运动控制期末考试及答案

运动控制期末考试及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.直流电动机的调速方法不包括（）A.改变电枢电压B.改变励磁磁通C.改变转子电阻D.改变电源频率2.转速、电流双闭环直流调速系统中，转速环的作用不包括（）A.使转速跟随给定电压变化B.对负载变化起抗扰作用C.抑制电网电压波动D.输出限幅值决定允许的最大电流3.以下哪种调速方式属于恒转矩调速（）A.降低电枢电压调速B.弱磁调速C.串电阻调速D.A和C4.三相异步电动机的旋转磁场转速与（）有关。A.电源电压B.电源频率C.电机极对数D.B和C5.直接转矩控制（DTC）的特点不包括（）A.直接控制转矩B.采用空间矢量分析方法C.调速范围宽D.控制结构简单6.矢量控制的基本思想是（）A.将交流电机的定子电流分解为励磁电流和转矩电流B.控制定子电压C.直接控制转矩D.控制转子电阻7.步进电动机的步距角大小与（）有关。A.电机的相数B.通电方式C.转子齿数D.以上都是8.以下哪种不属于交流调速系统（）A.串级调速B.调压调速C.斩波调速D.变频调速9.位置随动系统的主要任务是（）A.保证系统输出稳定B.使输出量快速、准确地跟踪给定量变化C.抑制干扰D.提高系统精度10.直流PWM调速系统的优点不包括（）A.调速范围宽B.动态响应快C.功率因数低D.纹波系数小二、多项选择题（每题2分，共20分）1.直流电动机的制动方式有（）A.能耗制动B.反接制动C.回馈制动D.机械制动2.转速、电流双闭环直流调速系统中，电流环的作用有（）A.对电网电压波动起及时抗扰作用B.限制最大电流C.使转速跟随给定电压变化D.加快动态过程3.交流调速系统的类型有（）A.变频调速B.串级调速C.调压调速D.电磁转差离合器调速4.矢量控制的实现步骤包括（）A.坐标变换B.按转子磁链定向C.电流解耦控制D.速度控制5.直接转矩控制的优点有（）A.转矩响应快B.调速范围宽C.控制结构简单D.磁通轨迹接近圆形6.步进电动机的驱动电源包括（）A.脉冲分配器B.功率放大器C.控制器D.传感器7.位置随动系统的组成部分有（）A.位置传感器B.控制器C.执行机构D.被控对象8.直流PWM调速系统的常用调制方式有（）A.单极性调制B.双极性调制C.混合调制D.脉冲调制9.调速系统的性能指标包括（）A.调速范围B.静差率C.动态响应D.稳定性10.交流电动机调速时，为保持气隙磁通不变，应（）A.基频以下调速，保持U/f为常数B.基频以上调速，保持U不变C.基频以下调速，保持f不变D.基频以上调速，保持f不变三、判断题（每题2分，共20分）1.直流电动机的机械特性越硬，静差率越大。（）2.转速、电流双闭环直流调速系统中，转速调节器的输出限幅值决定了允许的最大电流。（）3.三相异步电动机的同步转速与电机的极对数成正比。（）4.矢量控制是将交流电机模拟成直流电机进行控制。（）5.直接转矩控制直接对转矩和磁通进行控制。（）6.步进电动机的步距角越小，控制精度越低。（）7.位置随动系统是一个闭环控制系统。（）8.直流PWM调速系统的开关频率越高，电机的发热越严重。（）9.交流调速系统中，变频调速的性能最好。（）10.调速系统的调速范围和静差率是相互独立的指标。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述直流电动机降低电枢电压调速的特点。答：调速范围宽，可实现平滑无级调速；调速过程中机械特性硬度不变，稳定性好；能量损耗小，经济性较好，但需要专门的调压装置。2.简述矢量控制的基本原理。答：将交流电动机的定子电流矢量分解为励磁电流分量和转矩电流分量，通过坐标变换，将三相交流系统变换为等效的直流系统，实现对励磁电流和转矩电流的独立控制，从而像直流电机一样方便地控制交流电机的转矩和转速。3.简述直接转矩控制的工作原理。答：直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，计算电动机的磁链和转矩，通过磁链和转矩的滞环比较器，将转矩和磁链的实际值与给定值比较，输出信号控制逆变器的开关状态，直接对转矩和磁链进行控制。4.简述步进电动机的工作原理。答：步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的执行元件。每输入一个脉冲信号，转子就转过一个固定的角度（步距角），通过控制脉冲的数量、频率和通电顺序，可精确控制电机的转角、转速和旋转方向。五、讨论题（每题5分，共20分）1.对比转速、电流双闭环直流调速系统和单闭环直流调速系统的性能特点。答：单闭环调速系统主要能保证一定的调速范围和静差率，但抗干扰能力有限。双闭环系统在此基础上，增加了电流环，能快速抑制电网电压波动，限制最大电流，动态性能更好，转速跟随性和抗负载扰动能力更强，系统的综合性能得到提升。2.讨论交流调速系统中变频调速和串级调速的优缺点。答：变频调速优点是调速范围宽、性能好、能实现平滑调速；缺点是设备成本高。串级调速优点是效率较高、调速性能较好；缺点是只能在低于同步转速下调速，调速范围有限，功率因数较低，且对电网有谐波污染。3.分析位置随动系统在工业自动化中的应用及重要性。答：在工业自动化中，位置随动系统广泛应用于机器人、数控机床等领域。它能使被控对象快速、准确地跟踪目标位置，提高生产的自动化程度和精度，保证产品质量，提升生产效率，降低人工成本，是实现复杂自动化生产过程的关键技术之一。4.探讨直流PWM调速系统在现代工业中的发展趋势。答：未来直流PWM调速系统将朝着高频化、智能化、集成化方向发展。高频化可减小电机转矩脉动；智能化能实现更精确的控制和故障诊断；集成化可提高系统可靠性、减小体积和成本，以更好地满足现代工业对高性能调速系统的需求。答案一、单项选择题1.D2.C3.D4.D5.C6.A7.D8.C9.B10.C二、多项选择题