电力拖动自动控制系统习题

交通大学现代远程教育

课程代码：DL009

课程名称：电力拖动自动控制系统

一、单选（本大题共50小题，每小题1分，共50分）

1.异步电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量（）。

A.随调速围的噌人而噌人

B.随调速围的增大而减小

C.与调速围无关

D.与调速围有关，但关系不确定

2.在恒压频比控制的变频调速系统中，在基频以下变频调速时进行定子电压补偿，其目的是

（）o

A.维持转速恒定

B.维持定子全磁通恒定

C维持气隙磁通恒定

D.维持转子全磁通恒定

3.在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是（）。

A.故障保护

B.PWM生成

C.电流调节

D.转速调节

4.下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是（）。

A.降电压调速

B.串级调速

C.变极调速

D.变压变频调速

5.转速PID调节器的双闭环系统与转速PI调节器的双闭环系统相比（）。

A.抗负载干扰能力弱

B.动态速降增大

C.恢复时间延长

D.抗电网电压扰动能力增强

6.自动控制系统一般由被控制对象和（）组成。

A.输入指令

B.控制装置

C.辅助设备

7.增加直流自动调速系统的调速围最有效的方法是（）。

A.减小电动机转速降

B.提高电枢电流

C.增加电动机电枢电压

8.转速负反馈有静差调速系统中，当负载增加以后，转速要下降，系统自动调速以后，可以

使电动机的转速（）。

A.等于原来的转速

B.低于原来的转速

C.高于原来的转速

D.以恒转速旋转

9.转速.电流双闭环调速系统，在系统过载或堵转时，转速调节器处于（）。

A.饱和状态

B.调节状态

C.截止状态

10.调速系统在调试过程中，保护环节的动作电流应调节成（）。

A.熔断器额定电流大于过电流继电器动作电流大于堵转包流

B.堵转电流大于过电流继电器电流大于熔断器额定电流

C.堵转电流等于熔断器额定电流

11.晶闸管低同步串级调速系统是通过改变（）进行调速。

A.转子回路的串接电阻

B.转子整流器的导通角

C.有源逆变■的触发超前角

12.带有比例积分调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节

器的输出为（）。

A.零

B.大于零的定值

C.小于零的定值

D.保持原先的值不变

13.无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（）。

A.消除稳态误差

B.不能消除稳态误差也不能加快动态响应

C.既消除稳态误差又加快动态响应

D.加快动态响应

14.采用旋转编码器的数字测速方法不包括（）。

A.M法

A.不能自动调节

B.能自动调节

C.能够消除偏差

22.在转速负反馈调速系统中，当负载变化时，电动机的转速也跟着变化，其原因是（）。

A.整流电压的变化

B.电枢回路电压降的变化

C.控制角的变化

D.温度的变化。

23.在晶闸管可逆调速系统中，为防止逆变颠覆，应设置（）保护环节。

A.限制

B.限制

C.限制和

24衣有环流可逆系统中，若正组晶闸管处于整流状态，则反组晶闸管必然处在（）。

A.待逆变状态

B.逆变状态

C待整流状态

25.转差频率控制的交流变频调速系统，其基本思想是（）。

A.保持定子电流恒定，利用转差角频率控制电动机转矩

B.保持磁通恒定，利用转差角频率控制电动机转矩

C保持转子电流恒定，利用转差角频率控制电动机转矩

26.异步电动机数学模型的组成不包括（）。

A.电压方程

B.磁链方程

C.转矩方程

D.外部扰动

27.双闭环调速系统在稳定时，控制电压的大小取决于（）。

A.转速n

B.负载电流

C转速n和负载电流

D.电流反馈系数p

28.SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的（）。

A.正弦波

B.方波

C.等腰三角波

D.锯齿波

29.下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是（）。

A.高阶

B.低阶

C非线性

D.强耦合

30.速度单闭环系统中，不能抑制（）的扰动。

A.调节器放大倍数

B.电网电压波动

C.负载

D.测速机励磁电流

31.与矢量控制相比，直接转矩控制（）。

A.调速围宽

B抵制性能受转子参数影响大

C计算复杂

D.控制结构简单

32.异步电动机VWF调速系统的机械特性最好的是（）。

A.恒控制

B.恒控制

C.恒控制

D.恒控制

33.在调速系统中，当电流截止负反馈参与系统调节作用时，说明调速系统主电路电流（）。

A.过大

B.正常

C.过小

D.不变

34.在调速系统中，电压微分负反馈及电流微分负反馈是属于（）环节。

A.反馈环节

B.稳定环节

C放大环节

D.保护环节

35.双闭环调速系统中的电流环的输入信号有两个，即（）。

A.主电路反馈的转速信号及转速环的输出信号

B.主电路反馈的电流信号及转速环的输出信号

C.主电路反馈的电压信号及转速环的输出信号

36.转速、电流双闭环调速系统在起动时的调节作用，主要靠（）产生。

A.电流调节器

B.转速调节器

C.转速、电流两个调节器

37.下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是（）。

A.高阶

B.线性

C.非线性

D.强耦合

38.转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，两个调节器的关系为（）。

A.ASR和ACR均饱和限幅输出

B.ASR不饱和，ACR饱的限幅输出

CASR饱和限幅输出，ACR不饱和

D.ASR和ACR均不饱和

39.转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是（）。

A.PID

B.PI

C.P

D.PD

40.下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是（）。

A.饱和非线性控制

B.转速超调

C.准时间最优控制

D.饱和线性控制

41.转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是（）。

A.ACR

B.AVR

C.ASR

D.ATR

42.直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时（）。

A.ACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动

B.ACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动

C.ACR放大转矩波动，ASR抑制电压波动

D.ACR放大电网电压波动ASR抑制转矩波动

43。=0配合控制有环流可逆调速系统的主回路中（）。

A.既有直流环流又有脉动环流

B.有直流环流但无脉动环流

C.既无直流环流又无脉动环流

D.无直流环流但有脉动环流

44.绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势

相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（）。（注：为电动机实际转速，为电动机同步转

速）

A..输出功率低于输入功率

B..输出功率高于输入功率

C,输出功率高于输入功率

D..输出功率低于输入功率

45.自控系统中反馈检测元件的精度对自控系统的精度（）。

A.无影响

B.有影响

C.有影响，但被闭环系统补偿了

46.对于积分调节器，当输出量为稳态值时，其输入量必然（）。

A.为零

B.不为零

C.为负值

47.自动调速系统，当系统负载增大后转速降增大，可通过负反馈环节的调节作

用使转速有所回升。系统调节前后，主电路电流将（）。

A.增大

B.不变

C减小

D.不能确定

48.带有电流截止负反馈环节的调速系统，为使电流截止负反馈参与调节后机械特性曲线下

垂段更陡一些，应把反馈取样电阻的阻值选得（）。

A.大一些

B.小一些

C.接近无穷大

49.在有环流可逆系统中，均衡电抗器所起的作用是（）。

A.限制脉动的环流

B.使主回路电流连续

C.用来平波

50.逻辑无环流可逆系统，在无环流逻辑控制装置DLC中，设有多“1”联锁保护电路的目的是

使正、反组晶闸管（）。

A.同时工作

B.不同时工作

C.具有相同的触发延迟角

二、问答（本大题共17小题，每小题1分，共17分）

1.典型I型系统和典型II型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？

2.双闭环系统的起动过程有何特点？为什么一定会出现转速超调？

3.简述泵升电压产生的原因及其抑制措施？

4.何谓软起动器？交流异步电动机采用软起动器有什么好处？

5.在逻辑控制的无环流可逆调速系统中，实现无环流的原理是什么？

6.异步电动机串级调速机械特性的特征是什么？

7.采用比例调节器控制的电压负反馈系统，稳态运行时的速度是否有静差？为什么？试说明

理由。

8.晶闸管-电动机系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？

9.为什么用积分控制的调速系统是无静差的?在转速负反馈调速系统中，当积分调节器的输

入偏差电压时，调节器的输出电压是多少？它取决于那些因素？

10.在转速、电流双闭环调速系统中，给定信号未变，增加转速反馈系数凡速反馈电压是增

加、减小还是不变？

11.调速系统的静态性能指标有哪些？它们是怎么定义的？它们之间有什么关系？

12.请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点？

13.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？

14.单闭环调速系统的基本特征是什么？

15.某转速负反馈单闭环直流调速系统的开环放大系数K=20；电动机参数为：

5u220V、Z\=68.6A>R/0.23。、w\=1500r/miiuGD=10N-m2；电枢

回路总电阻（包括），电枢回路总电感；晶闸管整流装置采用三相桥式电路。试求：（1）满

足静差率的调速围有多大？（2）电动机带额定负载运行的最低速是多少？（3）画出转速

单闭环调速系统的动态结构图。（4）判断该系统动态是否稳定。

16.某直流电动机的额定数据如下，额定功率，额定电E,额定电流，额定转速，采用V-M

系统，主电路总电阻为R=0.18Q,电动机电势系数。

如果要求调速围D=20,静差率区5%（1）若采用开环调速系统能否满足要求？（2）若要

满足这个要求，系统的额定速降最多允许多少？

17.单闭环负反馈系统调节对象的传递函数为：

7如（S）---------------------------------

」（0.6s+1）（0.045s+1）（0.005s+1）

试用Pl调节器将其校正成典型I型系统，写出调节器传递函数。画出调节器电路图，计算调

节器RC元件参数。若在设计过程中对调节对象的传递函数进行了近似处理，说明是何种近

似。（要求：阻尼比调节器输入电阻）

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电力拖动自动控制系统（参考答案）

一、单选（本大题共50小题，每小题1分，共50分）

在每小题列出的备选项中只有一个符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡”的相

应代码涂黑，错涂、多涂或未涂均无分

1.A

2.C

3.A

4.D

5.C

6.B

7.A

8.B

9.A

10.A

ll.C

12.A

13.C

14.B

15.D

16.A

17.C

18.A

19.B

2O.C

21.A

22.B

23.C

24.A

25.B

26.D

27.C

28.A

29R

30.D

31.D

32.C

33.A

34.B

35.B

36.A

37.B

38.C

39.B

40.D

41.C

42.A

43.D

44.C

45.B

46.A

47.A

48.A

49.A

50.B

二、问答（本大题共17小题，每小题1分，共17分）

1.对于典型I型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，

且与K值成反比；在加速度输入下稳态误差为8。对于典型II型系统，在阶跃和斜坡输入下，

稳态时均无差；加速度输入下稳态误差与开环增益K成反比。动态性能：典型I型系统在跟

随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差；典型II型系统的超调量相对较大，抗扰性能却

比较好。

2.

（1冲寺点：1）饱和非线性控制，2煨速超调（退饱和超调），3滩时间最优控制；（2）

由于ASR采用了饱和非线性控制，起动过程结束进入转速调节阶段后，必须使

转速超调，ASR的输入偏差电压△口,为负值，才能使ASR退出饱和。这样，采

用PI调节器的双闭环调速系统的转速响应必然有超调。

3.泵升电压产生的原因采用二极管整流获得直流电源时，电机制动时不能回馈电能，只好对

滤波电容充电，使电容两端电压升高，产生泵升电压。泵升电压抑制措施：电容器吸收动能；

镇流电阻消耗动能；并接逆变器。

4.

带电流闭环的电子控前软起动器可以限制起动电流并保持恒值,直到转速升高后

电流自动衰减下来，起初时间也短于一级降压起动。主电路采用晶闸管交流调压

器，用连续地改变其输出电压来保证恒流起动，稳定运行时可用接触器给晶闸管

旁路，以免晶闸管不必要地长期工作.视起动时所带负载的大小，起动电流曰在

（0.5~4）ISN之间调整，以获得最佳的起动效果，但无论如何调整都不宜于满载起

动。负载略重或静摩擦转矩较大时，可在起动时突加短时的脉冲电流，以缩短起

动时间。

5.在逻辑控制的无环流可逆调速系统中，逻辑无环流控制器（DLC）在任何时候都封锁一组

晶闸管的触发脉冲，确保两组晶闸管不可能同时导通，所以不会产生环流。

6.1）在串级调速时，理想空载转速与同步转速是不同的。当改变逆变角b时，理想空载转

差率和理想空载转速都相应改变；在不同的b角下，异步电动机串级调速时的机械特性是

近似平行的。2）异步电动机串级调速时的机械特性比其固有特性要软得多。3）串级调速

时的最大电磁转矩比电动机在正常接线时的最大转矩有明显的降低。

7.

有静差。电压负反馈系统中是在转速较高时，。/-/乂0=乙1忽略了转速的降

落认为电枢电压正比于转速，而实际上是电枢电压无静差，从公式中可以看出速

度的降落是不能消除的。因为调节器的输出是电力电子变换器的控制电压

Uc=Kp'Un。所以只要电动机在运行，就必须有控制电压口：因而也必须有转

速偏差电压AL。

8.当电动机需要回馈制动时，由于反电动势的极性未变，要回馈电能必须产生反向电流，而

反向电流是不可能通过VF流通的，这时可以通过控制电路切换到反组晶闸管装置VR,并使

它工作在逆变状态，产生逆变电压，电机输出电能实现回馈制动。

9.

积分控制时可以借助积分作用，使反馈电压以与给定电压区相等，即使AC.为

零外一样有输出，不再需要AU,来维持Uc,由此即可使输出稳定于给定值使调

速系统无静差。当AG=0时调节器的输出为电压Uc,是对之前时刻的输入偏

差的积累。它取决于AU”的过去变化，当A凡为正％增加,当A凡为负”下降，

当A凡为零时分不变。

10.

在转速、电流双闭环调速系统中，给定信号U1天变，增加转速反馈系数a,转

速调节器反馈电压增加，转速调节器输入偏差变大，转速调节器输出变大即电流

调节器给定变大，电流调节器输入偏差变大，电疣调节器输出变大即电机电流变

大，进入重新调节阶段。系统稳定后，转速、电流无静差。转速调节器输入偏差

为0,转速反馈电压U.等于转速给定信号U：不变。

11.

调速系统的静态性能指标有①转速降M=为-取，②调速范围。=&=』二,

③静差率S段’它们之间的关系为：D

M(1—5)

12.直流电机调速系统，优点调速围广，易于实现平滑调速.起动、制动性能好，过载转矩

大，可靠性高，动态性能良好。缺点：有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；换向产生

火花，使用环境受限；结两复杂，容量、转速、电压受限。交流电机调速系统（正好与直流

电机调速系统相反），优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉，使用

环境广，运行可靠，便于制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变

的生产机械。缺点：调速性能比直流电机差。

13.

当两个调节器都不饱和时，它们的输入偏差电压和输出电压都是零，转速调节器

ASR的输出限幅电压Um决定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR的输

出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压UM。

14.（1）具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差的。（2）闭环系统具有较强的抗干扰性

能反馈闭环系统具有很好的抗扰性能，对于作用在被负反馈所包围的前向通道上的一切扰动

都能有效地抑制。（3）闭环系统对给定信号和检测装置中的扰动无能为力。

15.

「U-RI220-0.23x68.6

Ce=-:v---a=-y------------=0.136(Fminr)

1500

0.5x68.6

Sy=12(7*/min)

Ce(l+K)0.136x(1+20)

1500x0.05一

1)D=-------=0.0

47VQ-S)12x(1-0.05)

〃1500.、

2)v=----=227(7-/mm)

D6.6

3)转速单闭环调速系统的动态结构图，如下图所示。

11=0.00167")7；=宗=黑=0.06(5)

4)

Imf2x6x50

GD2•R10x0.5

=0.075(s)

375CrC,frt375x0.136^x9.55

KvT<T；+TJ+T；_0.075x(0.06+090167)+O.OOH_小

0.06x0.00167

即当K