运动控制系统期末复习题(直流部分)知识分享

1、精品文档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时间常数称为 。环节，4. 晶闸管-电动机转速、电流双闭环调速系统中， 外环。环为内环，环为5. 双惯性环节校正成典型型系统，引入的调节器是 6 直流调速的方法包括改变电枢回路电阻调速、调节器。 调速和减弱磁通调速。7闭环调速系统对于 _ 的扰动则无能为力。的扰动具有抑制作用，而对于 _ _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

2、可以调节 upe 的最大输出电压。9双极性直流 pwm 变换器的占空比 ，当 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（ ）时，输出平均电压为正，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

3、扰作用。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。精品文档elmnnnnnlm精品文档a 0.25 b 0.5 c 0.75 d 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 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

4、加放 大器，而在闭环之后要添加放大器？1. 双闭环调速系统中，电流调节器的作用各是什么？1. 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？1. 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。2. 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？3. 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

5、的情况。4. 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 中各个参数含义。5. 请写出双闭环调速系统起动过程的三个特点。6. 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 =0.132vmin/r，允许过载倍数l=1.5。 晶闸管装置放大系数 40 。电枢回路总电阻 0.5w。时间常数 t =0.03s，t =0.18s。电 流 反 馈 系 数 b=0.05v/a （ 10v/1.5 i ）， 转 速 反 馈 系 数 a=0.0

6、07vmin/r （10v/n ）。将电流环校正成典型型系统，取 kt=0.5 ；将转速环校正成典型型系统， 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： p =5.5kw，un=220v，i =28a，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 t =0.048s ，机电时间常数 t =0.185s，主电路采精品文档ressoioneopclkp2精品文档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

7、置内阻 r =1.3 ，平均失控时间常数 t =0.0017s,最大输入、输出电压均为 10v， 电流反馈滤波时间常数 t =0.002s，转速反馈滤波时间常数 t =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： p =10 kwn，un=220v ， i =55 an，n =1500 r / m

8、in n，r =0.5wa。整流装置内阻rrec=0.3w, 触 发 整 流 环 节 的 放 大 倍 数k =35s。 最 大 给 定 电 压u * =8v nm，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s10%。1. 计算 c ，额定负载时，开环系统的稳态速降n ，满足静差率要求 时， 闭环系统的稳态速降n 及闭环系统的开环放大系数 k。2. 转速反馈系数a，调节器放大系数 。3. 定性画出当 i i 时， ud n*n1=an 和 u * = an 的闭环静特性。 n n n4系统是否有静差？若有静差，应采取何种实际可

9、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）idun*unaucupeudmnunutgtg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精品文档u *imi iddmidu *i idu *i精品文档流的变化规律，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idl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加大到 i ， i dl dndnidm。（12 分）答：段：asr 很快进入饱和状态，输出限幅值u*im，在 acr 的调节下，电流迅速上升到ididm，电流

10、上升阶段段：asr 始终饱和，相当于转速开环，系统成为在 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， 基本上保持略小于 的恒 值，恒流升速阶段。段：asr 退饱和，u*i，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 尽快地跟随u*i，转速调节阶段。i段：加负载导致 n，在 asr 作用下， i ， d ，当i = iddm时，n 停止下降段：由于 n 仍小于给定值u*i id 直到 n= 给定值，电流也达到最大值段：此时，dni n，转速超调， ， d ， 直到i =id dn，n 达到峰值，此后系统在负载阻力下减速，直

11、到稳定。精品文档*精品文档nn0ididmtidl0t1t t2 3t4tnn *tidid nidlt画出图中所缺部分精品文档seslmd n精品文档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 0.2w，整流装置内阻 0.1w，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，t =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 如下：直流电动机 220v、130a、1500r/min，c =0.196vmin/r，允许过载倍数l=1.5。 pwm 变换装置放大系数 40，失控时间 t =0.0012s 。电