运动控制简答题汇总

1、1、在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数变化时系统是否有调节 作用？为什么？放大器的放大系数K ；p供电电网电压；电枢电阻R ；a转速反馈系数a答：在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数变化时系统有调节作用 放大器的放大系数Kp ； (2)供电电网电压；(3)电枢电阻R/ 但当(4) 转速反馈系数变化时，系统没有调节作用。因为，反馈控制系统具有良好的抗扰性能，它能有效地抑制一切被负反馈环 所包围的前向通道上的扰动作用，但如果在反馈通道上的测速反馈系数受到某种 影响而发生变化，它非但不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误 差。2、什么是无静差调速系统？采用P调节器能否

2、实现无静差调速？为什么？答：(1)采用积分调节器，当转速在稳态时达到与给定转速一致，系统仍有控制 信号，保持系统稳定运行，实现无静差调速。这样的调速系统即为无静差调速系 统。采用比例(P)放大器控制的直流调速系统，可使系统稳定，并有一定的稳 定裕度，同时还能满足一定的稳态精度指标。但是，在采用比例调节器控制的自 动系统中，输入偏差是维系系统运行的基础，必然要产生静差，是有静差的调速 系统。比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状；而积分调节器的输出则包 含了输入偏差量的全部历史。3、在调速系统中：对调速系统转速控制有哪些要求？什么是调速系统的调速范围和静差率？转速反馈闭环调速系统是一种基本的反

3、馈控制系统，它有哪些基本特征？ 答：1.答：调速系统转速控制的要求有a调速 b稳速 c加、减速（4）调速范围为生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速 范围，用字母D表示。（5）静差率：当系统在某一给定转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值 时所对应的转速降落 乃N，与理想空载转速n0之比，称作静差率s。基本特征：（1）只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的；（2） 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定；（3）系统的精度依赖于给定和反 馈检测的精度。4、下图是数字控制通用变频器-异步电动机调速系统硬件原理图，请根据下图回 答：（1）在下图中驱动电路的作用是什么？

4、 （2分）（2）在下图中K2的作用是什么？ （2分）（3）在下图中R的作用是什么？ （2分）b（4）图中泵升限制电路是为了限制泵升电压，何为泵升电压？实际有何危害？ 如何预防？答：（1）驱动电路的作用是：将单片机输出的脉冲进行功率放大，以驱动IGBT, 保证IGBT的可靠工作（2）K的作用：在图中，为了限制充电电流，在整流器和滤波电容之间串入限2流电阻R0，K2实际上是一个延时开关，当合上电源以后，延时开关将R0短 路，以免在运行中造成附加损耗。（3）Rb :实际上是镇流电阻，当PWM控制器检测到泵生电压高于规定值时， 开关器件VTb导通，使制动过程中多余的动能以铜耗的形式消耗在电阻Rb中。（

5、4）泵生电压：当可逆系统进入制动状态时，直流PWM功率变换器把机械能 变为电能回馈到直流侧，但由于二极管整理器的单向导电性，电能不可能通过整 流器送回电流网，只能向滤波电容充电，使电容两端电压升高，称做泵生电压。 危害：过高的泵生电压将超过电力电子器件的耐压限制值，损坏电力电子器件。预防：a.增大电容储量；b.接通一个能耗电阻，将能量释放；c.对于更大容量 的系统，可以在二极管整理器输出端并接逆变器，把多余的能量逆变后回馈电网。5、试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环直流调速系统和带电流截止环 节的转速单闭环直流调速系统：（1）调速系统的静态特性；（2）动态限流性能；（3）起动的快速性；（4

6、）抗 负载扰动的性能（5）抗电源电压波动的性能答：（1）静态特性相同（2）动态限流性能优于带电流截止负反馈的单闭环调速系统，在单闭环直流 调速系统中，电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界 电流以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动 态特性。（3）起动的快速性优于带电流截止负反馈的单闭环调速系统，因为在单闭环 调速系统中，起动电流突破临界电流后，受电流负反馈的作用，电流只能再升高 一点，经过某一最大值后，就降低下来，电机的电磁转矩也随之减小，因而加速 过程必然拖长。而双闭环调速系统，能保持最大电流一段时间，缩短起动过程。（4）抗负载扰动的性能相差

7、不大（5）由于电流双闭环调速系统，存在快速调节的电流反馈内环，抗电源电压波动的性能好于带电流截止负反馈的单闭环调速系统。6、图1是V-M系统的原理图，（1）图中Uc，GT，VT，L，M分别代表什么内容?（2）简述V-M系统的工作原理（3）画出该系统的稳态结构图Q Q+ GTQ Q+ GT图1答：1）Uc：控制电压；GT：触发装置；VT:晶闸管整流器；匚平波电抗器;M：直流电动机（2）通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压Ud，从而实现直流电动机的平滑调速。（3（3）7、泵生电压是如何产生的？对系统有何影响？如何抑制？答：当可逆系统进入制动状态时，

8、直流PWM功率变换器把机械能变为电能回 馈到直流侧，但由于二极管整流器导电的单向性，电能不可能通过整流器送回交 流电网，只能向滤波电容充电，使电容两端电压升高，称做泵升电压。过高的泵升电压将超过电力电子器件的耐压限制值，损坏电力电子器件。措施：增大电容器；加泵升限制电路，使多余的动能消耗在放电电阻中；在二极 管整流器输出端并接逆变器，把多余的电能逆变后回馈电网。8、下图是闭环调速系统的结构原理图，试写出各环节的稳态关系，并画出闭 环调速系统的稳态结构图和动态结构图Q Q Q答：电压比较环节比例调节器Uc= Kp 气测速反馈环节U =a n电力电子变换器U =KUU -1 Rn = d0d直流电

9、动机Ce9、试分析提升机构在提升重物和重物下降时，晶闸管、电动机工作状态及a角的控制范围。答：提升重物时，晶闸管工作在整流状态，以v 90,平均整流电压为正，Ud0 E （电动机反电动势），n 0，电动机产生电磁转矩做电动运行，电能从交流电网 传送给电动机；重物下降时，晶闸管工作在逆变状态，以90，平均整流电压为负，晶闸管 装置本身不能输出电流，电机不能产生转矩提升重物，靠重物本身的重量下降， 电机反转，IUd0 I v I E I，n v 0，这时电动机处于反转制动状态，成为受重物 拖动的发电机，将重物的位能转化成电能，通过晶闸管装置回馈电网。10、在晶闸管可逆系统中，何谓环流？有什么危害？

10、有哪些分类？有哪些抑制 的方法？答：采用两组晶闸管整流装置反并联的可逆V-M系统，当两组装置同时工作时， 便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称做环流。一般来说，这样的环流对系统无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功 率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此必须予以抑制或消除。分为静态环流和动态环流，静态环流又包括静态平均环流和瞬时脉动环流 抑制方法：采用配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流状态，另一组则 工作在逆变状态；采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组晶闸管装 置工作11、结合下图回答：（1）系统是开环的还是闭环的？（2） 指出系统a、b、c、d、，e

11、、f、g、h各部分的名称。（3）画出系统的静态结构图。（4）画出系统的动态结构图。答：（1）闭环（2）a：给定电压装置；b： ASR或转速调节器；c：移相脉冲装置；d：晶 闸管装置；e：平波电抗器；f：直流电机；g：测速发电机；h：测速反馈系数 调整。（3）1/R（3）1/RTs+112、简述开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系。答：1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多2）闭环系统的静差率要比开环系统小的多3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围4）要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。13、为什么用含积分控制的调速系统是无静差的？积分调节器的输入偏差电压A

12、U=0时输出电压是多少？决定于哪些因素？如果只采用P调节器能否实现无 静差调速？为什么？为什么常用比例加积分控制？答：积分控制的调速系统中，只有当偏差（给定值与输出反馈值之差）为零 时积分控制才停止积分，使输出为固定值，系统进入稳态。即调速系统是无静差 的。积分调节器的输入偏差电压U = 0时,输出电压为维持系统为无差状态时 所需的电压。决定于负载的大小和其它各种干扰。由于比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状，在采用比例调节器控制 的调速系统中，输入偏差是维系系统运行的基础，必然要产生静差，是有静差的 调速系统。主要作用：比例加积分控制，动态过程开始时比例起主要作用，迅速减小偏 差，后期积

13、分起主要作用，消除静差。可提高系统动态品质，并实现无静差。14、简述a = P配合控制的含义。答：在采用两组相同晶闸管装置反并联的可逆V-M系统中，为防止产生产生直 流平均环流，在正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且使整流电压 等于逆变电压，这时有正组的控制角af等于反组的逆变组艮，这种消除直流平均 环流的方法被称作a = p配合控制。15、在转速、电流双闭环直流调速系统中，转速调节器的作用是什么？答：(1转速调节器是调速系统的主导调节器，转速跟踪给定电压变化，稳态 时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；(3 )其输出限幅值决定电动机允许的最大电

14、流。16、在转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器的作用是什么？答：(1)作为内环的调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压u *(即外环调节器的输出量)变化；i(2)对电网电压的波动起及时抗扰的作用；在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过 程；当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护 作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。17、在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参 数？改变转速调节器的放大倍数Kn行不行？改变电力电子变换器的放大倍数Ks 行不行？改变转速反馈系数a行不行？若要改变电动机

15、的堵转电流，应调节系 统中的什么参数？答：通常可以调节给定电压。改变Kn和Ks都不行，因为转速电流双闭环直流调 速系统对前向通道内的阶跃扰动均有能力克服。也可以改变。，但目的通常是为 了获得更理想的机械特性。若要改变堵转电流，应调节电流反馈系数B。18、转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输 出电压各是多少？为什么？答：在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，转速调节器退饱和，PI的作 用使得转速调节器的输入偏差电压为0,转速调节器的输出电压由于维持在U* im （n*）。在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，电流调节器不饱和，PI的作用使 得电流调节器的输入偏差电

16、压为0,形成一个电流随动子系统，力图使Id尽快 跟随其给定U* i。电流调节器的输出电压UC又后面的环节决定。转速调节器的输出电压为：U*i=BId；电流调节器的输出电压为：Uc=Ud0/Ks=（Ce Un*/a+RId）/Ks。19、如果转速、电流双闭环调速系统中的转速调节器不是PI调节器，而改为P调节器，对系统的静、动态性能将会产生什么影响？答：稳态精度变差，但跟随性和抗干扰能力都不会得到改善，使系统成为不稳定系统。对静态特性的影响：闭环系统的静特性变软；存在静差率相对较大。对动态特性的影响：跟随性和抗干扰能力不会得到改善，动态稳定性降低，而快速性却提高 了。19、简述运动控制系统的概念答：以机械运动的驱动设备一电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换器 为驱动，在控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。20、直流调速系统常用的可控直流电源有哪些答：（1）旋转变流机组 （2）静止可控整流器 （3）直流斩波器或脉宽调制变换器21、简述反馈控制的规律答：（1）比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统；（2）反馈控制系统的作 用是：抵抗扰动，服从给定；（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。21、旋转编码器的数字测速方法有哪几种?各自的特点是什么？答：（1）M法一脉冲直接计数方法。M法测速是记取一个采样周期