运动控制系统期末复习题

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Ⅰ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。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Ⅰ型系统的过程，KT值取为（）时为无超调。ABCD5.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。AⅠPIBⅡPICⅠPDⅡP6.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Ⅰ型系统，取KT=；将转速环校正成典型Ⅱ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。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：PN=，UN=220V，IN=28A，nN=1490r/min，电枢回路电阻R=Ω,允许电流过载倍数λ=，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=Ω，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β，转速反馈系数α。（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，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：，，，，。整流装置内阻,触发整流环节的放大倍数。最大给定电压，当主电路电流达到最大值时,整定电流反馈电压。设计指标：要求系统满足调速范围，静差率。1.计算Ce，额定负载时，开环系统的稳态速降Δnop，满足静差率要求时，闭环系统的稳态速降Δncl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。3.定性画出当时，和的闭环静特性。4．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：①负载电流为时，突加给定的起动过程，设最大电枢电流为；②系统稳定后，负载电流由加大到，。（12分）答：① Ⅰ段：ASR很快进入饱和状态，输出限幅值，在ACR的调节下，电流迅速上升到，电流上升阶段 Ⅱ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。 Ⅲ段：ASR退饱和，，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，转速调节阶段。② Ⅰ段：加负载导致n↓，在ASR作用下，↑，↑，当时，n停止下降 Ⅱ段：由于n仍小于给定值→↑→↑直到n=给定值，电流也达到最大值 Ⅲ段：此时，→n↑，转速超调，↓，↓，直到，n达到峰值，此后系统在负载阻力下减速，直到稳定。画出图中所缺部分补充双闭环调速系统动态结构图中所缺少的环节。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，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：计算调速要求所允许的闭环静态速降。计算闭环系统开环放大系数；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=