2025年《运动控制系统》试卷A答案

《运动把握系统》课程试卷〔A卷〕答案

第1篇直流调速系统〔60分〕

一、填空题〔每空1分，共23分〕

1.运动把握系统由电动机、功率放大与变换装置、把握器及相应的传感器等构成。

2.转矩把握是运动把握的根本问题,磁链把握与转矩把握同样重要。

3.生产机械常见的三种负载是恒转矩负载、恒功率负载和平方率负载。

4.某直流调速系统电动机额定转速n=1430r/min,额定速降An=115r/min,

NN

当要求静差率s<30%时，允许的调速范围为53,假设当要求静差率s<20%时,

则调速范围为3X假设期望调速范围到达10,所能满足的静差率是44.6%。

5.数字测速中，T法测速适用于低速,M法测速适用于高速o

6.生产机械对调速系统转速把握的要求有调速、稳速和加减速三个方面。

7、直流电机调速的三种方法是：调压调速、串电阻调速和弱磁调速。

8、双闭环宜流调速系统的起动过程分为电流上升阶段、恒流升速阶段和转速调整

三个阶段。

9.单闭环比例把握直流调速系统能够削减稳态速降的实质在于它的自动调整作用，

在于它能随着负载的变化而相应的转变电枢电压,以补偿电枢回路电阻压降的

变化。

二、选择题〔每题1分，共5分〕

1、双闭环直流调速系统，ASR、ACR均承受PI调整器，其中ACR所起的作用为

（D）。

A、实现转速无静差B、对负载变化起抗扰作用

C、输出限幅值打算电动机允许的最大电流D、对电网电压波动起准时抗扰作用

2、典型I型系统与典型H型系统相比，（C）,

A、前者跟随性能和抗扰性能均优于后者B、前者跟随性能和抗扰性能不如后者

C、前者跟随性能好，抗扰性能差D、前者跟随性能差，抗扰性能好

3、转速单闭环调速系统对以下哪些扰动无抑制力气，（D）。

A、电枢电阻B、负载转矩C、电网电压D、速度反响电位器

4、下述调整器能消退被把握量稳态误差的为（C）o

A、比例调整器B、微分调整器C、PI调整器D、PD调整器

5、双闭环调速系统，ASR、ACR承受PI调整器，以下说法正确的选项是（C）o

A、电动机电枢电流最大时，转速最高B、电动机电枢电流小于负载电流，转速

最高

C、电动机转速最高时，电枢电流等于负载电流D、恒流升速时，电动机电枢

电流等于负载电流。

三、简答题〔14分）

1、转速电流双闭环调速系统应先设计哪个环？（1分）

答：电流环（1分）

2、写出PI调整器的传递函数。（1分）

答：W（s）=Kpi（T8+l）/TS（1分）

3、写出典型I型系统和典型II型系统的传递函数。（2分）

答：典型I型系统：W（s）=K/s（Ts+l）典型II型系统:K（TS+I）/S2（TS+1）（2分）

4、写出电动机的传递函数.12分）

答：ld（s）/（Udo（s）-E（s））=1/R（Tls+1）;E（s）/（Id（s）-Idl（s）=R/Tms（2分）

5、在调整器的工程设计方法中，低频段大惯性环节如何进展近似处理？高频小惯性群

如何进展近似处理？（2分）

答：在调整器的工程设计方法中，低频段大惯性环节近似为积分环节，高频小惯性群合

并为一个一阶惯性环节。（2分）

6、双闭环直流调速系统中，给定滤波环节的作用是什么？（1分）

答：给定滤波环节的作用是平衡反响滤波环节的延迟作用，使二者得到恰当的协作。（1

分）

7、在无静差转速单闭环调速系统中，影响转速的稳态精度的主要因素是什么？（2分）

答：给定、反响环节（2分）

8、PWM可逆直流调速系统中电抗器远小于晶闸管一电动机系统中的电抗器的缘由是什

么？（1分）

答：电流脉动小（1分）

9、PWM可逆直流调速系统的动态性能优于晶闸管一电动机系统的主要缘由是什么？（1

分）

答：滞后时间常数Ts小（1分）

10、双闭环调速系统，恒流升速阶段，ACR输出如何变化？（1分）

答：线性增加（1分）

四、分析计算题〔12分〕

在转速、电流双闭环调速系统中，ASR、ACR均为PI调整器。参数：电动机：

PN=3.7KW,UN=220V,IN=20A,nN=1000r/min,电枢回路总电阻R=L5Q,设Uj'U'

=Ucm=10V,电枢同路最大电流Idm=50A,电力电子变换器的放大系数Ks=50o试求：

①电流反响系数Bo（2分）

②转速反响系数a。（2分）

③当电动机在最高转速发生堵转时的Ud。、、Ui、U,值。（8分）

解答；①

*

B二兽二里二0.2（V/A）

U50

公式正确得1分，计算正确得1分

②

17

“二黑二磊二SOlS"而n）

公式正确得1分，计算正确得1分

Udo=IfcR=50X1.5=75（V）

U*=u*=iov

Ux=pIN=O.2x20=4（V）

h好奇J，（v）

每计算一个量，公式正确得1分，计算正确得1分，共8分

五、转速电流双闭环直流调速系统，ASR、ACR均承受PI调整器，系统起动过程中，

答复以下问题：〔6分〕

1、起动开头时ACR输出为什么增加？一会儿为什么又减小？（2分）

答：ACR给定快速增加，而转速增加缓慢，ACR输入偏差为正；电流快速增大使ACR

输入偏差快速减小，在比例和积分的共同作用下，比例下降较快，而积分上升较慢，输

出减小。

2、为什么速度必定产生超调？（2分）

答：不产生超调，电动机就以最大加速度加速，只有产生超调ASR才能退饱和，电流

才能下降，转速才能停顿上升

3、当速度到达最高后又开头下降，下降到给定转速的一瞬间，电动机电枢电流比负载

电流大还是小？（2分）

答：电动机电枢电流比负载电流小

其次篇沟通调速系统〔40分〕

一、填空题〔共12题，每题1分，共12分〕

1.恒压频比把握方式是指给异步电动机供电的电压和阳J之比为常数。

2.异步电机基于稳态模型的把握方法有调压调速和变压变频调速；基于动态数学

模型的高性能把握方法有——FOC和DTC<5

3.异步电动机变压变频调速把握特性曲线中，基频以下调速称为恒转矩T速，

基频以上调速称为恒功率调速。

4.把握变频器逆变局部的常见的脉冲宽度调制技术有（1）以追求电压正弦为目的

的SPWM把握技术，C2)以追求电流正弦为目的的CFPWM把握技术，(3)以追

求磁链正弦为目的的SVPWM把握技术。

5.转差频率把握的两个根本特点是：(1)定子电压和频率比协调把握保持空隙磁通

恒定,(2)气隙磁通不变时，电磁转矩与转差频率成正比。

6.电磁耦合是机电能量转换的必要条件，电流与磁通的成积产生转矩，转速与磁通

的成积产生感应电动势。

7.异步电动机可以看成双输入双输出系统。

8.三相异步电动机的机械特性方程式是T=U2R”,临界转

PsF

+R”)2+(L+L”)科

差率为s

m24-(02(£+L")2

Islr

「I

9.定子电流进展3s/2s变换的公式是",2s②变换的公式是

cos(psin(p

J|-sin(pcos(p」JJ

10.不同电动机的物理模型彼此等效的原则是：在不同坐标系中所产生的磁势

完全全都，总功率也相等。

II.旋转坐标系下，异步电机电磁转矩方程为T=〃L(//-H),其中i表示

epmsqrdxdrqrd

dq坐标系卜转了d轴电流。

12.异步电机无论是三相静止坐标系、两相静止坐标系，还是两相旋转坐标系下其动

态数学模型必需由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程构成。

二、单项选择题〔在每题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的

序号填在题干的括号内。共6题，每题1分，共6分〕

1.异步电动机变压变频调速系统属于如下哪种类型？(③)

①电磁功率回馈型；②转差功率回馈型；

③转差功率不变型；④转差功率消耗型

2.如下几种变频调速方法中，哪种方法的异步机机机械特性是一条直线？(③)

E

③/常数④转变Us

3.以下哪种状况异步电动机定子不能产生旋转磁场?③）

①三相对称绕组，通入三相对称正弦电流；

②两相对称绕组，通入两相对称正弦电流；

③两相对称绕组，通入两相直流电流；

④四相对称绕组，通入四相对称正弦电流

4.如下各项中，哪项是三相异步电动机数学模型非线性的根源之一？（③）

①电动机的转速＜旋转磁场的转速；

②定子电压频率〉电动机的旋转频率；

③定子绕组和转子绕组之间的互感是变量；

④转差率在0—1之间

5.三相异步电动机在三相轴系上数学模型的性质是（③）

①单输入、单输出系统；②线性定常系统；

③多变量、高阶、非线性、强耦合系统；④单输入、双输出系统

6.异步电动机的数学模型从三相静止坐标系变换到两相静止坐标系后，电压方程

的维数有何变化？1③）

①从6维降到2维；②从6维降到3维;

③从6维降到4维；④从6维降到5维

三、简答题〔共3题，共10分〕

1.简述通用型变频器的根本组成，并阐述各局部的根本功能（4分）。

答：主电路、泵升电路、把握电路和检测保护电路组成，分别完成：交直交变换、

能量回馈时能量泄放和电流检测机保护作用。

2.简述电压正弦波脉宽调制法的根本思路（4分）。

答：以频率与期望的输出电压波一样的正弦波为调制波，以频率比期望波高得多的

等腰三角形波为载波，当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件

的通断时刻，从而获得幅值相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列，这种调制方法

是SPWM调制。

3,通用型变频器基速以下变频调速时为什么要变压？（2分）

答：为保持电机主磁通恒定，由于主磁通太小电机利用不充分，太大会烧坏电机。

四、综合应用题〔共2题，共12分。其中1题6分，2题6分〕

1.异步电机矢量把握变频调速的根本思想是什么？（3分）并用构造简图描述（3

分）

答：按转子磁链定向矢量把握的根本思想是：通过坐标变换，在按转子磁链定向同

步旋转正交坐标系中，得到等效的直流电机模型，仿照直流电动机的把握方法把握

电磁转矩和磁链，然后将转子磁链定向坐标下中的把握量反变换得到三相坐标系下

的对应量，以实施把握.

图解为：

2.