运动控制考试卷题库

填空1、常用的可控直流电源三种:旋转变流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器2、谐波与无功功率造成的“电力公害”是晶闸管可控整流装置进一步普及的障碍，必需添置无功补偿和谐波滤波装置。3〔指VM系统〕电感大，负载大连续，反之断续。4、抑制电流脉动的措施：1〕增加整流电路相数，或承受多重化技术。2〕设置平波电抗器5、由于直流电源靠二极管整流器供电，不行能回馈电能，电机制动时只好对滤波电容充电，6nmaxnmin之比叫做调速范围。D=nmax/nmin.2〕静差率：负载由抱负空载增加到额定值所对应的转速n0s=△nN/n0100%。7、调速系统的静差率指标应以最低速时所能到达的数值为准。*、一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。8、开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系：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得多。3〕假设所要求的静差率肯定，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，闭环系统必需设置放大器。**概括上四点，结论：闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证肯定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是，须增设电压放大器以及检测与反响装置。1〕2〕反馈掌握系统的作用：抵抗扰动，听从给定。——反响掌握系统所能抑制的只是被反响环包围〔3〕系统的精度依靠于给定和反响监测的精度。10积分能快速响应掌握作用，积分局部则最终消退稳态偏差。11统的根底上，加上电流正反响补偿，作为削减静差的补充措施。12、从闭环系统上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外面，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。13、PI调整器，其输出量在动态过程中打算于输入量的积分，到达稳态时，输入为零，输出的稳态值与输入无关，而是由它后面环节的需要打算的。14、起动动态过程：第Ⅰ阶段〔0~t1〕是电流上升阶段，第Ⅱ阶段〔t1~t2〕是恒流升速阶段，第Ⅲ阶段〔t2〕是转速调解阶段。15、起动过程三个特点：1〕饱和非线性掌握。2〕转速超调。3〕准时间最优掌握。16、转速调整器的作用：1)n定电压Un*变化，稳态时可减小转速误差，假设承受PI调整器，则可实现无静差。2〕对负载变化起抗扰作用。3〕其输出限幅值打算电动机允许的最大电流。17、电流调整器的作用：1〕作为内环的调整器，在转速外环的调整过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压Ui*〔即外环调整器的输出量〕变化。2〕对电网电压的波动起准时抗扰的作用。3〕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。4〕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。一旦故障消逝，系统马上自动恢复正常。这个作用对系统的牢靠运行来说是格外重要的。18、一般来说，调速系统的动态指标以抗扰性能为主，而随动系统的动态指标则以跟随性能为主。19、微机数字掌握系统的主要特点是离散化和数字化。20、旋转编码器可分为确定式和增量式两种。确定式编码器常用于检测转角，增量式编码器在码盘上均匀地刻制肯定数量的光栅，可以计算转速。21、承受旋转编码器的数字测速方法有三种：MTM/T22、常见的数字滤波方法：1〕算术平均值滤波。2〕中值滤波。3〕中值平均滤波。23PIPI置式算法必需同时设积分限幅和输出限幅，缺一不行。24、可逆V-M系统中的环流：1〕静态环流：直流平均环流、瞬时脉动环流。为了抑制瞬时2〕>=协作掌握可以消退直流平均环流。25、无环流可逆系统又有两大类：规律掌握无环流系统和错位掌握无环流系统。26、异步电动机的调速系统分为：1〕转差功率消耗型调速系统,(降电压调速,转差离合器调速,转子串电阻调速)。2〕转差功率馈送型调速系统,(绕线转子电动字串级调速和双馈电动机调速)。3〕转差功率不变型调速系统。(变极对数调速和变压变频调速)。27、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28〔1〕恒压频比〔Us/w1=恒指〕掌握最简洁实现，它的变频机械特性根本上是平行下移，硬度也很好，能够满足一般的调速要求，但低速带载力量有限，须对定子压降实行补偿。Eg/w1Φm=恒值，从而改善了低速性能。但机械特性还是非线性的，产生转矩的力量仍受到限制。恒Er/w1ΦrmEr/w1=恒值，在动态中也尽可能保持Φrm恒定是矢量掌握系统所追求的目标，固然实现起来是比较简单的。29、基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。30、电力电子变压变频器可分为交-直-交和交-交两大类。31、PWM便压变频器的优点：1、在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元是可控的，通过它同时调整电压和频率，构造格外简洁。承受全控型开关器件，通过驱动电压脉冲进展掌握，驱动电路简洁，效率高。2PWMPWM矩脉动小，提高了系统的调速范围和稳态性能。3、逆变器同时实现调压和变频，系统的动态响应不应受中间直流环节滤波器参数的影响，使动态性能得以提高。4、承受不行控的二极管整流器，电源测功率因数较高，且不受逆变器输出电压大小的影响。32、在交-直-交变压变频器中，依据中间直流环节直流电源性质的不同，逆变器可以分成电压源型和电流源型两类。33、正弦波脉宽调制〔SPWM〕技术原理？等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效，这种调制方法称作正弦波脉宽调制。34、SPWM35、变压变频调速系统中的脉宽调制技术：正弦波脉宽调制〔SPWM〕技术、消退指定次数谐波的PWM〔SHEPWM〕掌握技术、电流滞环跟踪PWM〔CHBPWM〕掌握技术、磁链跟踪掌握技术。36、三种数字掌握法自然采样法、规章采样法、指定次数谐波消退法。37产生恒定的电磁转矩。38、不同开关状态的挨次必需遵守以下原则：每次切换开关状态时，只切换一个功率开关器件，以满足最小开关损耗。39PWWM固然也就不能准确地实现掌握目标。40、死区对变压变频器输出电压的影响有以下几点：1〕SPWM变频器实际输出基波电压的幅值比抱负的输出基波电压有所削减。2〕随着变压变频器输出频率的降低，死区的影响越来越大。现代通用变频器。所谓的“通用”包含这两方面的含义：一是可以和通用的笼型异步电动机配套使用；二是具有多种可供选择的功能，适用于各种不同性质的负载。41、掌握转差频率就代表掌握转矩，这就是转差频率掌握的根本概念。42、转差频率掌握的规律是：1〕在ωs≤ωsmTeωs件是气隙磁通不变。2〕在不同的定子电流值时，按图〔6-41需记〕的Us=f(ω1Is)函数关系掌握定子电压和频率，就能保持气隙磁通Φm43ωs*+ω=ω1*表示转差角频率ωs*与实测转速信号ω相加后得到定子频率输入信号ω1*，这个关系是转差频率掌握系统的突出特点或优点。44、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。45、三相异步电动机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和电力拖动系统运动方程组成。46、不同电动机模型彼此等效的原则是：在不同坐标下所产生的磁动势完全全都。47、C3/2表示从三相坐标系变换到两相坐标系的变换矩阵，两相静止坐标系变换到两相旋C转坐标系的变换阵是 2s/2r： 3 1 0 32/32/3C

cos

sin3/2

2 2 3 1 3

C2s/2r

sin

cos22 22 48dqABC学模型简洁得多，阶次也降低了，但其非线性、多变量、强耦合的性质并未转变。49、简述矢量掌握〔VC〕系统的根本思路？以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子沟通电流iA、iB、iC通过三相—两相变换可以等效成两相静止坐标系上的沟通电流iα和iβidiq。假设观看者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的便是一台直流电动机。通过掌握，可使沟通电动机的转子总磁通Φr就是等效直dΦrMqTM轴绕组相当于直流电动机的励磁绕组，im相当于励磁电流，T组，it相当于与转矩成正比的电枢电流。既然异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，仿照直流电动机的掌握策略，得到直流电动机的掌握量，经过相应的坐标反变换，就能够掌握异步电动机了。由于进展坐标变换的是电流的空间矢量，所以这样通过坐标变换的掌握系统就叫做矢量掌握系统。50、在计算模型中，由于主要实测信号的不同，又分电流模型和电压模型两种。51、*电压模型更适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。52、直接转矩掌握系统和矢量掌握系统特点与性能的比较：性能与特点直接转矩掌握系统矢量掌握系统磁链掌握定子磁链转子磁链转矩掌握砰-砰掌握，有转矩脉动连续掌握，比较平滑坐标变换静止坐标变换，较简洁旋转坐标变换，较简单转子参数变化影响无有调速范围不够宽比较宽53、转速负反响调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发统完全听从给定。负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻发生变化时系统对其有调整力量小它们对稳态转速的影响。测速发电机励磁各量发生变化时，它不能得到反响掌握系统上的扰动。1-10有一V-M调速系统，电动机参数为PN=2.2KW,UN=220V,IN=12.5A,nN=1500r/min，电枢电阻Ra=1.2ΩRrec=1.5ΩKs=35D=20，s≤10％。1)计算开环系统的静差速降△nOPnCL。承受转速负反响组成闭环系统静态构造框图。Un*=15V，Id=IN,n=nN,则转速负反响系数α应当是多少？计算放大器所需的放大倍数。Ce〔１〕电动机的电动势系数

UN

I RN nN

22012.51.21500

0.1367Vmin/rnop开环系统静态速降

RI dN Ce

12.5(1.21.5)0.1367

246.9r/mincln cl闭环静态速降

nNs

15000.1.1)n

8.33r/min246.9闭环系统开环放大倍数

K ncl

9.33

128.64RIk kU*RIn p s n d由于

C ) C e e

所以k

pks=407.4288Kp S =k K /C =0.00961Vmin/p S 运算放大器的放大倍数

K Kp K /CS e

28.640.0096135/0.1367

11.641-12某调速系统原理图如下，数据：电动机：PN=18KW,UN=220V,IN=94A,nN=1000r/min，Ra=0.15Ω。Rrec=0.3Ω、、、转速反响系数α；2〕Kp；3〕电阻R14〕电阻R2数值和稳压管VS穿电压值。解：(1)

n cl

n S N

10000.12009

100/185.56r/minU I R 220940.15C N N ae nN

1000

0.20597Vmin/rn

940.45

205.44r/minop Cen

0.2059205.4K ncl

5.56

135.95(36〕1-10a=0.0145(2)

K Kp K /CS e

35.950.014540/0.2059

12.8(取13〕R K R 1320260k(3)1 p 0〔4〕I 1.5I 1.594141〔4〕dbl N

I 1.1I 1.194103.4A； A；dcr NA； A；Idbl

U 10V时，im时，Idcr时，Ui为：U U U I 10103.4imIdbl

iIdcr

U imi

dbl

dcr

141

7.33VUvs

可依据U 确定取稍大值：U 7.4V当主电路的电流增大到

Ii i

时，为起到保护作用应使流过

R 的电流I 等于流过2 R2 U* 15

U U

107.4I R2 R0

0.75 R 20 mA; 2

im vsIR2

0.75

3.47

kΩ3.5kΩ)1-14有一V-MPN=2.8KW,UN=220V,IN=15.6A,nN=1500r/minRa=1.5ΩRrec=1ΩKs=35。1)D=30时的静差率sD=30，s=10%时，计算系统允许的稳态速降。如组成转速负反响有静差调速系统，要求D=30，s=10%，Un*=10VId=IN，n=nN速负反响系数αKp。、、、、、KD=30Ce〔１〕

UN

I RN nN

22015.61.51500

0.131Vmin/r

〔1〕n RIdNop Ce

15.6(11.5)0.131

297.7r/minnsn0min

297.750297.7

85.61%〔２〕当Ｄ＝30，Ｓ＝10％时计算系统允许的稳态速降n

1500*0.1

5.56r/mincl 30(10.1)nK cl〔３〕 ncl

297.75.56

152.54求取1-10可得=0.00652Vmin/rK Kp K /CS e

52.540.00652 *35/0.131

30.16(30〕改为电压负反响有静差调速系统闭环转速降落为：n

I R I (R)N rec N a

15.61

15.61.52.224178.6 180.825 rmincl Ce

(1K) Ce

0.131(152.54)

0.132

当调速D范围不变时静差率为：Dn

30180.8s cl nN

NDnN

150030180.8

100%78.35%U*U2-7可能B)解〔1〕电流反响系数 Idm

8 0.2V/A40U*U转速反响系数 n

81000

0.008Vmin/ri

Idm

max0.2408VU U*i

8V〔负反响〕n＝0

U CdoU

nIe 60

RIdm

R401.560VU doc Ks

1.5V40K2-11I型系统，调整器传递函数为Wpi

(s)

i校正后系统的开环传递函数为：s

pi

s) KiK1 取KKKs(s1) i 15% 查表得：KT 0.5;K 0.50.01

50 T0.01s K Ki K1

50510

50s(0.01s1)2-13PI调整器：W pi

K

(s1)1 校正后的开环传递函数为：sW(s)W

1(s)W

K

(s1)181

令 0.25 KK

18/pi obj

s(0.25s1)(0.005s1) 11

pi 1 K W(s) s(0.005s1)

100 s(0.005s1)

4.3% KT 0.5 K=100 ts

6T0.03KK 1pi 18

1000.2518

1.39(2)校正成典PI调整器：K (W (s) pi

s1)1pi W (s) W

s1(s)W (s) pi obj

K pi

s 1) K1 1s(TKKKKTpi 1 (1 1s 1)1

s 1)(T1

s 1)2S2(T

s 1)2

(将T

看成大惯性环节〕1h=5 1

hT2