运动控制系统考试资料

1、问答题部分1试述交流调速系统要获得工业应用的条件，为什么？条件：（1）使用高转子电阻电动机（2）系统工作点只是沿着极限开环特性变化原因：能够在恒转矩负载下扩大调整范围，并使电动机能够在较低转速下运行而不致过热。2、简述交流软启动器的作用。定义：软启动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，它的主要构成是串接于电源与被控 电极之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。作用：防止电动机启动电流过大损坏电机，或造成电网电压下降过大，使电机无法正常启动。3、简述恒压频比控制方式。绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为Us抬高一

2、些，以便近定子相电压Us Eg，则得：U s.f常值这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时US和EUs抬高一些，以便近较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压 似地补偿定子压降。4、交流电机矢量控制的基本思想是什么？基本思路：将异步电动机经过坐标变换等效在直流电动机，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，再经过 相应的坐标反变换，控制异步电机。（关键词：坐标变换）5、试分析矢量控制系统与直接转矩控制系统的优缺点。VC系统强调Tc与r的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器，实现连续调节，可以获得较宽的调速范围，但是按定向受 电动机转子参数的影响，降低

3、了系统的鲁棒性。DTC系统则实行Te与r的砰-砰控制，避开了旋转坐标变换，简化了控制结构，控制定子磁链而不是转子磁链，不受转子参数变化的影响，但不可避免的产生转 矩脉动，低速性能较差，调速范围受到限制。6、试分析什么是转差频率控制？转差频率控制的规律是什么？（P188、189）控制规律：（1）在ws wsm控制规律：（1）在ws wsm的范围内，转矩Te基本上与ws成正比，条件是气隙磁通不变f （W I s）函数关系控制定了电压和频率，就能保持气隙磁通m恒定。（2）在不同的定子电流值时，按下图的Us7、DTC系统调速范围受到限制的主要原因是什么？（P216）原因：（1）由于采用砰-砰控制，实际

4、转矩必然在上下限内脉动，而不是完全恒定的。（2）由于磁链计算采用了带积分环节的电压模型，积分初值、累积误差和定子电阻的变化都会影响磁链计算的准确度。8、为什么变频调速时必须要进行电压和频率的协调控制？在进行电动机调速时，希望保持电动机中每极磁通量m保持为额定值不变，因为磁通太弱，没有充分利用电机铁芯，过分增大，又会使得铁心饱和从而导致过大的励磁电流，严重时可能会因为绕组过热而损坏电机。对于三相异步电机，每相电动势Eg4.44 f1NskNs m，控制好Eg与fi便可以达到控制磁通恒定的目的9、异步电动机矢量控制为什么按转子磁链定向？磁链定向的精度受到哪些参数影响？目的：将定子电流分解成转矩和磁

5、链分量，以实现Te与r的解耦，有利于设计转速和磁链调节器，更好实行系统的连续控制而获得较宽的调速范围。影响因素有：积分初值、累积误差和定子电阻的变化。10、直接转矩和磁链闭环控制的矢量控制系统在控制方法上有什么异同？同：两个系统均采用磁链和转矩控制方法异：直接转矩磁链闭环采用定子磁链控制采用转子磁链控制转矩用砰-砰控制转矩用连续控制采用静止坐标变换采用旋转坐标变换11、画出异步电动机变压变频调速的控制特性，并说明其控制特点。（P159）控制特点：在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质。而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上 属于“恒功率调速”。12、异步电动机矢量控制的关键

6、技术是什么？通过坐标变换和转子磁场定向来简化数学模型，减少耦合来实现解耦。13、异步电动机直接转矩控制系统为什么比矢量控制系统响应快？（1） 转矩和磁链的控制采用双位式砰-砰控制器，并在PWM逆变器中直接用这两个控制信号产生电压的SVPWM波形，从 而避开了将定子电流分解成转矩的磁链分量，省去了旋转变换的和电流控制，简化了控制器的结构。（2） 选自定子磁链作为被控量，而不像VC系统中那样选择转子磁链；计算磁链的模型可以不受转子参数变化的影 响，提高了控制系统的鲁棒性。（3）由于采用直接转矩控制，在加减速或负载变化的动态过程中，可以获得快速的转矩响应计算题部分nd开环系统的稳态速降nop和调速指

7、标允许的稳态速降Un-、RacenNn opInRCe电动机运行于额定转速是的给定电压Un，计算转速反馈系数nN计算满足稳态性能指标要求所需的放大器的放大倍数KPn K KK 1op-ncl其中，K是闭环系统的开环放大倍数,Ce由此求出放大器放大倍数K pKC该系统添加电流截止负反馈以后的静特性曲线：上右图（2）带电流反馈与转速反馈画出系统静态结构图：（P29）右下图静态方程：稳态工作时，电流截止负反馈不参与作用。Ce（1 K）Ce E K）s（U：RUCom）生Ce（1K）l（R R KpKs ）2（堵转特CK）性）KpK（运行段特性）当系统在动态过程中:.d aj- cflmccom9*0

8、Ki求ASR和ACR的输入和输出电压CeUN - 1 N &UimUCeUN - 1 N &UimU_mdmNASR输入电压：Un输出电压Uj UnNACR输入电压：Uj输出电压UcInR速度开环传递函数：Wn（S）(nS 1)hT n求出kN，从而求出kn1速度开环传递函数：Wn（S）(nS 1)hT n求出kN，从而求出kn1)KNRaRech 5kNKnRnCeTm2hTn2k 号求出Rn ；nRnCn求出9；nceTmRTn 0.25RgCn 求出Con电流调节器：WACR （S）暗廿SI(P77 2-23 c)典型i型系统开环传函：W（ S）KISTIS 1)取i T_ T,匚 L KT A K,而Ki乂 KR KR= C r Cm 4、WASR( S) KnnS 速度调节器：(P81)T . T T .IsOIKT| jTn1 K|Ton数字控制1、存储系数：K计算机内部存储值(P98)物理量的实际值2、采样频率的选择：用采样频率表示：Wci -为电流环开环截止频率Wen -为速度环开环截止频率电