电力拖动与控制系统新

一、计算(每题参考分值5分)1、有一V-M系统，已知：Pnom=2.8kW,Unom=220V,Inom=15.6A,nnom=1500r/min,Ra=1.5Ω，Rrec=1Ω,KS=37，1）系统开环工作时，试计算D=30时的s值；2）当D=30、s=10%时，计算系统允许的稳态速降；3）如为转速反馈有静差调速系统，要求D=30、s=10%，在U*n=10V时使电动机在额定点工作，计算放大器放大系数Kp和转速反馈系数α。正确答案：解：1)2)3)

2、有一PWM变换器供电直流调速系统：电动机参数=2.2kW,=220V,=12.5A,=1500r/min，电枢电阻=1.5Ω，PWM变换器的放大倍数=22,电源内阻=0.1Ω。要求系统满足调速范围D=20，静差率。（18分）(1)计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的闭环静态速降。（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构图。（3）调整该系统参数，使当=15V时，

，，则转速负反馈系数应该是多少？（4）计算放大器所需的放大倍数。正确答案：（2）（3）由以上知因为把已知各项代入上式，得也可以用粗略算法：（4）放大器的放大倍数3、有一转速、电流双闭环调速系统,已知电动机参数为：PN=5.5kw，UN=220V，IN=28A，nN=1460r/min，电枢回路电阻Ra=0.8Ω,允许电流过载倍数λ=1.6，电磁时间常数Tl=0.048s，机电时间常数Tm=0.185s，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Rrec=1.3Ω，平均失控时间常数Ts=0.0017s,ASR和ACR均采用PI调节器，最大输入、输出电压均为8V，电流反馈滤波时间常数Toi=0.002s，转速反馈滤波时间常数Ton=0.015s。电流调节器已按典型I型系统中KT=0.25设计好，电流环的静动态指标均已满足要求。现要求转速稳态无静差，且电动机空载起动到额定转速时的超调量（1）计算电流反馈系数β，转速反馈系数α；（2）画出待设计转速环动态结构图；（3）拟将转速环设计成典型II型系统，请设计转速调节器，并校核近似条件；正确答案：4、转速单闭环直流调速系统，电动机数据：30Kw,220V,160A,1000r/min,Ra=0.1Ω,整流装置内阻Rrec=0.3Ω，变流装置的放大倍数Ks=40，要求调速指标：D=40，S≤10%，额定转速时的给定电压Unm*=10V。(12分)（1）计算开环系统稳态速降和调速要求所允许的稳态速降；（2）计算所需放大器的放大倍数Kp；正确答案：5、某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机转速单闭环直流调速系统，电动机数据：60kW,220V,305A,1000r/min,Ra=0.1Ω,整流装置内阻Rrec=0.08Ω，变流装置的放大倍数Ks=40，要求调速指标：D=40，S≤10%，额定转速时的给定电压Unm*=10V。（1）试画出系统原理图和静态结构图。（2）计算开环系统稳态速降和调速要求所允许的闭环稳态速降。（3）调整该系统参数，使当Un*=15V时，Id=IN，n=nN，则转速负反馈系数α应该是多少？（4）计算所需放大器的放大倍数Kp；正确答案：解：（1）系统原理图静态结构图（2）（3）（4）可以求得，也可以用粗略算法：6、设控制对象传递函数为:

其中K1=2，T1=0.43s,T2=0.07s,要求利用PI调节器将其分别将其校正成典型Ⅰ和Ⅱ型系统，确定调节器的参数正确答案：典Ⅰ系统：PI调节器传函为令则取：KT=0.5,则K=0.5/0.071.54典Ⅱ系统：近似处理：PI调节器传函为令，则取h=5，则：7、双闭环调速系统的ASR和ACR均为PI调节器，设系统最大给定电压=15V，=1500r/min，=20A，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻=2Ω，=20，=0.127V·min/r，求：（1）当系统稳定运行在=5V，=10A时，系统的、、、和各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，和各为多少？正确答案：8、转速单闭环控制系统采用比例调节器作为转速调节器，系统已知数据如下：电动机：

，

，

，

，

。PWM变换器内阻，PWM变换器的放大倍数。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）试画出系统静态结构图；（2）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；（3）转速反馈系数，调节器放大系数；（4）该系统启动和堵转时电机是否会过流，并分析原因。正确答案：答：（1）系统的原理图如下图所示：系统的稳态结构框图

9、设控制对象的传递函数为：式中，K1=2、T1=0.43s、T2=0.06s、T3=0.01s，用PI调节器分别将其校正成典型Ⅰ型和典型Ⅱ型系统，计算调节器参数。正确答案：典型Ⅰ型：10、有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为，要求校正为典型Ⅱ型系统，在阶跃输入下系统超调量％≤30％（h=8）（按线性系统考虑）。试决定调节器结构，并选择其参数。正确答案：解：应选择PI调节器，校正后系统的开环传递函数对照典型Ⅱ型系统，

σ%=27.2%选h＝8满足设计要求。这样二、单选(每题参考分值2.5分)11、在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度A.

越高

B.

越低

C.

不变

D.

不确定错误:【D】12、在异步电机直接转矩控制系统中，需要控制____________磁链来实现。A.

转子

B.

定子

C.

气隙错误:【B】13、无静差调速系统的调节器中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.

加快动态响应错误:【D】14、比例微分的英文缩写是A.

PI

B.

PD

C.

VR

D.

PID错误:【B】15、带有比例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.

保持原先的值不变错误:【A】16、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.

锯齿波错误:【A】17、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错误:【B】18、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.

强耦合错误:【B】19、转速电流双闭环系统，若速度反馈信号为0，当突加阶跃给定电压后，电动机在空载启动过程中，电动机的电流Id基本上按________规律变化?A.

线性增长

B.

线性减少

C.

保持Idm值

D.

保持为0错误:【C】20、要使异步电机在整个调速过程中的机械特性硬度最高，必须保证____________为恒值。A.

Eg/ω1

B.

Er/ω1

C.

Es/ω1

D.

Us/ω1错误:【B】21、常用的数字滤波方法不包括A.

算术平均值滤波

B.

中值滤波

C.

中值平均滤波

D.

中值平均滤波错误:【D】22、转速电流双闭环V-M系统空载起动过程中，电动机的转速基本上按________规律变化?A.

线性增长

B.

线性减少

C.

转速超调

D.

转速调节错误:【A】23、按转子磁场定向和矢量控制变频调速成系统中，在（）条件下，有电动机转矩与定子电流转矩分量成正比的关系。A.

气隙磁通恒定;

B.

转子电流恒定;

C.

转子磁链恒定;

D.

定子电流恒定错误:【C】24、在转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统中，必须保持______恒定，来实现通过控制转差频率来控制转矩的目的。A.

定子磁通Φms

B.

气隙磁通

C.

转子磁通Φmr错误:【B】25、在异步电机矢量控制系统中，在进行三相静止坐标到dq坐标的变换时，需要用到（）：A.

转子磁链角

B.

定子磁链角

C.

转子角位移θ错误:【A】26、在变频调速系统中，采用直接转矩控制时，是按（）进行控制的？A.

转子磁链

B.

定子磁链

C.

气隙磁通错误:【B】27、转速电流双闭环系统，若速度反馈信号为0，当突加阶跃给定电压后，电动机在空载启动过程中，电动机的电流Id基本上按________规律变化?A.

线性增长

B.

线性减少

C.

基本保持Idm值

D.

保持为0错误:【C】28、转速单闭环无静差调速系统，如果系统发生①给定电压由于稳压电源性能不好而不稳定；②运算放大器产生零飘；③测速发电机电压与转速呈非线性关系；④电网电压波动；问系统能够不具有无静差性能的是__________。A.

①③

B.

①②③

C.

①③④

D.

②④错误:【A】29、在svpwm模式中，利用相邻的两个有效工作矢量，可以合成任意的期望输出电压矢量，使磁链轨迹（）？A.

正六边形

B.

圆形

C.

接近于圆形错误:【C】30、转速单闭环无静差调速系统，如果系统发生①给定电压由于稳压电源性能不好而不稳定；②运算放大器产生零飘；③测速发电机电压与转速呈非线性关系；④反馈电容有漏电流；问系统能够保证具有无静差性能的是__________。A.

①②

B.

①

C.

①③④

D.

②错误:【D】31、在磁链控制上，直接转矩控制系统控制（）A.

转子磁链

B.

定子磁链

C.

定子、转子总磁链错误:【B】32、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.

转速调节错误:【A】33、无环流逻辑控制器中设置封锁延时的目的是防止___________。A.

形成环流通路

B.

逆变失败

C.

同时为“1”D动态环流错误:【B】34、在转速负反馈单闭环有静差系统中，在一定负载下稳定运行时突增负载后又进入新的稳定运行状态，晶闸管装置的输出电压的变化Ud________；转速n________。A.

增大减小

B.

减小恢复原值

C.

减小增加

D.

增加增加错误:【A】35、V-M系统表示（）A.

直流调速系统

B.

交流调速系统

C.

晶闸管－电动机系统错误:【C】36、转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是A.

ACR

B.

AVR

C.

ASR

D.

ATR错误:【A】37、采用α=β配合控制可逆V-M调速系统中，正向制动停车时正组最先经过（）阶段？A.

整流

B.

逆变

C.

待整流

D.

待逆变错误:【B】38、SPWM逆变器产生（）。A.

正弦波等效的一系列等幅等宽的矩形脉冲波形。

B.

正弦波等效的一系列不等幅不等宽的矩形脉冲波形。

C.

正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形。错误:【C】39、双闭环直流调速系统的起动过程中不包括A.

转速调节阶段

B.

电流上升阶段

C.

恒流升速阶段

D.

电流下降阶段错误:【D】40、SVPWM中用相邻的两个有效工作矢量，可合成任意的期望输出电压矢量，使磁链轨迹____。A.

圆

B.

不规则变化

C.

正六边形

D.

接近于圆错误:【D】41、在异步电机矢量控制系统中，当三相坐标变换到MT轴旋转坐标时（）。A.

需要转子磁链角参数

B.

需要定子磁链角参数

C.

气隙磁通为控制对象错误:【A】42、控制系统能够正常运行的首要条件是A.

抗扰性

B.

稳定性

C.

快速性

D.

准确性错误:【B】43、交流电动机变压调速方法属转差功率（）调速。A.

消耗型;

B.

回馈型

C.

不变型;

D.

不存在型错误:【A】44、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.

饱和线性控制错误:【D】45、下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是A.

降电压调速

B.

变极对数调速

C.

变压变频调速

D.

转子串电阻调速错误:【C】46、可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是A.

比例控制

B.

积分控制

C.

微分控制

D.

比例微分控制错误:【B】47、下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是A.

降电压调速

B.

串级