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第一章闭环控制的直流调速系统

第一节可控直流电源—电动机系统——暨直流驱动单元

1．对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以（调节电枢供电电压）的方式为最好。改变（电阻）只能有级调速；减弱（磁通）虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。

因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。

2．调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。

3．常用的可控直流电源有以下三种：

? 旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。 ? 静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。

? 直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。

4．简称为G-M 的系统，具有四象限连续运行的功能，国际上通称Ward-Leonard 系统。 5．晶闸管-电动机调速系统（简称V-M 系统），图中VT 是晶闸管可控整流器，通过调节触发装置 GT 的控制电压 U c 来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压U do ，从而实现平滑调速。

6．用触发脉冲的相位角（控制角）α 控制整流电压的平均值U d0是晶闸管整流器的特点。U d0

与触发脉冲相位角（控制角） α 的关系因整流电路的形式而异；不同整流电路的整流电压值

7．在V-M 系统中，脉动电流会产生脉动的转矩，对生产机械不利，同时也增加电机的发热。为了避免或减轻这种影响，须采用抑制电流脉动的措施，主要是：

? 设置平波电抗器； ? 增加整流电路相数； ? 采用多重化技术。 8．平波电抗器的计算

? 单相桥式全控整流电路min

.2d I U L = ? 三相半波整流电路min

.1d I U L = ? 三相桥式整流电路min

693

.0d I U L = 9．晶闸管触发与整流装置动态结构：考虑到 T s 很小，可忽略高次项，则传递函数便近似成一阶惯性环节

整流电路单相全波三相半波

三相全波

六相半波

U m 22U * 22U 26U 22U

m 2

3 6 6

U d0

αcos 9.02U

αcos 17.12U αcos 34.22U αcos 35.12U

)()()(+??==

s T K s U s U s W S S ct do S

9．脉冲宽度调制（PWM ）变换器的作用是：用PWM 调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、幅值一定、宽度可变的脉冲电压系列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速。

10．采用脉冲宽度调制（PWM ）的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器——直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，即直流PWM —M 调速系统

11．可逆PWM 变换器——直流电动机的主电路有多种形式，最常用的是桥式，也称为H 形主电路。

12．H 形主电路的PWM —M 系统，电路中A 、B 两点间电压的极性随开关器件栅极驱动电压极性的变化而改变，其控制方式有双极式、单极式、受限单极式等多种，现代最常用的是双极式控制的可逆PWM 变换器—电动机系统。

13．双极式控制可逆PWM 变换器的输出平均电压为

2)12(-===-=--=

ργγ

则：设调压系数：如果设占空比：S do on

S on S on S on do U U

T t U T

t U T t T U T t U 14．双极式控制可逆PWM 变换器—电动机系统即PWM ——M 系统调速时， ρ 的可调范围为0~1， –1<γ <+1。 ? 当ρ >0.5时， γ 为正，电机正转； ? 当ρ <0.5时， γ 为负，电机反转； ? 当ρ = 0.5时， γ = 0 ，电机停止。

15．双极式控制方式的不足之处是：在工作过程中，4个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，而且在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间应设置逻辑延时环节。

16．对于PWM 变换器—电动机系统中的滤波电容，其作用除滤波外，还有当电机制动时吸收运行系统动能的作用。由于直流电源靠二极管整流器供电，电机制动时不可能回馈电能，只好对滤波电容充电，这将使电容两端电压升高，称作“泵升电压”

电力电子器件的耐压限制着最高泵升电压，因此电容量就不可能很小，一般几千瓦的调速系统所需的电容量达到数千微法。

在大容量或负载有较大惯量的系统中，为了限制电容器过高的泵升电压，这时，可以采用下图中的镇流电阻R b 来消耗掉部分动能。分流电路靠开关器件 VTb 在泵升电压达到允许数值时接通。

整流电路形式最大失控时间 T smax （ms ）平均失控时间 T s （ms ）单相半波单相桥式（全波）

三相半波三相桥式、六相半波

20 10 6.67 3.33 10 5 3.33 1.67

第二节单闭环直流调速系统

17．对于调速系统的转速控制的基本要求有以下三个方面

（1）调速——在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（有级）或平滑地（无级）调节转速；

（2）稳速——以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量；

（3）加、减速——频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起，制动尽量平稳。

18．某直流调速系统电动机额定转速为1430 r/min ，额定速降 ?n N = 115r/min ，当要求静差率30%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率20%，则调速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？

解：

35701153

014301%30。。。）（时：要求=??=-??=

=S n S n D S N N

13801152

014301%20。。。）（时：要求=??=-??=

=S n S n D S N

%6444460115

101430115

1010。。时，静差率：希望==?+?=??+??=

=N N N n D n n D S D

19．[2-2；1。4]调速系统的调速范围是1000~100 r/min ，要求静差率S =2%，那麽系统允许的稳态转速降是多少？

解：

ｒ／ｍｉｎ

。）（则：；根据给定条件：041298102

1000110100

1000

=??=-?=?==

S D S n n D N N

20．[2-3；1。5] 某一调速系统，在额定负载下，最高转速为n 0max =1500r/min ，最低转速为 n 0min =150r/min ，带额定负载时的速度降落m in /15r n N =?，且在不同转速下额定速降不变，试问系统的调速范围有多大？系统的静差率是多少？

解：

101015

1114851511%1010150

1115

15015

1500max 0min 0min 0max 0==?+?=??+?-??====?=

=--=?-?-=

。）（或：；。根据静差率的定义，；

根据给定条件，N N N N N N n D n n n D S n n S n n n n D

21．[2-4；1。6] 直流电动机：

m in /1430,023.0,378,220,74r n R A I V U kW P N a N N N =Ω====

晶闸管整流器内阻Ω=022.0S R

系统采用降压调速，当生产机械要求静差率S =20%，求系统的调速范围有多大？如果要求静差率S =30%，则系统的调速范围又有多大？

解：

57011530

1430%301

38011520

1430%2011151477

0045

0378/1477014300230378220。；要求。；要求）

（。。。。速度降落：

首先求取额定负载下的=??===??=

=-??=

=?=?=

?=?-=-=∑D S D S S n S

n D rpm C R I n rpm

V n R I U C N N e N Nop N a N N e

22---1．[例题]

某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，其额定数据如下：60kW 、220V 、

305A 、1000r/min ，采用V-M 系统，主电路总电阻Ω=∑18.0R ，电动机电动势系数rpm V Ce /2.0=。如果要求调速范围 D = 20，静差率5%，采用开环调速能否满足？若要满足这个要求，系统的额定速降最多能有多少？

解：

min

/63295

205

10001%

808.06490

5490

5.2742010005.274202019

.0955.27451000%515.2742

018

0305/20r S D S n n n D n n D S D D S S n S n D rpm C R I n rpm C N cl N N N N N N e N Nop e 。）（要求反馈：，满足这个要求需要负开环系统不能满足要求则要求；要求）

（。。。速度降落：首先求取额定负载下的=??=-??=

?===?+?=??+??===??==-??=

=?=?=?=∑

22---2。[2-5；1.7] 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，采用V-M 系统，已知电动机额定数据如下：

Ω======∑180/2.0m in;/1000,305,220,60。；R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N 。求：

⑴ 当电流连续时，在额定负载下的转速降落

⑵ 开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率

⑶ 额定负载下的转速降落为多少，才能满足D = 20，静差率S ≤5%的要求解：

min

/63295

205

10001%52121505

274100052745.2742

018

0305/200r S D S n n ⑶n n n n n ⑵S rpm C R I n ⑴rpm

C N cl N N N N N N e N Nop e 。）（要求馈：

满足这个要求需要负反。。。。。。。速度降落：首先求取额定负载下的=??=-??=

?==+=?+?=?=

=?=?=?=∑ 22---3。[尔例2-1——2-2] 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，采用V-M 系统，

已知电动机额定数据如下：

Ω======∑180/2.0m in;/1000,305,220,60。；R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N 。

且已知晶闸管与触发装置的放大倍数，30=S K 转速负反馈系数rpm V /015.0=α

为满足D = 20，静差率S ≤5%的要求：⑴ 开环系统能否满足要求？⑵ 接成转速负反馈单闭环系统，为满足要求，计算放大器的电压放大系数！

解：

94.45015

.0302

.04.1034

.103163

.25.2741min

/63。295

205

1000）1（要求馈：

满足这个要求需要负反%5%5。21215。05

。27410005。2745.2742

。018

。0305/2。0速度降落：首先求取额先求取额定0=??=?=

=-=-??=

=??=-??=??==+=?+?=?=

=?=?=?=--∑αS e P cl

N op N N cl N N N N N N e N Nop e K KC K n n K r S D S n n ⑶n n n n n ⑵S rpm C R I n ⑴rpm

C 不能满能满足

22---4。[尔例2-1——2-2——2-3] 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，采用V-M 系统，已知电动机额定数据如下：

Ω======∑180/2.0m in;/1000,305,220,60。；R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N 。

且已知晶闸管与触发装置采用三相桥式电路，放大倍数，30=S K 转速负反馈系数

rpm V /015.0=α，电枢回路总电感m H 6.21=∑L ，整个系统的飞轮惯量22Nm 78=GD

为满足D = 20，静差率S ≤5%的要求： (1) 开环系统能否满足要求？

(2) 接成转速负反馈单闭环系统，为满足要求，计算放大器的电压放大系数！ (3) 判断系统的稳定性解：

K T T T T T T K s T s C R GD T s R L T K KC K n n K r S D S n n n n n n n S rpm C R I n rpm C cr l S l m S m cr S e m l S e P cl N op N N cl N N N N N N e N Nop e ?=++=++===???=?====

=??=?=

=-=-??==??=-??=??==+=?+?=?=

=?=?=?=∑∑∑--∑67012

.000167.0012.0098.000167.0098.000167.0098.02.055.937518.07855.9375012.018

.000216.0)4(94.45015

.0302

.04.1034

.103163.25.2741min

/63。295

205

1000）1（要求馈：

满足这个要求需要负反)3(不能满能满足

%5%5。21215。05

。27410005。274)2(5.2742

。018

。0305)1(/2。0速度降落：首先求取额先求取额定2

220判断系统断系统的α

22---5。[参李]已知转速负反馈单闭环系统参数：电动机额定数据：

Ω======∑10/12.0m in;/1750,226,220,45。；R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N 。

且已知晶闸管与触发装置采用三相桥式电路，放大倍数，36=S K 转速负反馈系数

rpm V /006.0=α，为满足D = 10，静差率S ≤0。05%的要求，进行静态计算：Kop 、Kp 。

解：

817

.1012

.0/006.03647

.19/47.1912

.933

.188133

.18812

.01.02262.995.01005

.01750)1(=?=

=-=-??==?=?=?=??=-?=?--∑--e

S P cl

N op N op e N op N N cl N C K K

K n n K C R I n rpm

s D s n n α

23．根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。

调速系统中由负载引起的的转速降落是转速偏差，显然，引入转速闭环负反馈将使调速系统应该能够大大减少转速降落。

24．闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是，须增设电压放大器以及检测与反馈装置。

25．在反馈控制的闭环直流调速系统中，与电动机同轴安装一台测速发电机 TG ，从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压U n ，与给定电压 U *n 相比较后，得到转速偏差电压 ?U n ，经过放大器 A ，产生电力电子变换器UPE 的控制电压U c ，用以控制电动机转速 n 。

26．转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中各环节的稳态关系如下：

U C R I U C E n U K U U K U U U U fn e

dL d e a ct S d n P ct fn

n n ?=?-==?=??=-=?∑

α测速反馈环节：：调速系统开环机械特性可控调压装置：—调节器：—放大器电压比较环节：00*

27．转速负反馈单闭环有静差直流调速系统的静特性方程式

cl e S P e dL e S P e n S P n n C K K C R I C K K C U K K n ?-=+?-

+=∑

)/1()/1(αα

S P OP Ncl cl OP e N OP e nm S P Ncl

C K K K n n K C R I K C U K K n /)

1()1(0*

α=?-=+?-

+=∑

28．闭环系统静性可以比开环系统机械特性硬得多

OP cl OP

cl Ncl Nop OP OP

Nop Ncl D K D K S S n n K K n n )1(11

;

1+=+=

-??=+?=?

29．采用比例放大器（调节器），使得闭环系统的开环放大系数K OP 值越大，系统的稳态性能越好。然而，K O p =常数，稳态速差就只能减小，却不可能消除。只有 K OP = ∞，才能使 ?n c l = 0，而这是不可能的。因此，这样的调速系统叫做有静差调速系统。实际上，这种系统正是依靠被调量的偏差进行控制的。

30．系统中，除给定信号外，作用在控制系统各环节上的一切会引起输出量变化的因素都叫做“扰动作用”。

30-1．[2-7；2。1] 转速闭环调速系统的调速范围是1500~150 r/min ，要求静差率S ≤5%，那麽系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大倍数是多少？

解：

.11189.7100189.795105

15001101501500

=-=-??==??=-?=?==

Ncl Nop OP N Ncl n n K S D S n n D ｒ／ｍｉｎ）（则：；根据给定条件：

30-2．[2-7；2。1] 转速闭环调速系统的调速范围是1500~150 r/min ，要求静差率S ≤2%，那

麽系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大倍数是多少？

解：

6797

.31106.3100106.398102

15001101501500

=-=-??==??=-?=?==

Ncl Nop OP N Ncl n n K S D S n n D ｒ／ｍｉｎ）（则：；根据给定条件：

31．为了解决反馈闭环调速系统的起动和堵转时电流过大的问题，系统中必须有自动限制电枢电流的环节。

根据反馈控制原理，要维持哪一个物理量基本不变，就应该引入那个物理量的负反馈。那么，引入电流负反馈，使电流不超过允许值或能够保持设定值而基本不变。

具体实施方案：采用电流截止负反馈或转速-电流双闭环控制系统。

32．对于一个自动控制系统来说，稳定性是它能否正常工作的首要条件，是必须保证的。对于转速负反馈单闭环有静差直流调速系统，存在临界放大系数 K cr,当 K OP ≥ K cr 时，系统将不稳定；

OP l S

l m S m S l S S l m cr K K T T T T T T T T T T T T K ?+

+=?++=2)( 33．[例题] 晶闸管可控整流器供电的V-M 系统。已知数据如下：

电动机：m in /1000,5.0,55,220,10r n R A I V U kW P N a N N N =Ω====

晶闸管可控整流器：三相桥式可控整流电路，整流变压器Y/Y 联结，二次线电压 U 2l = 230V ，

电压放大系数 K S = 44；电枢回路总电阻：R = 1.0Ω；测速发电机：永磁式，额定数据为23.1W ，110V ，0.21A ，1900r/min ；若生产机械要求调速范围D =10，静差率5%，试计算调速系统的稳态参数

解：

rpm C R I n rpm V n R I U C r s D s n n e N Nop N a N N e N Ncl 7.2851925

.01

55/1925.010005.055220min

/26.595

105

1000)1(=?==

?=?-=-==??=-?=?∑

.20/01158

.03.53126

.57

.2851==

==-=

-??=

S OP

P Ncl

Nop OP C K K K ※n n K αα

33-1．[2-9；2。5] 晶闸管可控整流器供电的V-M 系统。已知数据如下：电动机：m in /1500,5.1,5.12,220,2.2r n R A I V U kW P N a N N N =Ω==== 晶闸管可控整流器：内阻Ω=0.1rec R ，电压放大系数 K S = 35；电枢回路电抗电阻：R L = 0。8Ω；

若生产机械要求调速范围D =20，静差率s ≤10%，

⑴ 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； ⑵ 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

⑶ 调整该系统的参数，使得N N d n n n I I V U ===,,15*

时，转速负反馈系数α=？

⑷ 计算放大器的放大倍数

解：

⑴

rpm C R R R I C R I n rpm

V n R I U C e a L rec N e N Nop N a N N e 8.307134

.0)

5.18.01(5.12)(/134.01500

.15.12220=++=++=?=

?=?-=-=

∑

min /33.890

2010

1500)1(r s D s n n N Ncl =??=-?=

⑵

⑵⑵

⑶ 无静差：01.01500

==≈N nm n U α

有静差：

9.35133

.88

.30710097

.01500

159.369.35)1(*=-=

-??=

=?=+≈Ncl

Nop OP N OP nm OP n n K n K U K α

⑷ 36.13134

.0/3501.09

.35/=?==

e S OP P C K K K α

33-2．[2-10；2。6] 晶闸管可控整流器供电的V-M 系统。已知数据如下：电动机：m in /1500,5.1,5.12,220,2.2r n R A I V U kW P N a N N N =Ω==== 晶闸管可控整流器：内阻Ω=0.1rec R ，电压放大系数 K S = 35；电枢回路电抗电阻：R L = 0。8Ω；

若生产机械要求调速范围D =20，静差率s ≤10%，

调整该系统的参数，使得N N d n n n I I V U ===,,15*

时，转速负反馈系数α=0。01

若增设电流截止环节，要求N dcr N dbl I I I I 2.1,2≥≤，应选择多大的比较电压和电流反馈采样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过主回路（原）总电阻的1/3；如果作不到，需要增加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构图，并计算电流反馈放大系数。这时的电流反馈采样电阻和比较电压各为多少？

图1-24 采用转速负反馈的闭环调速系统

- A GT M TG

U tg

U d

I d n

+ - - + U n

?U n

U *

n U c UPE

M T I d

U n U d

U c U n n t

K p

1/C e

U *n U c

?U n E

U d0

U n

+ +

- I d R

- n

K s

※题意要求不明确，题解是多样的………… 首先计算采样电阻：Ω=++=++≤1.1)5.18.01(3

)(31a L rec S R R R R 计算：

1515.15

.12)2.12(15

212.122**

。。。，设，设?Ω

=?-=-==≥=

=≤+=dcr dbl nm S N dcr N S

dcr N

dbl N S

cr nm dbl

I I U R I I I R U I I I I R U U I

加电流放大器：改变电阻R 2的数值即可！

5.11

5.128.015)()

(1515.122.12.111*202

0*2

=??=-=-=+=

+≈

++=

=??====Ω=?∑

S dcr dbl nm S dcr dbl nm S S

dcr nm S cr

nm S S P cr

S P nm S P dbl S N S dcr cr com S R I I U R R R R R I I U R R R R R R I U R R R R R U U R R R R

K K R R U K K U K K I V

R I R I U U R R R 。则：；选择

33-3．[2-9；2。5] 晶闸管可控整流器供电的V-M 系统。已知数据如下：电动机：m in /1500,2.1,5.12,220,2.2r n R A I V U kW P N a N N N =Ω==== 晶闸管可控整流器：内阻Ω=5.1rec R ，电压放大系数 K S = 35；若生产机械要求调速范围D =20，静差率s ≤10%，

⑴ 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； ⑵ 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

⑶ 调整该系统的参数，使得N N d n n n I I V U ===,,15*

时，转速负反馈系数α=？

⑷ 计算放大器的放大倍数解：

⑴

rpm C R R I C R I n rpm

V n R I U C e a rec N e N Nop N a N N e 89.246137

.0)

2.15.1(5.12)(/137.01500

.15.12220=+=+=?=

?=?-=-=

∑

min /33.890

2010

1500)1(r s D s n n N Ncl =??=-?=

⑵

⑵⑵

⑶ 无静差：01.01500

==≈N nm n U α

有静差：

638.28133

.889

.24610097

.01500

15638.29638.28)1(*=-=

-??=

=?=+≈Ncl

Nop OP N OP nm OP n n K n K U K α

⑷ 209.11137

.0/3501.0638

.28/=?==

e S OP P C K K K α

33-4．[童例1-3] 晶闸管可控整流器供电的V-M 系统。已知数据如下：电动机：m in /1500,2,15,220,5.2r n R A I V U kW P N a N N N =Ω==== 晶闸管可控整流器：内阻Ω=1rec R ，电压放大系数 K S = 30；若生产机械要求调速范围D =20，静差率s ≤10%，

⑴ 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； ⑵ 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

图1-24 采用转速负反馈的闭环调速系统

- A GT M TG

U tg

U d

I d n

+ - - + U n

?U n

U *

n U c UPE

M T I d

U n U d

U c U n n t

K p

1/C e

U *n U c

?U n E

U d0

U n

+ +

- I d R

- n

K s

⑶ 调整该系统的参数，使得rpm n I I V U N d n 1000,,20*

===时，转速负反馈系数α=？

⑷ 计算放大器的放大倍数解：

⑴

rpm

C R R I C R I n rpm

V n R I U C e a rec N e N Nop

N a N N e 33.354127.0)12(15)(/127.01500

15220=+=+=?=?=?-=-=

∑

min /33.890

2010

1500)1(r s D s n n N Ncl =??=-?=

⑵

⑵⑵

⑶ 无静差：02.01000

==≈

n U n α 有静差：

54.41133

.833

.3541019529

.01500

3054.4254.41)1(*

=-=

-??=

=?=+≈Ncl

Nop OP N OP nm OP n n K n K U K α

⑷ 79.8127

.0/3002.054

.41/=?==

e S OP P C K K K α

34．[例题] 晶闸管可控整流器供电的V-M 系统。已知数据如下：

电动机：m in /1000,5.0,55,220,10r n R A I V U kW P N a N N N =Ω====

晶闸管可控整流器：三相桥式可控整流电路，整流变压器Y/Y 联结，二次线电压 U 2l = 230V ，电压放大系数 K S = 44；

电枢回路总电阻：R = 1.0Ω；

测速发电机：永磁式，额定数据为23.1W ，110V ，0.21A ，1900r/min ；

系统运动部分的飞轮惯量2

10m N GD ?=

若生产机械要求调速范围D =10，静差率5%，试判断系统的稳定性。解：

图1-24 采用转速负反馈的闭环调速系统

- A GT M TG

U tg

U d

I d n

+ - - + U n

?U n

U *

n U c UPE

M T I d

U n U d

U c U n n t

K p

1/C e

U *n U c

?U n E

U d0

U n

+ +

- I d R

- n

K s

rpm C R I n rpm V n R I U C r s D s n n e N Nop N a N N e N Ncl 7.2851925

.01

55/1925.010005.055220min

/26.595

105

1000)1(=?==?=?-=-==??=-?=?∑

.20/01158

.03.53126

.57

.2851==

==-=

-??=

S OP

P Ncl

Nop OP C K K K ※n n K αα

T s C R GD T s R L T mH I U I U L S e m l N l d P 00167.0075.01925.055.93750.110)/30(375017.00

.1017.073.161

.0553

/230693.0%103/693.0693.02

222min 2==???=?====

=??=??=?=∑∑∑∑π

系统不稳定

--?=++=?++=cr OP l S

l m S m S l S S l m cr K K T T T T T T T T T T T T K 4

.49)(2 35．[例题] IGBT ——PWM —M 转速负反馈单闭环有静差直流调速系统：电动机：m in /1000,5.0,55,220,10r n R A I V U kW P N a N N N =Ω==== 电枢回路参数：mH L R 5,6.0=Ω=∑∑；系统运动部分的飞轮惯量2

10m N GD ?= PWM 变换器：ms T K S S 1.0,44==

若生产机械要求调速范围D =10，静差率5%，试判断系统的稳定性。

解：

rpm C R I n rpm V n R I U C r s D s n n e N Nop N a N N e N Ncl 4.1711925

.06

.055/1925.010005.055220min

/26.595

105

1000)1(=?==

?=?-=-==??=-?=?∑

6.31126

.54

.1711=-=

-??=

Ncl

Nop OP n n K

T s C R GD T s R L T S e m l 0001.0045.01925.055.93756.010)/30(37500833.06

.0005.02

22==???=?====

∑∑∑π 系统稳定

--?=++=?++=cr OP l S

l m S m S l S S l m cr K K T T T T T T T T T T T T K 4

.455)(2 36．[例题] 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，采用V-M 系统，已知电动机额定数据如

下：Ω======∑180/2.0m in;/1000,305,220,60。

；R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N ；要求调速范围 D = 20，静差率5%；接成转速负反馈单闭环有静差直流调速系统，已知：

30,/015.0==S K rpm V α；求解比例放大器的放大系数

解：

min

/63295205

100015.2742

018

0305/20r S D S n n rpm C R I n rpm C N cl N e N Nop e 。）（要求。。。速度降落：

首先求取额定负载下的=??=-??=?=?=?=

?=∑

.0/015.0306

.103/6.103163

.2275

1=?=?==-=

-??=

e S OP P Ncl

Nop OP C K K K n n K α

37．[例题] 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，采用V-M 系统，已知电动机额定数据如

下：Ω======∑180/2.0m in;/1000,305,220,60。

；R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N ；要求调速范围 D = 20，静差率5%；接成转速负反馈单闭环有静差直流调速系统，已知：

30,/015.0==S K rpm V α；

三相桥式电枢回路参数：mH L R 3,18.0=Ω=∑∑；系统运动部分的飞轮惯量2

60m N GD ?= 判断系统的稳定性

解：

min

/63295205

100015.2742

018

0305/20r S D S n n rpm C R I n rpm C N cl N e N Nop e 。）（要求。。。速度降落：首先求取额定负载下的=??=-??=?=?=?=

?=∑

.0/015.0306

.103/6.103163

.2275

1=?=?==-=

-??=e S OP P Ncl

Nop OP C K K K n n K α

T s C R GD T s R L T S e m l 00167.0075.02.055.937518.060)/30(3750167.018

.0003.02

22==???=?====

∑∑∑π 系统不稳定

--?=++=?++=cr OP l S

l m S m S l S S l m cr K K T T T T T T T T T T T T K 4

.49)(2 38．[例题] IGBT ——PWM —M 转速负反馈单闭环有静差直流调速系统，已知电动机额定数据如下：；rpm V C r n A I V U kW P e N N N N /2.0m in;/1000,305,220,60=====

电枢回路参数：mH L R 1,1.0=Ω=∑∑

PWM —M 变换器：kH f K S S 8,44==开关频率。要求调速范围 D = 20，静差率5%，系统能否稳定？在保证系统稳定的最大调速范围？

解：

min

/63295

205

100015.1522

0305/20r S D S n n rpm C R I n rpm C N cl N e N Nop e 。）（要求。。。速度降落：首先求取额定负载下的=??=-??=

?=?=?=

?=∑

57163

.25

.1521=-=

-??=

Ncl

Nop OP n n K

s f T s C R GD T s R L T S S e m l 000125.08000

110419.02.055.93751.060)/30(37501.01

.0001.02

22===

=???=?====

∑∑∑π 系统稳定

--?=++=?++=cr OP l S

l m S m S l S S l m cr K K T T T T T T T T T T T T K 4

.339)(2 117

45.05

1000)1(45.04

.33915

.1521=??=-??=

=+=

+?=?=s n s n D K n n K K Ncl N cl OP

Nop Ncl cr OP

39．自动控制系统伯德图与系统性能的关系：

? 中频段以-20dB/dec 的斜率穿越0dB 线，而且这一斜率覆盖足够的频带宽度，则系统的稳定性好；

? 截止频率（或称剪切频率）越高，则系统的快速性越好； ? 低频段的斜率陡、增益高，说明系统的稳态精度高；

? 高频段衰减越快，即高频特性负分贝值越低，说明系统抗高频噪声干扰的能力越强。 40．采用比例（P ）放大器控制的直流调速系统，可使系统稳定，并有一定的稳定裕度，同时还能满足一定的稳态精度指标。

带比例放大器的反馈控制闭环调速系统是有静差的调速系统。

采用积分（I ）调节器或比例积分（PI ）调节器代替比例放大器，构成无静差调速系统。 41．采用P 放大器控制的有静差的调速系统，K p 越大，系统精度越高；但 K p 过大，将降低系统稳定性，使系统动态不稳定。

42．采用积分调节器，当转速在稳态时达到与给定转速一致，系统仍有控制信号，保持系统稳定运行，实现无静差调速。

43．采用转速负反馈和PI 调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起、制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要

44．限流保护——电流截止负反馈

为了解决单闭环负反馈调速系统的起动和堵转时电流过大的问题，系统中必须有自动限制电枢电流的环节。

根据反馈控制原理，要维持哪一个物理量基本不变，就应该引入那个物理量的负反馈。那么，引入电流负反馈，就应该能够保持电流基本不变，使它不超过允许值。

? 仅采用电流负反馈，不要转速负反馈：这种系统的静特性如图中B 线，特性很陡。显然仅对起动有利，对稳态运行不利。

考虑到，限流作用只需在起动和堵转时起作用，正常运行时应让电流自由地随着负载增减。如果采用某种方法，当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。这些方法之一：叫做电流截止负反馈，简称截流反馈。

⑴ 电枢回路串电流采样电阻的电路，起静态结构图：

电流负反馈被截止时

)

1()1(0

OP e d OP e n S P fi K C R I K C U K K n U +-

+==∑

电流负反馈没有被截止时

)

1()()1(*

OP e d

S S P op e com n S P K C I R R K K K C U U K K n ++-

++=∑ 启动电流——即堵转电流

dcr dbl dcr

cr S

nm dcr

dbl s dcr VZ cr com S

com nm dbl

S S P S S P com nm S P dbl

I I I U U R U I I R I U U U R U U I R K K R R R K K U U K K I -==-∴===+≈

??++=

∑∑

***

)(

⑵ 电枢回路不串电流采样电阻的电路，其静态结构图：

电流负反馈被截止时

)

1()1(0

OP e d OP e n S P fi K C R I K C U K K n U +-

+==∑

电流负反馈没有被截止时

)

1()()1(2

020*

OP e d S P OP e com n S P K C I R R R

K K K C U R R U K K n ++-

∑β 启动——堵转电流

2020*2

)()(R R I I I U U R R U I I I U U U R R R R I U R R U R R U I R K K R R R R K K U R R U K K I dcr dbl

dcr

nm dcr dbl dcr VZ cr com dcr nm com nm dbl S

S P S P com nm S P dbl -==

-∴===+=

≈

??++

∑∑ββββββ

45-1．即：33-2．[2-10；2。6] 晶闸管可控整流器供电的V-M 系统。已知数据如下：电动机：m in /1500,5.1,5.12,220,2.2r n R A I V U kW P N a N N N =Ω====，晶闸管可控整流器：内阻Ω=0.1rec R ，电压放大系数 K S = 35；电枢回路电抗电阻：R L = 0。8Ω；若生产机械要

求调速范围D =20，静差率s ≤10%，调整该系统的参数，使得N N dL nm n n I I V U ===,,15*

时，转速

负反馈系数α=0。01；若增设电流截止环节，要求N dcr N dbl I I I I 2.1,2≥≤，应选择多大的比较电压和电流反馈采样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过原主回路总电阻的1/3；如果作不到，需要增加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构图，并计算电流反馈放大系数。这时的电流反馈采样电阻和比较电压各为多少？

首先计算：Ω=++=++≤1.1)5.18.01(3

)(31a L rec S R R R R 计算：

1515.15

.12)2.12(15

212.122**

。。。，设，设?Ω

=?-=-==≥=

=≤+=dcr dbl nm S N dcr N S

dcr N

dbl N S

cr nm dbl

I I U R I I I R U I I I I R U U I

加电流放大器

运动控制系统思考题课后习题答案完整版

思考题答案 1.1直流电动机有哪几种调速方式？各有那些特点？答：a改变电枢回路电阻调速法外加电阻Radd的阻值越大，机械特性的斜率就越大，相同转矩下电动机的转速越低b减弱磁通调速法减弱磁通只能在额定转速以上的范围内调节转速c调节电枢电压调速法调节电枢电压调速所得的人为机械特性与电动机的固有机械特性平行，转速的稳定性好，能在基速以下实现平滑调速。 1.2为什么直流PWM变换器-电动机系统比相控整流器-电动机系统能够获得更好的动态性能？答：a PWM变换器简单来讲调节的是脉冲串的宽度，直流成分没有受到破坏，也就是说其最大值=峰值是不变的，变的是平均值； b 相控整流，是由交流整流得到的直流，虽然也是平均值在变，但是其最大值、峰值也是随着导通角的大小时刻在变，且导通角越小波形的畸变越严重。从而影响了电机的输出特性。答：直流PWM变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM变换器的时间常数Ts 等于其IGBT控制脉冲周期（1/fc），晶闸管整流装置的时间常数Ts通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc通常为kHz级，而f通常为工频（50或60Hz）为一周内），m整流电压的脉波数，通常也不会超过20直流PWM变换器间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 1.4简述直流PWM 变换器电路的基本结构。答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 1.5 答：不会

运动控制系统期末复习试题[直流部分]

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。 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，当时，输出平均电压为正，要使输出平均电压为负，应使。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。 A 0.25 B 0.5 C 0.75 D 1.0 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。 A Ⅰ PI B Ⅱ PI C Ⅰ P D Ⅱ P 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晶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？

运动控制系统试卷-答案全

一、选择填空：（每空2分、共20分） 1、一个调速系统的调速范围，是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案：（ 1 ）１)最低速；２)最高速；３)平均速；４)不能确定； 2、闭环调速系统可以获得比开环调速系统的稳态特性。答案：（ 2 ）１）硬得不多；２）硬得多；３）软得多；４）软得不多； 3、无静差调速系统的最高转速n max，最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案：（ 2 ）１）n max/U*nmax２）U*nmax/n max ３）n max×U*nmax４）不确定 4、反并联无环流配合控制的条件是答案：（ 4 ）１）α＋β＝240o２）α＋β＝300o ３）α＋β＝360o 4）α＋β＝180o 5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时，。答案：（ 4 ）１）正、反组同时封锁；２）封锁正组开放反组；３）正、反组同时开放；４）封锁反组开放正组； 6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波，它是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压波形是。答案：（ 3 ）１）锯齿波；２）正弦波３）矩形波；４）不能确定； 7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波，它是一个相当于一个恒流源，输出交流电流波形是。答案：（ 1 ）１）矩形波；２）正弦波３）锯齿波；４）不能确定；

8、SPWM变频器中，如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做方式。答：（ 3 ）１）多极性控制；２）双极性控制；３）单极性控制；４）没用定义 9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案：（ 2 ）１）磁场；２）转矩；３）转速；４）转差率； 10、矢量控制系统是控制系统。答案：（ 2 ）１）静止坐标；２）旋转坐标；３）极坐标；４）不能确定；二、什么是有静差闭环调速系统怎样减少静差什么是无静差闭环调速系统怎样实现（12分）答：系统在稳态时，需要一定的速度偏差来维持的速度控制系统为有静差调速系统。减少静差的方法是提高系统的开环放大倍数，但不能消除静差。系统在稳态时，不需要速度偏差来维持的速度控制闭环调速系统为无静差系统。实现的办法是通过采用积分环节或比例积分环节。三、简述双闭环调速系统在电机起动时两个调节器的工作过程及工作状态。在双闭环调速系统时，电流环按几型系统设计速度环又按几型系统设计（12分）答: 双闭环调速系统在电机起动过程中转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况：1.起动初始阶段：由于速度调节器的输入偏差电压比较大，比例积分环节很快进入饱和状态，速度环开环，电机以最大电流起动，此时电机转速变化不大，电流调节器ACR 一般不饱和。2.恒流升速阶段：起动过程中的主要阶段，此时速度调节器一直处于饱和状态，速度环开环，为了保证电流环的主要调节作用，在起动过程中电流调节器不饱和。电机以最大电流加速，

电力拖动自动控制系统期末考试复习资料

电力拖动自动控制系统复习（14电气工程本）一．题型填空（20）、选择（10）、简答（30）、计算（40）二．各章节内容提要（一）绪论——基本概念 1.运动控制系统的组成（电动机、功率放大与变换装置、控制器、相应的传感器）【P1】【填空】 2.直流电机的数学模型简单，转矩易于控制。交流电机具有结构简单等优点，但其动态数学模型具有非线性多变量强耦合的性质。【P3】【填空】 3.转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。【P5】【填空】 4.典型的生产机械负载转矩特性主要包含恒转矩负载特性、恒功率负载特性、风机与泵类负载特性。【P5】【填空】（二）第2章 1．基本概念（1）直流调速转速公式、方法。【P7】【填空】公式：方法：1）调节电枢供电电压U； 2）减弱励磁磁通； 3）改变电枢回路电阻R （2）可控直流电源（G-M系统、V-M系统、PWM变换器）【P9】【填空】（3）增设平波电抗器来抑制电流脉动，总电感量的计算。【P12】【选择题】三相桥式三相半波单相桥式（4）失控时间的选择【p15】【选择题】整流电路形式最大失控时间单相半波20 10 单相桥式（全波）10 5 三相半波 6.67 3.33 三相桥式 3.33 1.67 ★★★★（5）PWM调速系统的优越性表现【p16】【简答题】 ○1主电路简单，需要的电力电子器件少；

○2开关频率高，电路容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小； ○3低速性能好，稳速精度高，调速范围宽； ○4若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； ○5电力电子器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； ○6直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高（6）不可逆PWM系统中，γ与ρ的关系。【P17】 γ=ρ （7）泵升电压【P20】【填空题】对滤波电容充电的结果造成直流侧电压升高（8）调速系统的稳态性能指标S与D及相互之间的关系。【P21-22】【填空题】 ○1——额定负载时的最高和最低转速 => ○2最低速 => 空载转速 ○3例： ★★★★（9）开环系统与闭环系统比较（4点结论）【P29-30】【简答题】 ○1闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多。 ○2闭环系统的静差率要比开环系统小得多。 ○3当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。 ○4要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。 ★★★★（10）闭环系统能减少稳态转速降的实质问题是什么？结合图形分析【P31】【简答题】闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。（11）反馈控制规律（3点）【P31】【简答题】 ○1比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统 ○2反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定 ○3系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度

运动控制系统思考题和课后习题答案

第2章 2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。 2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：脉动直流电压。 2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能？答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流 PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。 2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。 2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？答：不是。因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。2-8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿。应合理选择滤波电容的容量，或采用泵升电压限制电路。 2-9 在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负载增加而降低？答：负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，并且在减速过程中，反电动势减小，于是电枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与负载转矩平衡，电机不再减速，保持稳定。故负载增加，稳态时，电机转速会较增加之前降低。 2-10 静差率和调速范围有何关系？静差率和机械特性硬度是一回事吗？举个例子。答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的，）而机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的。 2-11 调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系？为什么必须同时提才有意义？答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。因为若只考虑减小最小静差率，则在一定静态速降下，允许）的调速范围就小得不能满足要求；而若只考虑增大调速范围，则在一定静态速降下，允许的最小转差率又大得不能满足要求。因此必须同时提才有意义。 2-12 转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节转速反馈系数是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁

运动控制系统练习题

判断题 1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√）4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 5静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ） 7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k的大小并非仅取决于速度定 U g*的大小。（√） 8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（Ⅹ） 9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ） 10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√） 11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√） 13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ） 14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 15 闭环系统可以改造控制对象。（√） 16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。 17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（√） 18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（Ⅹ） 19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（√） 20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（√）选择题 1．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 2．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率A．越小B．越大C．不变D．不确定3．下列异步电动机调速方法属于转差功率不变型的调速系统是 A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速4．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5．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6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳态精度 A．越高B．越低C．不变D．不确定8．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 9．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

运动控制系统课后习题答案

运动控制系统课后习题答案系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少解：10000.02(100.98) 2.04(1) n n s n rpm D s ?==??=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ?=，且在不同转速下额定速降不变，试问系统能够达到的调速范围有多大系统允许的静差率是多少解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=Ω。相控整流器内阻Rrec=Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-?= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R rpm ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =?-=??-= 某龙门刨床工作台采用 V-M 调速系统。已知直流电动机

电力拖动自动控制系统--运动控制系统第四版复习题考试题目

考试题型及分数分配 1 判断题（20 分，10~20 小题）范围广， 2 选择题（20 分，10~20 小题）内容深，细节区分 3 填空题（10 分，10 小题） 4 设计题（10 分，2 小题） 5 简述题（10 分，2 小题） 6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算 7 分析计算题（20 分，3 小题）直流调速系统一判断题 1 弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（X） 2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（V） 3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（V） 4 直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（V） 5 静差率和机械特性硬度是一回事。（X ） 6 带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（X ） 7 电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k 的大小并非仅取决于速度定U g*的大小。（V） 8 双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（X ） 9 逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（X） 10 可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（V） 11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（X）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（X ） 12a = ^配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（V） 13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（X）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（V）

交直流调速系统期末考试(运动控制系统)资料

交直流调速系统期末考试(运动控制系统)

一．判断题（正确的打√，错误的打×，答案填在题号的前面） 1. （dui ）交 - 直 - 交电压型变频器采用电容滤波，输出交流电压波形是规则矩形波。 2. （错）变频调速效率高，调速范围大，但转速不能平滑调节，是有级调速。 3. （对）有静差调速系统是依靠偏差进行调节的，而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的 4. （错）电动机的机械特性愈硬，则静差度愈大，转速的相对稳定性就愈高。 5. （dui ）转速负反馈调速系统能够有效抑制一切被包围在负反馈环内的扰动作用。 6. （ dui）SPWM 即正弦脉宽调制波形，是指与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列。 7. （cuo ）在一些交流供电的场合，可以采用斩波器来实现交流电动机的调压调速。 8. （错）转速负反馈单闭环无静差调速系统采用比例调节器。 9. （dui ） PWM 型变频器中的逆变器件采用高频、大功率的半控器件。 10. （对）矢量变换控制的实质是利用数学变换把三相交流电动机的定子电流分解成两个分量，一个是用来产生旋转磁动势的励磁电流分量，一个是用来产生电磁转矩的转矩分量。 __________________________________________________

二．填空题 1. 根据公式，交流异步电动机有三种调速方法： ① _调压 __ 调速、②__ 串电阻 __ 调速、③ ___变励磁磁通 _ 调速。 3. IGBT 全称为 __绝缘栅双极晶闸管__ ，GTO 全称为 _门极可关断晶体管__ ， GTR 全称为 _电力晶体管 ______________ 。 4. 异步电动机的变频调速装置，其功能是将电网的恒压恒频交流电变换成变压变频的交流电，对交流电动机供电，实现交流无级调速。三、选择题 1、变频调速中的变频电源是（C ）之间的接口。（A）市电电源（B）交流电机（C）市电电源与交流电机（D）市电电源与交流电源 2、调速系统的调速范围和静差率这两个指标（ B ）。（A）互不相关（B）相互制约（C）相互补充（D）相互平等 3、电压型逆变器的直流端（ D ）。（A）串联大感器（B）串联大电容 __________________________________________________

电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第2-5章

习题解答（供参考） 2.1试分析有制动电流通路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个VT是如何工作的？解：减小控制电压，使U g1 得正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d 降低，使得E>U d，电机流过反向电流，电机进入制动状态。0 t< t on 时，通过二极管VD1续流，在t on t

2.4 直流电动机为P N =74kW, U N =220V，I N =378A，n N =1430r/min， Ra=0.023Ω 。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？ 0.1478 当s=20%时 D n N s 1430 0.2 3.1 n(1 s) 115 (1 0.2) 当s=30%时 D n N s 1430 0.3 5.33 n(1 s) 115 (1 0.3) 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机 P N 60kW,U N 220V , I N 305 A, n N 1000r min ，主电路总电阻R=0.18 Ω ,Ce=0.2V?min/r,求： 1) 当电流连续时，在额定负载下的转速降落n N 为多少？ 2) 开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率S N 多少？ 3) 若要满足D=20,s≤5%的要求，额定负载下的转速降落n N 又为多少? 解：(1) n N I N R 305 0.18 C e 0.2 274.5rpm (2) s N n N 274.5 n 1000 274.5 21.5%

运动控制系统试卷

南京农业大学试题纸 2011学年第一学期课程类型：必修试卷类型：A

基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点，但负载的变化将导致磁通的改变，因此采用定子电流补偿控制，根据定子电流的大小改变定子电压，可保持磁通恒定，从而解决了负载改变的扰动问题。 4. 变频能节能，请说明原因。三．问答（40’） 1. 画出运动控制系统以及组成，并分析各个组成单元的作用？请举例说明实际项目中各个组成部分及其对应关系？ 2. 直流电机的转速公式是什么？通常改变直流电机转速有哪几种方法，各有什么优缺点？可以用强磁的方式来调速吗，为什么？对于调节电枢电压调速，为什么必须在额定电压以下进行调速？答： n=U-IR/KeФ 方法有：1。调节电枢供电电压U；2。减弱励磁磁通Ф；3。改变电枢回路电阻R。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在额定转速以上做小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。对于调节电枢电压调速，必须在额定电压以下进行调速，因为当电枢电压大于额定电压时，电机电线的绝缘层会被烧坏 3．名词解释PWM、SPWM 、CFPWM 、SVPWM。 p.w.m。脉冲宽度调制。：控制逆变器中电力电子器件的开通或关断，输出电压为幅值相等，宽度为按一定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替期望的输出电压。 s.p.w.m。正弦脉冲调制。：以频率与期望的输出电压波形相同的正弦波作为调制波，以频率比期望高的多的等腰三角波作为载波，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

运动控制系统课后答案

习题解答（供参考）习题二 2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n s n rpm D s ?==??=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 。 2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落 15min N n r ?=，且在不同转速下额定速降不变，统允许的静差率是多少？解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511 D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?==

2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-?= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R rpm ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =?-=??-= 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V ?min/r,求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ?为多少？（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？（3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ?又为多少? 解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ?=?=?=

运动控制考试复习题

一、填空题 1、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标，而调速系统的动态指标通常以抗扰性能指标为主 2、直流电机调速方法有变压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速。异步电动机调速方式常见有6种分别是：降压调速、差离合调速、转子串电阻调速、串级调速和双馈电动机调速、变级调速、变压变频调速。其中转差率不变型有：变级调速、变压变频调速，只有变压变频应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。同步电动机按频率控制方式不同分为：他控式变频调速和自控式变频调速。（变电阻调速：有级调速。变转差率调速：无级调速。调压调速：调节供电电压进行调速）按按转差功率可以怎么划分电动机:转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型 3、对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持气隙磁通不变，需按比例同时控制定子电压和定子频率，低频时还应当抬高电压以补偿阻抗压降，基频以下调速属于恒转矩调速；而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高定子频率而迫使磁通减弱，相当直流电动机弱磁升速情况，基频以上调速属于恒功率调速。 4、对于SPWM型逆变器，SPWM的含义为正弦波脉宽调制，以正弦波作为逆变器输出的期望波形，SPWM波调制时，调制波为频率和期望波相同的正弦波，载波为频率比期望波高得多的等腰三角波，SPWM型逆变器控制方式有同步调制、异步调制、混合调制。

SPWM 型逆变器的输出的基波频率取决于正弦波。SPWM 控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。 5、调速系统的稳定性能指标包括调速范围和静差率 6、供变压调速使用的可控直流电源有：旋转交流机组（G-M 系统）、静止式可控整流器（V-M 系统）与直流斩波器（PWM-M 系统）或脉宽调制变换器。 7、典型 I 型系统与典型 II 型系统相比, 前者跟随性能好、超调小，但抗扰性能差。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？答：稳态误差：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∞ 。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。 8、数字测速中,T 法测速适用于低速,M 法测速适用于高速。 9、PI 调节器的双重作用是指：一是比例部分加快动态进程；二是积分部分最终消除偏差。 10、直流调速系统的理论依据φ e n C R I U d d -= ，交流调速系统的理论依据)1(60n s p f -=。 11、交-直-交电压型变频器的主要电路基本组成为整流器、直流平滑电路、逆变器。 12、在交-直-交逆变器中，直流侧所用滤波元件为大电容，因而直流电压波形比较平直，在理想情况下是一个内阻为零的恒压源，成

运动控制系统试题库完整

目录㈠直流调速系统（复习）P4 ㈡交流调速系统（回顾）P9 ㈢交流异步电动机变频调速的理论基础P13 ㈣交流异步电动机矢量变换控制P17 ㈤交流异步电动机直接转矩控制P20 ㈥PWM 和 SPWM P31 ㈦双馈调速和内反馈P36 ㈧绕线转子异步电动机串级调速系统P42 ㈨无速度传感器调速系统P46 ㈩同步电机变频调速系统P52 (十一) 开关磁阻电动机调速控制技术P56 (十二) 双定子电机调速系统P75 (十三) 直线电机调速系统P82

一、复习：直流调速系统问题1-1：电机的分类？ ①发电机（其他能→电能）直流发电机 3

交流发电机 ②电动机（电能→其他能）直流电动机：有换向器直流电动机（串励、并励、复励、他励）无换向器直流电动机（又属于一种特殊的同步电动机）交流电动机：同步电动机异步电动机：鼠笼式绕线式：伺服电机旋转变压器控制电机自整角机力矩电机测速电机步进电机（反应式、永磁式、混合式）问题1-2：衡量调速系统的性能指标是哪些？ ①调速范围 D=n max/n min=n nom/n min ②静差率 S=△n nom/n0*100%对转差率要求高.同时要求调速范围大（D 大 S 小）时.只能用闭环调速系统。 ③和负载匹配情况：一般要求：恒功率负载用恒功率调速.恒转矩负载用恒转矩调速。问题1-3：请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点.并说明今后电力传动系统的发展的趋势. * 直流电机调速系统优点：调速范围广.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；结构复杂.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。 * 发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统.达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统. 问题1-4：直流电机有哪几种？直流电机调速方法有哪些?请从调速性能、应用场合和优缺点等方面进行比较. 哪些是有级调速？哪些是无级调速？直流电动机中常见的是有换向器直流电动机.可分为串励、并励、复励、他励四种.无换向器直流电动机属于一种特殊的同步电动机。根据直流电机的转速速。n U IR K e 公式.调速方法有变压调速、变电阻调速和变转差率调调压调速：调节电压供电电压进行调速.适应于：U≤U nom.基频以下.在一定范围内无级平滑调速。弱磁调速：无级.适用于Φ≤Φnom.一般只能配合调压调速方案.在基频以上(即 4

电力拖动自动控制系统运动控制系统第四版复习题考试题目

考试题型及分数分配 1 判断题（20分，10~20小题）范围广， 2 选择题（20分，10~20小题）内容深，细节区分 3 填空题（10分，10小题） 4 设计题（10分，2小题） 5 简述题（10分，2小题） 6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算 7 分析计算题（20分，3小题）直流调速系统一判断题 1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√） 3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√） 4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 5静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ）的大小并非仅取决于速度7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k *的大小。（√）定 U g 8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（Ⅹ） 9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ） 10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√）11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√）13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ） 14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 15 闭环系统可以改造控制对象。（√） 16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形

交直流调速系统期末考试(运动控制系统)

一．判断题（正确的打√，错误的打×，答案填在题号的前面） 1. （dui ）交 - 直 - 交电压型变频器采用电容滤波，输出交流电压波形是规则矩形波。 2. （错）变频调速效率高，调速范围大，但转速不能平滑调节，是有级调速。 3. （对）有静差调速系统是依靠偏差进行调节的，而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的 4. （错）电动机的机械特性愈硬，则静差度愈大，转速的相对稳定性就愈高。 5. （dui ）转速负反馈调速系统能够有效抑制一切被包围在负反馈环内的扰动作用。 6. （ dui）SPWM 即正弦脉宽调制波形，是指与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列。 7. （cuo ）在一些交流供电的场合，可以采用斩波器来实现交流电动机的调压调速。 8. （错）转速负反馈单闭环无静差调速系统采用比例调节器。 9. （dui ） PWM 型变频器中的逆变器件采用高频、大功率的半控器件。 10. （对）矢量变换控制的实质是利用数学变换把三相交流电动机的定子电流分解成两个分量，一个是用来产生旋转磁动势的励磁电流分量，一个是用来产生电磁转矩的转矩分量。二．填空题 1. 根据公式，交流异步电动机有三种调速方法： ① _调压 __ 调速、②__ 串电阻 __ 调速、③ ___变励磁磁通 _ 调速。

3. IGBT 全称为 __绝缘栅双极晶闸管__ ，GTO 全称为 _门极可关断晶体管__ ， GTR 全称为 _电力晶体管______________ 。 4. 异步电动机的变频调速装置，其功能是将电网的恒压恒频交流电变换成变压变频的交流电，对交流电动机供电，实现交流无级调速。三、选择题 1、变频调速中的变频电源是（C ）之间的接口。（A）市电电源（B）交流电机（C）市电电源与交流电机（D）市电电源与交流电源 2、调速系统的调速范围和静差率这两个指标（ B ）。（A）互不相关（B）相互制约（C）相互补充（D）相互平等 3、电压型逆变器的直流端（ D ）。（A）串联大感器（B）串联大电容（C）并联大感器（D）并联大电容 4、变频器主电路中逆变器的任务是把（ B ）。（A）交流电变成直流电（B）直流电变成交流电（C）交流电变成交流电（D）直流电变成直流电 5、在转速负反馈系统中，闭环系统的转速降减为开环转速降的（ D ）倍。（A）1+K（B）1+2K（C）1/（1+2K）（D）1/（1+K） 6、无静差调速系统中，积分环节的作用使输出量（ D ）上升，直到输入信号消失。（A）曲线（B）抛物线（C）双曲线（D）直线

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直流调速系统选择题 1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吋，（A ）。 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 2桥式可逆PWM 变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压U”等于（B ）。 3与机组相比，相控整流方式的优点是（A 、B 、C 、D ）,缺点是（E 、F ）。 A 功率放大倍数小于1000倍 B 可逆运行容易实现 C 控制作用的快速性是毫秒级 D 占地面积小，噪咅小 E 高次谐波丰富 F 高速时功率因数低 4系统的静态速降厶ned —定时，静差率S 越小，则（）。 A 1 B 0 （K 为开环放大倍数） C 1+K D 1/ （1+K ） 6速度单闭环系统中，不能抑制（D ）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 7转速一电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后，发现原定正向与机械要求的正方向相反, 需改变电机运行方向。此吋不应（C ）。 A 调换磁场接线 B 调换电枢接线 C 同时调换磁埸和电枢接线 D 同时调换磁埸和测速发电机接线 8—个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（C ）0 A 两个调节器都饱和 B 两个调节器都不饱和 C ST 饱和，LT 不饱和 D ST 不饱和，LT 饱和 9a = [3配合控制有环流可逆调速系统的主回路中（D ） A 调速范围D 越小 B 额定转速化〃越大 C 调速范围 D 越大 D 额定转速讥〃越大 5当理想空载转速n°相同时, 闭环系统的静差率*与开环下的》之比为 i+q (2f B 5=屮-1 Us \ 1 丿 2/ D U =^U

《运动控制系统》复习及试题

一（20分）问答题 1）请说明调速系统和随动系统的区别。你了解运动控制系统的应用吗？请简略说明。 2）现假设某公司请你设计一关节式机器人的关节驱动系统，要求能够驱动一定的负载、且精确定位、运行平稳，请你给出该伺服系统的设计过程。 3）简述位置随动系统的基本组成，并说明每个基本组成的作用。 4）简述数字式――相位控制位置随动系统、数字式――脉冲控制位置随动系统、数字式――编码控制位置随动系统的工作原理，并比较三者之间的异同。二（10分）在转速单闭环调速系统中，若已知电动机参数为：，，，，整流装置内阻，晶闸管触发整流装置的放大倍数，当时电动机工作在额定状态。现要求调速范围，静差率，试计算闭环系统允许的稳态速降和系统的开环放大倍数，并画出系统静态结构图。三 (12分) 已知某调速系统原理图如图1所示: (1)当移相控制电压为正时，在原理图上标注信号的极性和的极性。 (2)系统起动主要分几个阶段？简要说明每个阶段电流和转速反馈信号各有什么特点。 (3)某原因引起交流电网电压降低，简述系统的调节过程，并回答系统稳定后，各有什么变化？四 (12分)在图2中画出了双极式可逆PWM 变换器的主回路。设电动机的负载较重，回答以下问题： 1) 画出（电枢两端电压）及波形； 2) 计算平均电压及占空比； 3) 如何控制电动机的转速和转向？ 4) 如何防止上下两晶体管直通？五（10分）为什么现代交流调速系统的主流是变频调速？在变频调速系统中，为什么要进行电压频率协调控制？通常选用哪两种压频控制方式？当频率变化时，对机械特性有什么影响（用图表示）？它们各适用于什么类型负载？ kw 5.2=nom P V 220=nom U A 6.15=nom I Ω ==5.1min, /r 1500a nom R n Ω=1rec R 40=S K V 15* =n U 30=D %10= s ct U i i n n U U U U ,,*,* tg gd U U ,d I n U ct i U U n ,, * AB b b b U U U U ,,,432d i d U ρ

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