广石化2014-2015运动控制试卷A答卷

1、班级(由学生填写):姓名：学号：命题：考试：批准：-稠密。(答案不能超过密封线)2014-2015学年学期运动控制系统学科试题卷一(答题纸)使用类别：测试电话：标题号一个二三四五六七八九总分得分审查员首先，填空： (每空0.5分，共20分)1.DC电机有三种调速方式：(降压调速)、(弱磁调速)和(能耗调速)。2.异步电动机常用的调速方法有六种：(降压调速)、(差动离合器调速)、(转子串联电阻调速)、(绕线转子电机串级调速和双馈电机调速)、(变对数调速)和(变电压变频调速)。其中，转差不变量有：(变对数调速)和(变电压变频调速)，只有(变电压变频调速)被广泛使用，才能构成高动态性能的交流调速系统

2、。3.对于SPWM逆变器，SPWM是指(正弦波脉宽调制)，取(正弦波)作为逆变器输出的预期波形。SPWM波调制时，调制波为(与期望波频率相同的正弦波)，载波为频率远高于期望波的等腰三角波，SPWM逆变器的控制方式为(同步调制)、(异步调制)和(混合调制)。4.在速度和电流双闭环调速系统中，当电网波动时，电流调节器起主要作用；在负载扰动的情况下，(速度ASR)调节器起主要作用。5.对于异步电动机的变压变频调速，必须同时按比例控制(定子电压和定子频率)，以保持(气隙磁通)在基频以下不变，并在低频时提高电压进行补偿(阻抗压降)。低于基频的调速属于(恒转矩调速)；但在基频以上，由于电压不能升高，磁通量

3、只能通过升高(定子频率)来强制减弱，这相当于DC电机的情况(弱磁加速)，基频以上的调速属于(恒功率)调速。6.速度电流双闭环DC调速系统具有快速启动的原因是在启动过程中提供了ASR调节器(给定最大电流)和ACR调节器(最大保持电流)的输出，使系统启动最快。7.控制系统的动态性能指标是指以下指标和抗干扰指标，而速度控制系统的动态指标通常是(抗干扰指标)。8.为了在固定线圈中产生旋转磁场，电源需要在(相位)和(空间)上有角度差。9、为了使异步电动机调速具有高动态性能，其动态模型的控制可按(转子磁链)定向矢量控制系统，此外，它还可以通过定子磁链(直接转矩)控制系统。10.在矢量控制系统中，控制电源可

4、以产生八个电压矢量，其中有(6)个有效矢量，另一个矢量称为(零矢量)。11.交流电流在三相坐标系中产生的旋转磁场可以等效为(静止两相)坐标系中的交流电流或(旋转两相)坐标系中的DC电流。12.同步电动机的调速方法可分为两种：(自控)和(自控)。二、问答： (每题5分，共30分)1.为什么说带比例调节器的速度控制系统是静态差的速度控制系统？什么样的调节器可以实现无静差、系统响应快的速度控制系统？写出速度控制系统的传递函数。回答：比例调节器只放大输入偏差信号。只有当偏差不为零时，即当给定值不等于输出时，比例调节器才使用输出。因此，当系统稳定时，输出与给定值之间存在差异，即存在静态误差调整系统。仅通

5、过使用比例积分调节器2.闭环系统的典型特征是什么？不可逆单闭环速度控制系统能抑制哪些干扰？系统能否抑制速度反馈系数变化带来的影响，回答：(1)遵循给定的，(2)抑制前向信道干扰，以及(3)系统精度依赖性和反馈不可逆单闭环调速系统可以抑制(1)电源，(2)负载，(3)调节器参数的变化。反馈系数变化的影响无法抑制。班级(由学生填写):姓名：学号：命题：考试：批准：-稠密。(答案不能超过密封线)3.在DC双闭环不可逆调速系统的启动过程中，两个调节器的主要功能是什么？答：电流调节器主要控制电流的恒流加速。跟随当前给定的信号。速度调节器主要跟随给定的速度并克服负载扰动4.什么是空间电压矢量控制技术，它的

6、控制目的是什么？写出两者之间的关系？(5分)答：根据交流电机的三相对称绕组在空间上相互成120度角，三相绕组的电压通过开关器件改变，可以合成八个空间电压，它们就是电压矢量。其基本目的是控制电机磁链。原理是当转速不太低时，阻力可以忽略。然后，5.异步电动机的原始动态模型的本质是什么？将它等效为DC电机需要什么样的坐标变换，并写出相应的变换公式？(5分)答：异步电动机的原始动态模型是高度耦合、高阶和非线性的。有必要将三相坐标转换成静止的两相坐标，并将两相静止坐标转换成两相旋转坐标：6.什么是无刷DC电机？请画出它与DC电源的主电路连接示意图。(5分)答：无刷DC电机是指梯形波永磁同步电机。3M三.

7、证明问题(10分)在单速闭环系统中，根据需要，开环静态误差率sk等于闭环静态误差率sb，即sk=sb，而闭环调速范围为Dcl，开环调速范围为Dop。事实证明：Dcl=(1 K)Dop，其中K=kpk/Ce(10分)证书：第四，分析计算题(共40分)(答案可以写在后面的答题卡上)电机参数为：=3.7KW，=220V，=20A，=1000r/min，电枢电路总电阻为r=1.5。假设它=10V，电枢电路的最大电流为=50A。电力电子放大系数Ks=50。1.制作速度和电流双闭环调速系统的动态结构图(10分)2.系统启动时电流和速度的动态波形。3.稳定运行和突加负荷后系统的调整过程。(可以用物理量符号来表示，例如：)4.当ACR和ASR是PI调节器时。试着问：(12分)(1)电流反馈系数；(2)速度反馈系数；(3)当电机锁定在最高速度时，此时给出DC电压和电流、电流反馈和电流控制器的输出。5.采用V-M系统，系统要求电流过冲% 5%，抗负载扰动能力好。请设计ASR和ACR调节器。(