载电流由 I dL 加大到 I dN ， IdN

9、 I dm 。（ 12 分） 答：段：ASR很快进入饱和状态， 输出限幅值 Ui*m ，在 ACR的调节下，电流迅速 上升到 I d I dm，电流上升阶段段： ASR始终饱和，相当于转速开环，系统成为在 Ui*m 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， Id 基本上保持略小于 Idm的恒 值，恒流升速阶段。段： ASR退饱和， Ui* ， Id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Ui ，转速调节阶段。段：加负载导致 n，在 ASR作用下， Ui ， Id，当 IdI dm 时，n 停止下降段：由于

10、n仍小于给定值 Ui Id 直到 n=给定值，电流也达 到最大值段：此时， I d IdN n ，转速超调，U i ，Id， 直到 Id IdN ， n 达到峰值，此后系统在负载阻力下减速，直到稳定。n画出图中所缺部分t1. 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 ，整流装置内阻 ，主电路电感 L=10mH系, 统运 动部分 GD2=60Nm2，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=，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，基本数据如 下：直流电动机 220V、130A、1500r/min ，Ce=r ，允许过载倍数 =。PWM变换