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0

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,当一时，输出平均电压为正，要

使输出平均电压为负，应使—O

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。

ABCD

5.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。

AIPIBIIPICIPDIIP

6.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品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,C=r,允许过载倍数=0

晶闸管装置放大系数40。

电枢回路总电阻。

时间常数7F,T萨。

电流反馈系数二A(10V/),转速反馈系数(10VM)o

将电流环校正成典型I型系统，取KT二；将转速环校正成典型II型系统，取

h=5o电流环滤波时间常数；转速坏滤波时间常数。

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=,U”=220V,

L=28A,nN=1490r/min,电枢回路电阻R二Q,允许电流过载倍数入二，电

磁时间常数L=,机电时间常数T=,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％尸。，平均失捽时间常

数Tg三最大输入、输出电压均为10V,电流反馈滤波时间常数T。己转速

反馈滤波时间常数1.=0

（1）计算电流反馈系数B,转速反馈系数Q。

（2）按典型I型系统设计电流调节器结构和参数，其中KTi

（3）按典型II型系统设计转速调节器，其中*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：4=1（UW,

UN=220V,IN=55A,nN=1500r/min,R.=0.5。。整流装置内

阻=0.30,触发整流环节的放大倍数Ks=35。最大给定电压

U；„„=8V,当主电路电流达到最大值时,整定电流反馈电压U加=8V。设计指

标：要求系统满足调速范围。二25,静差率SW10%。

1.计算Ce,额定负载时，开环系统的稳态速降△小,满足静差率要求

时，闭环系统的稳态速降△ncl及闭环系统的开环放大系数Ko

2.转速反馈系数调节器放大系数K,。

3.定性画出当。＜lN时，U：=anN和U：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/加；

②系统稳定后，负载电流由&加大到/洲，ldN<Idmo（12分）

答：①

I段：ASR很快进入饱和状态，输出限幅值U；,在ACR的调节下，电流迅速

上升到〃。/血，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，力基本上保持略小于/加的恒

值，恒流升速阶段。

川段：ASR退饱和，U；,。迅速减小，该段ASR,ACR都不饱和。ASR起主

导的转速调节作用，ACR则使乙尽快地跟随转速调节阶段。

②

I段：加负载导致nJ,在ASR作用下，U-T,IdT,当时，

n停止下降

II段：由于n仍小于给定值T5TtA/T直到n二给定值，电流也达

到最大值

III段：此时，〃>LN->nt,转速超调，U：I,IdX,直到=ldN,

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

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、

150Ax1000r/min,电枢电阻，整流装置内阻，主电路电感G10mH,系统运

动部分^=60Nm2,触发整流环节的放大倍数为30o要求系统满足调速范围不小

于20,静差率不超过5%.求：

1）计算调速耍求所允许的闭环静态速降。

2）计算闭环系统开环放大系数；

3）整流装置采用三相桥式电路，T=,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,C=r,允许过载倍数

PWM变换装置