11级电气工程与自动化专业《运动控制系统》基本要求（2014-05-23）
第一章 绪论
了解本课程的研究内容。
第二章 （转速单）闭环控制的直流调速系统
1、 了解V （SCR ）--M 、PWM--M 两种主电路方案及其特点（2.1节、P16、P97--98、笔记）；
2、 他励（或永磁）直流电动机三种数学模型及转换，解耦模型中I do ~U d 环节的处理（P27--28、笔记）；
3、 稳态性能指标中D 、S 间关系及适用范围（2.2.1节、P29--30、笔记）；
4、 转速单闭环直流调速系统组成原理、特点及适用范围（P2
5、笔记）；
5、 带电流截至负反馈的转速单闭环直流调速系统的组成原理、特点（笔记、2.5.2节）。
第三章 转速、电流反馈控制的直流调速系统
1、 双闭环直流调速系统的组成原理（主要指：V —M 不可逆调速系统、PWM-M 调速系统）、特点，符合实际的系统数学模型，静（稳）态参数的整定及计算（P60、P59--6
2、笔记）；
2、 ASR 、ACR 的作用（P65）；
3、 典1、典2系统的特点、适用范围、参数整定依据（3.3.2节、笔记）；
4、 基于工程设计法的ASR 、ACR 调节器参数整定方法（P77--78、3.3.3节、例3-1、3-2、笔记）；
5、 理解ASR 退饱和时的（阶跃响应）转速超调量等时域指标算式（P86--88、笔记）；
6、 系统分别在正常恒流动态、稳态阶段，及机械堵转故障、转速反馈断开故障下的（新稳态）物理量计算；
7、 M 、T 、M/T 三种数字测速方法及特点（2.4.2节、笔记）；
8、 了解了解M/T 数字测速的技术实现方法、系统控制器的技术实现方法（P82-85、笔记）。
第四章 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统
1、 PWM--M 可逆直流调速系统组成原理及特点（4.1节，笔记）
2、 V （SCR ）--M 可逆主电路中的环流概念、类型、特点（P103--104、笔记）；
3、 常用的晶闸管－直流电动机可逆调速系统组成原理及特点（4.2.2节，图4-1
4、图4-1
5、4.2.3节）。
第五章 基于稳态模型的异步电动机调速系统
1、 异步电动机定子调压调速的机械特性簇与特点，转速闭环调压调速系统组成原理及适用范围（5.1--5.2节）；
2、 软起动器的作用及适用条件（5.2.4节）；
3、 异步电动机变压变频调速的基本协调控制关系（一点两段）及其依据（5.3.1节）；
4、 异步电动机四种协调控制的特点，各自的机械特性簇、特点及比较（5.3.2节--5.3.3节、笔记）；
5、 SPWM 、CFPWM 、SVPWM 变频调速器组成原理与特点，及其中各环节的作用（5.4节）；
6、 了解基于转差频率控制的转速闭环变频变压调速系统的基本原理（5.6节）。
第六章 基于动态模型的异步电动机调速系统
1、 交流电动机坐标变换的作用，矢量控制（VC ）的基本思想、特点（6.6、6.7、笔记）；
2、 异步电动机VC 系统的一般组成原理（图6-20）；
3、 了解各种具体的VC 系统组成方案，理解转子磁链直接与间接定向控制的区别（6.6.
4、6.6.6节、笔记）；
4、 异步电动机直接转矩控制（DTC ）系统的基本原理及特点（6.7.3节），DTC 与VC 的比较（6.8节）。
第七章 绕线转子异步电动机双馈调速系统
1、 绕线转子异步电动机次同步串级调速主电路及其工作原理，()S
f β=公式及特点（7.2.1节、笔记）； 2、 绕线转子异步电动机双闭环次同步串级调速系统组成原理；起动、停车操作步骤；（7.5、7.6、7.4.3节、笔记）。 第八章 同步电动机变压变频调速系统
1、 正弦波永磁同步电动机（PMSM ）矢量控制系统组成原理，0sd
i =时的转矩公式（8.4.3节）； 2、 具有位置、速度闭环的正弦波永磁同步电动机（伺服）矢量控制系统组成原理（图8-26、27扩展、笔记）。
第九章 伺服系统
1、 位置伺服系统的典型结构（开环、半闭环、闭环、混合闭环）及特点（笔记、9.1.2）；
2、 位置伺服系统的三种运行方式、位置伺服系统的三种方案；（笔记、9.3.2--9.3.4）
3、 数字伺服系统中电子齿轮的作用（笔记）；
4、 数字式位置、速度伺服系统的指令形式（笔记）。 *** 考试须知---要点提示：
（1）无证件者不能考试；（2）未交卷者中途不得离场；（3）严禁带手机到座位，操作手机者按作弊论处。 附：答疑地点（2-216）、时间：（1）2014-6-6，13:00--15:00；（2）2014-6-7，8:00--11:00，13:00--15:00。
2020年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1精编版
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 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。（√） 二选择题 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时，（ 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 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，噪音小 E 高次谐波丰富 F 高速时功率因数低 4系统的静态速降△ned一定时，静差率S越小，则（C ）。 A 调速范围D越小 B 额定转速?Skip Record If...?越大
. 电力拖动自动控制系统—运动控制系统答案 上海大学陈伯时主编 1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：PWM—电动机系统在很多方面有较大的优越性： （1）主电路线路简单，需用的功率器件少。 （2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电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，可达1：10000 左右。 （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）功率开关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。 PWM 开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，动态 响应快，动态抗扰能力强。 1-2试分析有制动通路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个VT是如何工作的？ 答：制动时，由于U g1 的脉冲变窄而导致i d反向时，U g2 变正，于是VT2 导通， VT2 导通，VT1 关断。 1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么关系？为什么脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了？ 答：生产机械要求电动机提供的最高转速 n max 和最低转速 n max n min 之比叫做调速范围， 用字母D 表示，即：D = n min 负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落?n N与理想空载转速n0min 之比，称 n 为系统的静差率S,即：s=?N n0min 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为： n s D =N ?n N(1?s) 由于在一定的n N下，D 越大，n min越小?n N又一定，则S 变大。所以，如果不考虑D，则S 的调节也就会容易， 1-4．某一调速系统，测得的最高转速特性为n0min=150 r / min ，带额定负载的速度降落 n0max=1500r / min ，最低转速特性 为 ?n N= 15r / min ，且不同转速下额定速降 ?n N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大？解 D=n max n = n0ma x ? ?n N ??n = ? 1500 15 ? = 11 min n n0min N
一、名词解释 1．竞技体育：是体育的重要组成部分，是以体育竞赛为主要特征，以创造优异运动成绩、夺取比赛优胜为主要目标的社会体育活动。 2．运动训练：是竞技体育活动的重要组成部分，是为提高运动员的竞技能力和运动成绩，在教练员的指导下，专门组织的有计划的体育活动。 3．运动竞赛：是在裁判员的主持下，按统一的规则要求，组织与实施的运动员个体或运动队之间的较量，是竞技体育与社会发生关联并作用于社会的媒介。4．运动训练学：是研究和阐明运动训练规律的综合应用性学科。 5．项群训练理论：揭示具有共同特点的项目群组训练规律的科学理论。 6．体能主导类项群：以运动员的体能为竞技能力主导因素的项目群组．按竞技能力主导因素对竞技项目划分的分类体系中的一个大类，包括快速力量性项群、速度性项群和耐力性项群三个亚类。 7．单一动作结构项群：以单一结构为主要运动技术动作特征的项目群组，按动作结构对竞技运动项目划分的分类体系中的一个大类，包括非周期性单元动作结构项群、周期性单元动作结构项群和混合性单元动作结构项群三个亚类。 8．生理负荷： 9．运动能力：人体从事体育活动的能力，在竞技运动中即称为竞技能力。10．竞技水平： 11．运动技术评价： 12．训练负荷：运动训练过程中，以身体练习(又称运动动作)或心理练习为基本手段，对运动员机体施加的训练刺激。运动员机体对训练负荷刺激的反应表现在生理和心理两个方面，前者称生理负荷，后者称心理负荷。 13．负荷强度：负荷对机体刺激的深刻程度，是构成训练负荷的重要方面。14．模式训练法：模式训练法是一种按具有高度代表性的规范式目标模型的要求组织和把握运动运动训练过程的控制性方法。 15．特长技术：特长技术是指运动员所掌握的技术“群”中那些对其获取优异运动成绩有决定意义的、能够展现个人特点或优势、使用概率和(或)得分概宰相对较高的技术。 一、填空题（每空1分共20分） 1、1969年，民主德国___________主编的___________一书，标志着运动训练学 初步形成了白己的理论体系。哈雷、《训练学》 2、依据理论研究所涵盖的领域，可把运动训练理论分为__________________、_________________和___________________三个层次。 一般运动训练理论、项群训练理论、专项训练理论 3在竞技体育比赛中，运动员自身与对手的表现都取决于他们所具有的________________以及_________________。竞技能力、在比赛中的发挥程度4、运动员在训练过程中所达到的竞技能力水平称为_____________________。训练水平 5、运动训练的最终目的是_____________________，实现预期的比赛结果。 6、运动员竞技性状态的发展过程包括竞技状态的______________________、
现代运动控制已成为电机学，电力电子技术，微电子技术，计算机控制技术，控制理论，信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。课上老师简单介绍了运动控制及其相关学科的关系，随着其他相关学科的不断发展，运动控制系统也在不断发展，不断提高系统的安全性，可靠性，在课上跟随老师的思路，使我对运动控制系统有了更深刻的理解。 运动控制系统也叫做电力拖动控制系统。运动控制系统的任务是通过对电动机电压，电流，频率等输入电量的控制,来改变工作机械 的转矩，速度，位移等机械量，使各种机械按人们期望的要求运行以满足生产工艺及其他应用的需要。工业生产和科学技术的发展对运动控制系统提出了日益复杂的要求，同时也为研制和生产各类新型的控制装置提供了可能。在前期课程控制理论、计算机技术、数据处理、电力电子等课程的基础上，学习以电动机为被控对象的控制系统，培养学生的系统观念、 运动控制系统的基本理论和方法、初步的工程设计能力和研发同类系统的能力。 课堂上老师全面、系统、深入地介绍了运动控制系统的基本控制原理、系统组成和结构特点、分析和设计方法。 运动控制内容主要包括直流调速、交流调速和伺服系统三部分。 直流调速部分主要介绍单闭环、双闭环直流调速系统和以全控型功率器件为主的直流脉宽调速系统等内容；交流调速部分主要包括基于异步电动机稳态模型的调速系统、基于异步电动机动态模型的高性能调速系统以及串级调速系统；随动系统部分介绍直、交流随动系统的性能分析与动态校正等内容。此外，书中还介绍了近几年发展起来的多电平逆变技术和数字控制技术等内容。《运动控制系统》既注重理论基础，又注重工程应用，体现了理论性与实用性相统一的特点。书中结合大量的工程实例，给出了其仿真分析、图形或实验数据，具有形象直观、简明易懂的特点。 第一部分中主要介绍直流调速系统，调节直流电动机的转速有三种方法：改变电枢回路电阻调速阀，减弱磁通调速法，调节电枢电压调速法。 变压调速是是直流调速系统的主要方法，系统的硬件结构至少包含了两部分：能够调节直流电动机电枢电压的直流电源和产生被调节转速的直流电动机。随着电力电子技术的发展，可控直流电源主要有两大类，一类是相控整流器，它把交流电源直接转换成可控直流电源；另一类是直流脉宽变换器，它先把交流电整流成不可控的直流电，然后用PWM 方式调节输出直流电压。本章说明了两类直流电源的特性和数学模型。当用可控直流电源和直流电动机组成一个直流调速系统时，它们所表现车来的性能指标和人们
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
第一章竞技体育与运动训练 知识点：（一）竞技体育的构成 判断题： 1、竞技体育包括运动选材、运动训练和运动竞赛三方面。 2、竞技体育管理也是竞技体育的一个重要的组成部分。 3、竞技体育是以娱乐为主要目的游戏发展起来的。 单选题： 4、在竞技体育的构成中，哪一部分既是竞技体育的组成部分，又是实现竞技运动目标 的最重要途径？ A．运动选材 B.运动训练 C.运动竞赛 D.体育管理 5、在竞技体育的构成中，哪一部分是竞技体育与社会发生关联，并作用于社会的媒介？ A．运动选材 B.运动训练 C.运动竞赛 D.体育管理 6、在竞技体育的构成中，哪一部分是最重要的？ A．运动训练 B.运动选材C.运动训练 D.运动管理 多选题： 7、竞技体育由哪几部分构成？ A．运动选材 B.运动训练 C.运动竞赛 D.教育学因素 8、竞技体育形成的基本动因有那些？、 A．生物学因素B.个性心理因素C.社会学因 D.教育学因素 （二）竞技体育的基本特点： 判断题： 1、竞技体育中的“竞”是指比赛和竞争，“技”是指运动技艺。 2、竞争性是竞技体育赖以存在的基础。 3、竞技体育是只有很少的人参与的社会行为。 单选题： 4、在竞技体育的基本特点中，哪一个是竞技体育运动区别于其他体育运动的最本质特 点？ A.竞争性 B.公平性 C.规范性 D.公开性 5.竞技体育主要是由哪些人组成的群体行为？ A.教练员 B.运动员 C.裁判员 D.球迷和观众 6.下列四种选项中，有一项不属于竞技体育社会功能的选项。 A.最大限度地挖掘人的生理潜力 B.振奋民族精神 C.丰富人们的文化和精神生活 D.促进经济的发展和繁荣 多选题： 7.下列哪些选项属于竞技体育的基本特点？
运动控制系统实验报告 专业班级 学号 姓名 学院名称 运动控制仿真实验报告 一、实验内容与要求 1.单闭环转速负反馈 2.转速电流双闭环负反馈
3.晶闸管相控整流双闭环直流调速系统仿真模型搭建 具体要求：针对1 2 （1）仿真各环节参数 （2）仿真模型的建立 （3）仿真结果，分为空载还是负载，有无扰动 （4）仿真结果分析 二、Simulink 环境下的仿真 1.单闭环转速负反馈 1.1转速负反馈闭环调速系统仿真各环节参数 直流电动机：额定电压N U =220V ，额定电流dN I =55A ，额定N n =1000r/min ，电动机电动 势系数e C =0.192V ·min/r 。 假定晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数s K =44，滞后时间常数 s T =0.00167s 。 电枢回路总电阻R=1.0Ω，电枢回路电磁时间常l T =0.00167s ，电力拖动统机电时间 常数m T =0.075s 。 转速反馈系数α=0.01V ·min/r 。 对应额定转速是的给定电压 n U =10V 。
1.2仿真模型的建立 图1-1单闭环转速负反馈直流调速系统的仿真模型 PI 调节器的值定为 =0.56， = 11.43。 图1-2单闭环转速负反馈直流调速系统加入扰动负载时的仿真模型 1.3仿真结果 p K 1
图1-3空载启动不加扰动转速和电流波形 图1-4空载启动加负载扰动转速和电流波形 1.4仿真结果分析 （1）空载启动无扰动：由空载启动不加扰动转速和电流波形可知，当 =0.56， = 11.43。系统转速有较大的超调量，但快速性较好的。空载启动电流的最大值有230A 左右，而额定电流 dN I =55A ，远远超过了电动机承受的最大电流。 （1）空载启动加负载扰动：由空载启动加负载扰动转速和电流波形可知，在空载启动1S 后加负载扰动，在1S 到1.5S 时间段，转速和电流有明显的下降，但系统马上进行了调节。 p K 1
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，
运动训练学试题库 运动训练学试题 一、名词解释： 1、运动训练：在教练员的指导下，专门组织的有计划的体育活动。 2、完整训练法：指从动作的开始至结束，不分部分和段落，完整地进行学习和练习的方法。 3、灵敏素质：是指人体在各种突然变换的条件下，快速、协调、敏捷、准确地完成动作 的能力。 4、耐力素质：指有机体坚持长时间运动的能力。 5、重复训练法：在不改变动作结构和运动负荷的条件下，接照既定的要求反复进行练习 的训练方法。 6、力量素质：指人体神经肌肉系统在工作时克服或对抗阻力的能力。 7、速度素质：指人体快速运动的能力。 8、战术意识：运动员在比赛中为达到特定战术目的而决定自己战术行为的思维活动过程。 9、持续训练法：指负荷强度较低、负荷时间较长、无间断地连续进行练习的训练方法。 10、间歇训练法：对多次练习时的间歇时间作出严格规定，在机体处于不完全恢复的状 态下，反复进行练习的训练方法。 11、训练规律：是指运动训练系统内部各构成因素之间，以及它们与系统外部各相关因 素之间在结构与功能上的本质联系和发展的必然趋势。 12、训练量：指训练过程中身体的总做功量，可以由身体活动的持续时间、距离和重复 次数来评定。 13、训练强度：指训练时单位时间内负荷量，单位时间内的负荷量越大，强度就越大。 14、运动训练方法：是在运动训练活动中，提高竞技运动水平、完成训练任务的途径。 15、运动训练手段：是指在运动训练过程中，以提高某一竞技运动能力、完成某一具体 的训练任务所采用的身体练习。
16、模式训练法：是一种按具有高度代表性的规范式目标模型的要求组织和把握运动训 练过程的控制性方法。 17、程序训练法：是按照训练过程的时序性和训练内容的系统性特点，将多种训练内容 有序且逻辑性地编制成训练程序，按照预定程序组织训练活动对训练过程实施科学控制的方法。 18、分解训练法：是指将完整的技术动作或战术配合过程合理地分成若干个环节或部分, 然后按环节或部分分别进行训练的方法。 19、完整法：是指从技术动作或战术配合的开始到结束，不分部分和环节，完整地进行 练习的训练方法。 20、变换训练法：在练习过程中，有目的地变换运动负荷(时间、负重量、速度)、动作组合，或变换练习环境、条件等情况下进行训练的方法。 21、循环训练法：根据训练的具体任务，建立若干练习站或练习点，运动员按规定顺序、路线，依次循环完成每站所规定的练习内容和要求的训练方法。 22、比赛训练法：比赛训练法是指在近似、模拟或真实、严格的比赛条件下，按比赛的 规则和方式进行训练的方法。 23、最大力量：最大力量是指人体或人体某一部分肌肉工作时克服最大内外阻力的能力。 24、相对力量：是指人体每公斤体重所表现出最大力量值的能力。 25、速度力量：速度力量也叫快速力量，是指人体在运动时以最短的时间发挥出肌肉力 量的能力。 26、柔韧素质：是指人体关节活动幅度的大小以及跨过关节的韧带、肌腱、肌肉、皮肤 及其他组织的弹性和伸展能力。 27、竞技战术：指在比赛中为战胜对手或为表现出期望的比赛结果而采取的计谋和行动。 28、战术观念：指对比赛战术概念、战术价值功效及运用条件等进行认识和思维后产生 的观念。 29、战术指导思想：指在战术观念影响下，根据比赛具体情况提出的战术运用的活动准则。
目录 一、课程设计系统概述 (1) 1.1课程设计项目参数 (1) 1.2课程设计要求： (1) 1.3课程设计设计任务 (2) 1.4.稳态分析及参数设计计算 (2) 1.4.1静态参数计算 (2) 1.4.2.动态参数计算 (3) 1.4.3稳定性分析 (4) 1.4.4系统校正 (4) 1.4.5.控制结构图 (5) 二、MATLAB仿真设计 (6) 三、总结 (10) 四、参考文献 (10)
一、课程设计系统概述 1.1课程设计项目参数 1)电动机：额定数据为PN=10kW，UN=220v，IN=52A，nN=1460r/min，电枢电阻RS=0.5Ω,飞轮力矩GD2=10N.m2。 2)晶闸管装置：三相桥式可控整流电路，整流变压器Y/Y联结，二次线电压U2l=230v,触发整流环节的放大系数Ks=40。 3)V-M系统主电路总电阻R=1Ω。 4)测速发电机：永磁式，ZYS231/110型；额定数据为23.1w，110v，0.18A，1800r/min。 5)系统静动态指标：稳态无静差，调速指标D=10，s≤5% 6)电流截止负反馈环节：要求加入合适的电流截止负反馈环节，使电动机的最大电流限制（1.5-2）I N。（选座） 7)给定电压Un*=15V。 1.2课程设计要求： （1）根据题目要求，分析论证确定系统的组成，画出系统组成的原理框图； （2）对转速单闭环直流调速系统进行稳态分析及参数设计计算； （3）绘制系统的动态结构图； （4）动态稳定性判断，校正，选择转速调节器并进行设计； （5）绘制校正后系统的动态结构图； （6）应用MATLAB软件对转速单闭环直流调速系统进行仿真，验证所设计的调节器是否符合设计要求； （7）加入电流截止负反馈环节；（选做） （8）应用MATLAB软件对带电流截至负反馈的转速单闭环直流调速系统进行仿真，完善系统；
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
1 忽略定子电阻的影响,讨论定子电压空间矢量s u 与定子磁链s ψ的关系。当三相电压AO u 、BO u 、CO u 为正弦对称时，写出电压空间矢量s u 与定子磁链s ψ的表达式，画出各自的运动轨迹。 解: 用合成空间矢量表示的定子电压方程式: dt d i R u s s s s ψ+= 忽略定子电阻的影响， dt d u s s ψ≈ dt u s s ?≈?ψ 即电压空间矢最的积分为定子磁链的增量。 当三相电压为正弦对称时，定子磁链旋转矢量 )(1 ?ωψψ+=t j s s e : 电压空间矢量)2(11?π ωψω++≈t j s s e u 图 旋转磁场与电压空间矢量的运动轨迹 图 电压矢量圆轨迹 2两电平PWM 逆变器主回路的输出电压矢量是有有限的，若期望输出电压矢量s u 的幅值小于d U 3 2，空间角度θ任意，如何用有限的PWM 逆变器输出电压矢量来逼近期望的? 解:两电平pWM 逆变器有六个基本空间电压矢量，这六个基本空间电压矢量将电压空间矢
量分成六个扇区，根据空间角度θ确定所在的扇区，然后用扇区所在的两个基本空间电压矢量分别作用一段时间等效合成期望的输出电压矢量。 3 按磁动势等效、功率相等的原则，三相坐标系变换到两相静止坐标系的变换矩阵为 ????? ???????=23-23121-21-13223C 现有三相正弦对称电流)sin(t I i m A ω=，)32sin(πω+ =t I i m B ，)3 2sin(πω+=t I i m C ，求变换后两相静止坐标系中的电流αs i 和βs i ，分析两相电流的基本特征与三相电流的关系。 解:两相静止坐标系中的电流 ??????????? ?-=????????????---=??????????????????????---=??????C B A C B C B A C B A s s i i i i i i i i i i i i i 2323000233223230212132232302121132βα 其中,0=++C B A i i i
《运动控制系统》课程设计报告 时间 2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博 __ 学号 41151093 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______
摘 要 本课程设计从直流电动机原理入手，建立V-M双闭环直流调速系统，设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构，其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电，触发器采用KJ004触发电路，系统无静差；符合电流超调量σi≤5%；空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能，且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词：双闭环；直流调速；无静差；仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words：double closed loop；DC speed control system；without the static poor；simulation
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
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 ?=?=?=
运动训练学试题 一、名词解释: 1、运动训练:在教练员的指导下,专门组织的有计划的体育活动。 2、完整训练法:指从动作的开始至结束,不分部分与段落,完整地进行学习与练习的方法。 3、灵敏素质:就是指人体在各种突然变换的条件下,快速、协调、敏捷、准确地完成动作 的能力。 4、耐力素质:指有机体坚持长时间运动的能力。 5、重复训练法:在不改变动作结构与运动负荷的条件下,接照既定的要求反复进行练习的 训练方法。 6、力量素质:指人体神经肌肉系统在工作时克服或对抗阻力的能力。 7、速度素质:指人体快速运动的能力。 8、战术意识:运动员在比赛中为达到特定战术目的而决定自己战术行为的思维活动过程。 9、持续训练法:指负荷强度较低、负荷时间较长、无间断地连续进行练习的训练方法。 10、间歇训练法:对多次练习时的间歇时间作出严格规定,在机体处于不完全恢复的状态 下,反复进行练习的训练方法。 11、训练规律:就是指运动训练系统内部各构成因素之间,以及它们与系统外部各相关因 素之间在结构与功能上的本质联系与发展的必然趋势。 12、训练量:指训练过程中身体的总做功量,可以由身体活动的持续时间、距离与重复次数来评定。 13、训练强度:指训练时单位时间内负荷量,单位时间内的负荷量越大,强度就越大。 14、运动训练方法:就是在运动训练活动中,提高竞技运动水平、完成训练任务的途径。 15、运动训练手段:就是指在运动训练过程中,以提高某一竞技运动能力、完成某一具体 的训练任务所采用的身体练习。 16、模式训练法:就是一种按具有高度代表性的规范式目标模型的要求组织与把握运动训 练过程的控制性方法。 17、程序训练法:就是按照训练过程的时序性与训练内容的系统性特点,将多种训练内容 有序且逻辑性地编制成训练程序,按照预定程序组织训练活动对训练过程实施科学控制的方法。 18、分解训练法:就是指将完整的技术动作或战术配合过程合理地分成若干个环节或部分,然后按环节或部分分别进行训练的方法。 19、完整法:就是指从技术动作或战术配合的开始到结束,不分部分与环节,完整地进行练 习的训练方法。 20、变换训练法:在练习过程中,有目的地变换运动负荷(时间、负重量、速度)、动作组 合,或变换练习环境、条件等情况下进行训练的方法。 21、循环训练法:根据训练的具体任务,建立若干练习站或练习点,运动员按规定顺序、路 线,依次循环完成每站所规定的练习内容与要求的训练方法。 22、比赛训练法:比赛训练法就是指在近似、模拟或真实、严格的比赛条件下,按比赛的 规则与方式进行训练的方法。 23、最大力量:最大力量就是指人体或人体某一部分肌肉工作时克服最大内外阻力的能力。 24、相对力量:就是指人体每公斤体重所表现出最大力量值的能力。 25、速度力量:速度力量也叫快速力量,就是指人体在运动时以最短的时间发挥出肌肉力 量的能力。 26、柔韧素质:就是指人体关节活动幅度的大小以及跨过关节的韧带、肌腱、肌肉、皮肤 及其她组织的弹性与伸展能力。
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、闭环调速系统能够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;
1、根据十一运会和伦敦奥运会运动员的表现，用相关原理分析运动员发挥除除正常水平三连冠， 有的运动员失常无缘奖牌，有的超常发挥取得金牌这些现象的原因？ 答案要点： 涉及到的原理有：发挥失常即比赛压力下的“克拉克”（Choking）现象，克拉克现象（亦称克拉克魔咒）是指优秀运动员在重大比赛中不能正常表现出所具有的竞技能力，比赛失常的现象。 运动员参赛行为及影响因素：运动员参赛行为表现有正常表现、失常表现、超常表现三种表现。 影响因素：竞技实力与角色互动（运动员的竞技水平及其表现、教练员的指挥艺术、竞赛环境场地器材、气候地理、观众气氛，裁判员的道德水平和业务水平，竞赛的组织和管理即众多角色都可能影响运动员）心理水平和心理优势（运动员的心理训练水平和和心理优势） 赛事性质与赛事指数（赛事规模和性质和运动员教练员的参赛期望结果） 异地（易地）参赛环境籍运动员的适应性调节（气候环境的变化影响，运动员的适应性训练水平） 有关奥运会的新闻（参考）： 体坛网特约记者李昱成报道北京时间8月9日，2008奥运会射击女子10米气步枪决赛在北京射击馆进行。中国选手、雅典奥运会该项目冠军杜丽遗憾卫冕失败，中国军团也因此错失首金。金牌被捷克名将卡特琳娜-埃蒙斯以503.5环的绝对优势获得，而她这一成绩也打破了奥运会记录。赛后，三大社在第一时间撰文对中国军团憾失首金发表评论，称由于压力过大，中国运动员才在比赛中发挥失常。 英国路透社在第一时间对本场比赛进行了报道，并以《埃蒙斯获得北京奥运会首金》为题撰文。文中称，“在刚刚结束的女子10米气步枪决赛中，中国选手、卫冕冠军杜丽没能顶住压力，不仅没能为中国代表团收获金牌，而且甚至没有取得奖牌。”“这枚金牌最终被捷克运动员卡特琳娜-埃蒙斯获得，她的丈夫美国射击运动员——马特-埃蒙斯。” 2、结合奥运会中国运动员表现谈中国竞技体育的现状？ 伦敦奥运会中国代表团共获得38金27银22铜，奖牌总数87枚，金牌和奖牌数均位列美国之后排名第二。中国选手共刷新6项世界纪录和6项奥运会纪录，这也是中国代表团在境外参加奥运会创下的最好成绩。中国军团在乒乓球、羽毛球、跳水和举重等项目上仍占据统治地位：羽毛球队包揽全部5枚金牌，而北京奥运会只拿下男、女单和女双3枚金牌；乒乓球队则与四年前一样，再次包揽全部4枚金牌；跳水队收获全部8枚金牌中的6枚，比四年前少1枚；举重队拿下5枚金牌，比四年前少3枚。 从奥运金牌看，近几届奥运会，中国竞技体育已经稳居第一集团前两名； 中国在体操、乒乓球、羽毛球、举重、跳水、射击、柔道、游泳等保持优势； 大众型项目游泳羽毛球乒乓球等的比重增多，中国更加重视群众性体育。 3、简述我国运动训练学研究的中国特色？ 中国运动训练理论在横向拓展和纵向延伸过程中,进行了大量创新,涌现出一些在理论上价值巨大、在实践中影响深远的本土化研究成果。主要包括:项群训练理论、运动员科学选材、中国优势竞技项目的制胜规律和竞技能力结构理论等。这些研究成果是中国运动训练理论对世界的重要贡献,也是运动训练理论研究中的中国流形成的重要标志。 4、从定向的角度结合你所熟悉的专项设计该专项优秀运动员竞技能力的结构模型？ 研究并建立运动员竞技能力的结构模型,是实施模式训练的重要工作环节。 任何运动员的竞技能力都是由其体能、技能、战术能力、心理能力和运动智能这五种子能力所构成