运动控制期末复习

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一、填充题：

1. 运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成。

2. 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。

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

1430/min N n r =，

额

定

速

降

115/min

N n r ∆=，当要求静差率

30%s ≤时，允许的调速范围为5.3，若当要求静差率

20%

s ≤时，则调速范围为3.1，如果希

望调速范围达到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 。

6. 生产机械对调速系统转速控制的要求有 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.双闭环直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 转速调节 三个阶段。

9.单闭环比例控制直流调速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的 改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。1．恒压频比控制方式是指给异步电动机供电的电压和 频率 之比为常

数。

10.异步电机基于稳态模型的控制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控制方法有FOC 和DTC 。 11.异步电动机变压变频调速控制特性曲线中，基频以下调速称为恒 转矩 调速，基频以上调速称为恒功率调速。 12.控制变频器逆变部分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 控制技术，（2）以追求电流正弦为目的的CFPWM 控制技术，（3）以追求磁链正弦为目的的SVPWM 控制技术。

13.转差频率控制的两个基本

特点是：（1）定子电压和频率

比协调控制保持空隙磁通恒

定，（2）气隙磁通不变时，电

磁转矩与转差频率成正比。

14.电磁耦合是机电能量转换的必要条件，电流与磁通的乘积产生转矩，转速与磁通的乘积产生感应电动势。

15.异步电动机可以看成双输入双输出系统。

18.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 完全一致，总功率也相等。

19.旋转坐标系下，异步电机电磁

转

矩

方

程

为

T ()

e p m sq rd sd rq n L i i i i =-，其中rd i

表示dq 坐标系下转子d 轴电流。

20.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须由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程构

成。

21. 按照异步电动机的工作原理,从定子传入转子的电磁功率Pm 可分成两部分: 拖动负载的机械功率Pmech= （1-s ）Pm ; 传输给转子电路的转差功率为Ps= sPm 。 22. 按转差功率的处理方式，异步电动机的调速系统可分为三类，分别为转差功率消耗 型、转差功率不变型和转差功率馈送 型。

23. 异步电机变压调速时的机械特性表现为：当电压减小时，Sm 不变 ，最大转矩Tem 减少 。（减小、增大、不变）

24. 三相PWM 输出共有8个空

间电压矢量，其中6个为基本

电压矢量，它们的幅值等于直

流母线电压，空间角度互差

60°，另两个为零矢量。

25.异步电动机三相模型的非线性强耦合性质主要体现在_转矩_方程和磁链_方程。 26. 异步电机三相动态模型

结构复杂，采用3/2_变换和

旋转变换可简化动态数学模

型，坐标变换的原则是_磁动

势等效，功率相等。

27.异步电动机三相模型中，定、转子间的互感将随着转子位置_的变化而变化。 28.矢量控制系统的基本思想是通过坐标变换，得到等效的两相数学模型，然后，按_转子磁场定向，将定子电流将定子电流分解为励磁电流分量和转矩电流分量。

29.根据 转子磁链 是否闭环控制，矢量控制系统可分为直接型和间接型两类。 30.计算转子磁链的模型有电

压和电流模型，其中电流易受

转子电阻变化影响。。 32.异 步 电 动 机 双 馈 调 速 系 统 的 机 械 特 性 的 特 征 为：同步转速恒定，但理想空载转速却能够 连续平滑地调节 。

33.异步电动机等效中，坐标变换主要方法有 静止三相到静止两相 、静止两相到旋转两相和直角坐标到极坐标变换。 34.不同电动机彼此等效的原则是变换前后磁动势不变 功率不变。

35. 直流调速系统中可以通过设置 环流 电抗器来抑制电流脉动。

36.多个小惯性环节是进行近似处理是将它们近似地看成是一个惯性环节。

37.恒压频比控制系统中常采用交直交 电压型型变频器和交直交电流型型变频器。 38.V-M 反并联有环流可逆调速系统，当电动机工作状态处于机械特性的第二象限时，正组

桥处于 待整流 状态，反组

桥处于逆变状态

39.脉宽调制(PWM)逆变器的主

要形式有：SPWM ，电流跟踪PWM

和SVPWM 型。

40.三相异步电动机可以等效成二相交流电动机，也可以等效成直流电动机。

41.调速系统的动态性能指标主要分为抗扰性和 跟随性；其中抗扰性是指：最大速降、扰动恢复时间、扰动静差 42.直流电动机有三种调速方法：

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降压调速、弱磁调速、能耗调速。

43.异步电动机调速方法常见有6种分别是：降电压调速转、差离合器调速 、 转子串电阻调速 、 绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速 、 变级对数调速 、 变压变频调速。其中转差率不变型有：变级对数调速 、 变压变频调速，只有_变压变频调速_应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。

44.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。 45.在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网波动时，电流ACR 调节器起主要作用；出现负载扰动时，转速ASR 调节器起主要作用。

46.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。 47.直流调速系统的理论依据

Φ

-=

∑

e d d C R I U n ；交流

调速系统的理论依据

()s -1p

f

60n =。 48.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。 49.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，在理想情况下世一个内阻为零的恒压源，称为 电压源型逆变器，其输出交流电压波形为矩形波或阶梯波。而直流侧所用滤波元件为大电感，因而滤波比较平直，相当于恒流，称为_恒流源型逆变器，输出交流电流波形是矩形波或阶梯波。

50.SPWM 型逆变器控制方式有三种：同步、异步_、 分段 。 51.直流电动机调压调速系统从供电的可控直流电源上可分为G —M 系统和（V —M ）系统、（PWM —M ）系统。 52.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。 53.转速电流双闭环直流调速系统之所以具有起动的快速性，是因为在起动过程中ASR 调节器输出提供最大电流给定，并由 ACR 调节器维持电流最大，从而使系统启动最快。 54.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。

55.在两组晶闸管反并联可逆V —M 系统中，回路中传入电抗器的作用是（抑制瞬时脉动环流）。

56.双击式控制的桥式可逆PWM 变换器，在电动机停止时仍有（ 高频微振电流 ），起着所谓“动力润滑”的作用。 57.交—直—交PWM 电压型变频器，再生制动时需增设 （制动回路）， 逆变器同时实现 （调压和（调频 ），而其动态响应

不受中间环节的影响。 58.SPWM 型逆变器其输出的基波频率取决（正弦波（调制波）。 59.交流电动机需要输入三项正弦电流的最终目的是在电动机空间形成圆形旋转磁场，而异步电动机有六拍阶梯波逆变器供电时，其电压空间矢量运动轨迹是封闭的正六边形。 60.对异步电动机进行坐标变换时以产生同样的旋转磁动势为准则，其目的就是把异步电动机动态模型加以简化。 61.为使异步电动机调速时具有高动态性能，对其动态模型的控制可采用按（转子磁链） 定向矢量控制系统，另外还可以采用按定子磁链控制的（直接转矩） 控制系统。 62.在直流电机调压调速系统中，电动机的最高转速为 n N ，调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的关系是：

63.闭环系统可以获得比开环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，为此所付出的代价是，须增设 检测与反馈 装置和电压放大器。 64.比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点。比例部分能迅速响应 控制作用，积分部分则最终消除稳态偏差。

65转速、电流双闭环调速系统的静特性在 负载电流小于 I dm 时表现为转速无静差，这时， 转速负反馈起主要调节作用。 66.工程设计方法的基本思路是，把调节器的设计方法分作两步：第一步，先选择调节器的结构，以确保系统稳定，同

时满足所需的稳态精度 ；第二步，再选择调节器的参数，以满足动态性能指标 。 67.有环流可逆直流调速系统的典型控制方式是 配许控

制 ，即

工作制。

68.当一组晶闸管整流工作时，让另一组晶闸管处在 待逆变状态 ，但两组触发脉冲的 零位错开得比较远，彻底杜绝了瞬时 脉动环流 的产生，这就是错位控制的无环流可逆系统。 69.脉宽调制器是一个电压——脉冲变换装置，由电流调节器 ACR 输出的控制电压进行控制。

70.串级调速系统可以实现异步电机的 平滑无级调速，而且具有高效率的调速性能，但所付出的代价是，增设 串级调速装置。

71.在 s 值很小的范围内，只要能够保持 气隙磁通 不变，

异步电动机的转矩就近似与转差角频率成正比，这就是转差频率控制系统的基本概念。 72.常用的可控直流电源有 旋转交流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。

73.调速系统的稳态性能指标包括 调速范围 和静差率. 74.反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。

75.当电流连续时，改变控制角，V —M 系统可以得到一组 平行的 机械特性曲线。 76.常见的调速系统中，在基速以下按