电力拖动自动控制系统复习要点
一期末考试的题型
与交流拖动控制系统比较，直流拖动控制系统是重点；考试内容各占50%左右。而直流的要求则是掌握，是以计算，分析，证明题方式出现；交流的要求是了解和一般掌握，交流则以选择、判断、填空、简述的方式出现。
二考试内容
主要依据教材中的作业和例题和复习题。
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（10分）
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）
三课程内容复习纲要
直流拖动系统（掌握）
控制系统课程贯穿着一个基本方法：理论联系实际来分析问题解决问题。具体来说就是系统思想和模型化、工程化方法。
本书的基本结构是以学科历史发展过程或者说实际问题为逻辑起点，而一般的理论课程如物理、数学实际上是与科研实际过程相反的，以学习者的知识结构为逻辑起点，从定义、概念、定律再到定理。这是因为理论的发展意味着概念的创新。
而控制系统是一门技术理论课程，它是从技术角度来总结的。正因为是技术角度出发的，具有综合性和实践性的特点。所以对学习者来说，必须具备一定的实践基础和专业理论基础。而对初学者来说，表现出有一定的难度是不奇怪的，而且，每一部分内容都仅是打下基础，深入的细节方面的知识，需要更进一步地查阅其它书籍和资料，从另一方面来看，这也给大家留下了自学和实践的空间。
从电压平衡方程式，导出调速方法，从反馈控制原理和静态参数的要求导出闭环控制系统；从静态与动态性能的矛盾分析了P调节器和I 调节器，发展到PI调节器；从单闭环的调速系统无法控制起、制动动态电流，导出了带饱和非线性的PI调节器构成双闭环的系统结构，而双闭环的结构可以说交直流电动机控制的基本结构；从单向开关的晶闸管不能实现反转和回馈制动导出了可逆系统结构，又从可逆系统引起的环流问题导出有环流和无环流控制策略；再从调压调速的限制和宽调速范围的要求引出带弱磁控制的非独立弱磁控制系统。
问题一步一步深化。但思考问题的出发点是电压平衡方程式，磁链平衡方程式，转矩平衡方程式，再加半导体开关的特性导致的电力电子电路中的特殊问题（也就是电力电子技术），同时分析时用到了电路和电机中的基本概念如输入功率、输出功率、转差功率、功率因
数、效率、损耗等等。
1闭环控制静差率与调速范围重点掌握
可控直流电源VM系统的主要问题直流脉宽调速系统的主要问题单闭环稳态分析PI调节器
2 双闭环
稳态数学模型及动态性能分析非典型系统的典型化弱磁控制
实验电路模拟式PI调节器，过电流保护电路
3 数字控制（了解）
数字测速数字PI调节器及其设计方法
4 可逆系统（掌握）
5 变压调速及其软起动器（了解）
6.1 VVVF 控制方式（掌握）
机械特性比较三段式控制
6.2 PWM 模式spwm chbpwm svpwm （了解）
6.3 变频器的主要类型（了解）
6.4 标量控制系统转速开环转速闭环转差频率控制（一般掌握）6.5 矢量控制原理坐标变换转子磁链定向（一般掌握）
6.6 矢量控制系统直接矢量控制间接矢量控制转子磁链估计和观测（理解）
6.7 直接转矩控制定子磁链的估计和观测（理解）
7 串级调速系统（高效率低功率因数）（掌握）
双馈调速的5种工况串级调速的工作原理起动停车顺序转子整流
电路的特点及对机械特性的影响串级调速系统的功率因数及其改进方案双馈调速系统（了解）
8 同步电动机变频调速（了解）
特点及其类型他控变频（转速开环，交交变频，气隙磁场定向）自控变频（无刷直流，永磁同步电动机）
四复习要点
1直流电动机调压可获得恒转矩调速。调励磁可获得恒功率调速。用不同调速方法的直流调速系统有不同的调速特性。生产机机械有不同的负载转矩特性，采用可调速传动装置时需考虑使装置的调速特性与负载的要求相匹配，以获得良好的技术经济效果。负载特性与电机电磁转矩特性的配合（负载特性：1 恒定阻转矩负载 2 位能性负载 3 转矩随转速变化的负载（通风机型，恒功率，转矩与转速成比例）4转矩随位置变化的负载）调速特性与负载调速要求的不匹配问题采用保种调速方式要考虑负载调速要求。当两者不匹配时，电动机的容量就得放大。电磁转矩在弱磁时具有恒功率性质，但仍能带动恒转矩负载。
2 供变压调速使用的可控直流电源有：旋转变流机组、静止可控整流器与直流斩波器。直流斩波器不同于相位控制调压的可控整流器，它是通过改变主开关元件的通断时间比例即占空比来调压的，有一系列优点。
3 V-M系统的几个特殊问题可归结为：整流电压的相位控制、整流电
流的平波与波形的连续、调速机械特性及其分区。V-M系统的完整调速机械特性包含整流状态下与逆变状态、连续区与断续区。
4 调速范围与静差率是调速系统的两个相互关联的稳态性能指标。闭环控制相对于开环控制来讲，可使系统稳态性能指标得到改善。正确理解调速范围的静差率中的理想空载转速指的是稳定运转的最低转速对应的理想空载转速，这就将调速范围和静差率联系起来了。闭环后，由于反馈作用降低了静差率，提高了调速范围。这部分内容要求会计算，会分析，会证明。
加转速负反馈和比例调节器的系统，可使稳态速降减小，但总是有静差，不可能使速降为零。该系统中，被反馈环所包围的加于控制系统前向通道上的各种扰动对转速的影响，都受到反馈控制的抑制。但反馈控制无力克服给定电源和检测反馈元件的误差。按照反馈控制的原理，即要控制什么物理量，就必须检测或间接检测这个物理量并变成电信号，组成闭环控制系统。
5单闭环系统的静态结构图和动态结构图应会推导。在作闭环调速系统的稳态参数计算时，可根据稳态性能指标、电动机及其它控制部件的已知参数来计算反馈检测元件与放大器的参数，这首先需找出系统的输入输出关系。然后根据各环节输入输出关系的算式来推导。也可根据结构图通过运算求出。
6 在有静差单转速闭环系统中，可以用电流截止负反馈来抑制突加给定电压的电流冲击，以保证系统有较大的比例系数来满足稳态性能指标。
7 P调节器动态响应快但静态有误差，且为保证较小的静差需要较大的放大系数，这就可能使得系统出现动态不稳定。I调节器静态无差但动态响应慢也会使系统不稳定。PI调节器综合了P和I调节器的优点，可使得系统响应较快且无静差。
8 根据直流电动机的电压平衡方程式，转矩平衡方程式，可以得到电机的动态模型。根据整流器的输出与输入关系，可将其视为一个惯性环节。
8 在带电流正反馈的电压负反馈调速系统中，省去了测速装置。但必须采用电流正反馈补偿电枢电阻引起的稳态速降。全补偿可做到无静差，但系统已处于稳定边缘，故不能指望用这类系统实现无静差调速。双闭环直流调速系统（重点）
1 转速电流双闭环调速系统克服了单闭环调速动态电流无法控制的缺点。可以根据原理图画出稳态结构图，进而得出静特性方程式。对于PI调节器组成的双闭环系统，其稳态参数计算比较简单。转速反馈系数和电流反馈系数可按照最高电压和最大电流及调节器的线性工作电压（或在数字系统中按位长）来选择。带饱和非线性的PI调节器组成的双闭环调速系统是本次课程的重点内容。利用饱和来实现准最优时间控制。要调节起动、制动电流的大小，只能是在正确调节电流反馈系数的基础上，调节ASR的限幅值。也就是调节ASR中的限幅电路中的电位器。注意起动、制动电流需调节不同的电位器。对于正向电压给定，起动时，由于ASR反向，输出负的电压，所以应调节负电压限幅值。而对于制动，调节正电压限幅值。对于双闭环系
统的稳态计算，见P55式（3-3）、（3-4）、（3-5）。是重点掌握的。PI 调节器的输出与输入无关，是由后面环节的需要决定的。这一原理，在控制系统中经常用到。
2 根据双闭环系统原理图，可得到动态结构图。双闭环系统的特点是利用饱和非线性实现了“准时间最优”控制，但带来了转速超调。可以用附加微分控制器或采用智能控制器和内模控制器来改善动态性能。双闭环系统的另一特点就是稳中求快。先设计和调试内环，使其稳定并满足动态性能后，再设计和调试外环。这个前提是内环控制量比外环控制量变化慢得多（10倍以上）。
3 系统动态性能或调节器的工程设计基本思想是非典型系统的典型化，具体来讲就是零极点抵消方法再加上工程近似法。注意一般都是抵消大的惯性环节。一般电流环设计为典型I型系统，因为电流环强调跟随性能；而转速环设计为典型II型系统，因为转速环强调抗干扰性能。在微机控制系统中，将闭环控制视为运算，采用定时运算的方法实现实时控制。也就是说闭环控制可视为定时中断服务程序中间的运算，也就是说包括采样实际反馈值并加以滤波、计算给定与反馈的误差，对误差进行PI运算，输出PI运算结果。由于电流比转速变化快得多，电流定时器设置要比速度环定时器短得多。定时器设置的时间就是采样周期。采样周期一般按控制对象的惯性时间常数来设定，最低要满足香农采样定理，以减小采样失真。实际的采样周期远小于香农采样定理计算值，并在实际调试中予以调整。采样周期越短，调节器的设计就可按连续系统设计再离散化。也可采用直接离散化的
方法来设计调节器。在计算机系统中，PI调节器必须离散化。而PI 调节器的离散化形式有很多种，如积分分离算法，增量式算法等。
4 在需要宽调速范围的直流调速系统中，常采用电枢电压与弱磁的配合控制。即基速以下调压调速，电磁转矩的性质属于恒转矩。而基速以上，由于电机电压的限制，只能弱磁调速，这时，其电磁转矩的性质属于恒功率。这就是说，控制规律要按照控制对象的物理约束来合理进行。
可逆调速系统
1 从电动机转矩公式可得出改变转矩方向的两种基本方法：改变电枢电流或改变励磁磁通的方向。采用接触器切换、晶闸管开关切换、反并联线路都能实现。前两者都只适用于动态性能要求不高的情况。由于励磁绕组电感量大，改变励磁磁通方向的方法只适用于对快速性要求不高、正反转不频繁的可逆系统。
2 即使不需要正、反转，但只要它需要快速回馈制动，就必须采用正反两组晶闸管装置供电。因为回馈制动需使反组晶闸管工作在有源逆变状态才能实现。有源逆变需要一定的条件。而且有源逆变须防止逆变颠覆造成过电流的故障发生。但是，在位能式负载的情况下可以在只有一组晶闸管的情况下实现回馈制动（它可在二象限即I，IV象限运行）。
3 环流是采用正、反两组晶闸管供电后带来的新问题。可分为有环流系统和无环流系统。有环流系统中必须加环流电抗器，而无环流可省出环流电抗器，在控制策略上必须加上无环流逻辑来控制选触开关。
4仔细分析配合控制有环流可逆调速系统的正向制动过程，可以看到，过渡过程包含本组逆变、它组制动两个阶段，而它组制动又可分解为建流，逆变和减流三个子阶段。但最主要的是它组逆变电动机回馈制动阶段。该系统的突出优点是正反转时起动与制动过程完全衔接而适合快速正反转，但需要增设环流电抗器而增加负担，因此只适用于中、小容量系统。而采用逻辑无环流控制实现选触，可节省一套电流调节器与触发装置。
5 除了晶闸管直流电动机外，采用直流PWM调速系统，具有线路简单、功耗低、效率高和功率因数高、动态性能好等一系列优点。闭环PWM调速系统的静、动态分析与晶闸管调速系统基本上一样，所以重点在对主回路、PWM控制电路及其它特殊问题进行讨论。主回路分为不可逆、可逆；可逆又分为双极式，单极式和受限单极式。PWM 全控型双极性桥式变流器供电的直流电动机分析见书中P14-15。其中的一个特殊问题是电能回馈与泵升电压的问题。这个问题同样出现在交直交变频器的主回路上。
交流调速的基本类型和交流变压调速系统
1 交流调速系统按对转差功率的处理方式分为三类：转差功率消耗型、回馈型、不变型。
2相比较而言，变压调速适合于风机泵类负载。而对于恒转矩负载，变压调速的电动机，由于转差功率损耗与转差率s成正比，所以不宜长期在低速下工作。
3 对于大容量的异步电动机，不能直接通电起动。必须采用降压起动，
而虽然降压导致起动电流下降，但由于起动转矩与电压的平方成正比，又会出现起动转矩不够的问题。因此，降压起动只适用于空载起动。异步电动机在额定工况下运行时效率较高，异步电动机长期轻载时，由于输出功率很小，使得其它功率所占成分较大，使得效率很低。因此，有限地降低定子电压，可以降低气隙磁通，同时降低铁损和励磁电流，达到节能的目的。另外，VVVF 变频也可用来作软起动和空载节能，而且比调压方式更理想。由于调压调速能耗大，谐波严重，正在被变频调速所取代。只是在大容量的简单的软起动中发挥一定作用。
第6章 异步电动机调速系统
1变频调速的控制方式：根据变压器绕组电动势公式，可以得出稳态时保持定子磁通恒定时必须进行VVVF 变压变频协调控制；根据异步电动机的稳态等效电路，可以分析出恒压频比，怛定子磁通频比，恒气隙磁通频比，恒转子磁通频比的机械特性如图6-6。相关分析见式6-10，6-15，6-18。
1. 从异步电动机稳态等效电路图6-5可以看出，如果抬高定子电压，能维持c E g =1/ω，会使线性段范围比c U s =1/ω更宽，但仍具非线性特征，也就是具有最大转矩；而进一步抬高定子电压，维持c E r =1/ω，则转矩仅与转差频率成正比，变成线性的而不再是非线性的。其条件是保持转子全磁通恒定不变而不是保持定子磁通或气隙磁通不变。而动态保持转子磁通恒定正是转子磁场定向矢量控制的控制规律。图6-6的比较与分析是重点。其实质是漏抗压降导致了机械特性的非线
性。而恒转子磁通频比控制，抵消了转子漏抗的压降，所以将机械特性变成了线性的。气隙磁链αΨ
αΨ是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链
r s αi Ψm m L L +=i
2. 定子磁链s Ψ
s Ψ
是气隙磁链αΨ与定子漏磁链s σΨ之和。 r s s
r s αs i i i i i ΨΨΨm m m s L L L L L s s +=++=+=σσ
3．转子磁链r Ψ
r Ψ是气隙磁链αΨ与转子漏磁磁链s σ
Ψ之和 r r m r
r m m αr i i i i i ΨΨΨL L L L L s s +=++=+=σr σs
αΨ、s Ψ、r Ψ均以同步速ωS 旋转，三者的差距为漏磁链。
VVVF 的控制规律为三段式：基频以下小于5HZ 时，抬高电压补偿定子压降伏；基频以下大于5HZ 时，恒压频比；基频以上，则恒定电压，弱磁升速；
2采用VVVF 可以实现同步电动机的软起动但不能完全克服振荡及失步现象。为此，必须设计给定积分器使定子频率不要变化过快。这也就间接限制了起制电流。同样，在异步电动机VVVF 系统中，由于转矩与转差成正比，限制了定子频率变化率也就限制了转子转差也就间接限制了转矩即限制了起制动电流。
3 变频器分为交直交（间接变频）和交交变频（直接变频）两种。交
直交变频又分为电压源型和电流源型。交直交变频器因调压与调频环节有差别，又有多种分为：可控整流器调压与六拍逆变器、不控整流器加斩波调压与六拍逆变器、不控整流加PWM同时变压变频的逆变器。交直交变频器分为电压源型和电流源型。直流输出通过并联电容输出的是电压源型变频器，通过串联电感输出的是电流源型变频器。而采用二极管不控整流器加全控型PWM逆变器构成的变频器中，SPWM逆变器是同时实现变压变频的。但可控整流器加可控逆变器构成的晶闸管交直交变频器，是通过整流器调压，面逆变器变频。即变压和变频是分开的。交-交变频所用元件多，输出频率受限，最高频率不超过电网频率的1/3—1/2。所以只适用于低速大功率拖动系统。
4 SPWM控制模型主要分为电压正弦，电流正弦，磁通正弦三大类。还有消除指定次数谐波的控制技术。其中电流正弦也就是电流滞环跟踪PWM由于易于用模拟电路实现而较常用。而SPWM适用于微机控制，也有专用集成电路实现的。SVPWM由于TI公司的DSP中具有硬件产生电路，且比SPWM具有更高电压利用率，谐波分量小，正在推广应用。由于二极管输出直流电压幅值不变，所以SPWM逆变输出的是一系列等幅不等宽的矩形脉冲，其面积等效于正弦波面积，即平均值等效于正弦波。而SVPWM输出电压比SPWM高出15%，即直流电压的利用率高。
5 VVVF转速开环系统中由于本身没有自动限制起制动电流的作用，因此频率设定必须通过给定积分算法（电路）产生平缓的升速或降速
信号；由于滑差较小时，转差频率与转矩成正比，因此控制转差频率也就间接控制了转矩，但其前提条件是保证气隙磁通不变，这可以根据图6-41的函数关系控制定子电压和频率来保证。转差频率系统可以构成双闭环系统，但还达不到直流双闭环系统，其原因是只在稳态下保证气隙磁通不变，没有控制定子电流的相位，而且存在正反馈环节也就影响控制的性能。
6 异步电动机是多变量、高阶、非线性、强耦合的系统。坐标变换是交流电机矢量控制的基础。根据磁动势或旋转磁场相等的原则，三相交流绕组可用二相交流绕组等效；3/2是三相静止坐标变成二相静止坐标，其目的是减少变量，即降阶。还可以用二相相互垂直的直流绕组旋转等效；矢量旋转变换VR是将两相静止坐标变换到二相旋转坐标系，将交流量变换到直流量，扩展了频带，提高了动态响应。二相旋转坐标系中很有用的一种是两相同步旋转坐标系DQ系，其旋转速度等于同步角速度。所以DQ系对于转子来讲按转差频率旋转。将DQ系定向到转子磁链方向，称之为MT系。也就是按转子磁链定向的旋转坐标系。这样的好处，如果保持转子磁链恒定并使之全在M 轴，可将定子电流的励磁分量和转矩分量解耦，从而可以将之变成单变量系统，可单独闭环控制。而按照矢量控制方程6-135，6-136，6-137可以保证这一点。再加除法器可以将电流控制型的异步电动机分解成转速和磁通两个独立的线性子系统。其条件是式6-128，结果是6-129，式6-135，6-136构成的矢量控制方程式。反过来，根据矢量控制方程式，就可以像直流电机一样分别控制磁通和转速、电流分量来构建
单闭环控制系统了，也就保证了转子磁通动态恒定并使分解到M轴上。
7 带磁链闭环和转速闭环的称为直接矢量控制，其中转子磁链计算是关键，计算模型中分为电流模型和电压模型两种。电流模型可分为两相静止坐标系和两相旋转坐标系两种，（如式6-142，143）；电压模型（式144，145）更适合于中、高速范围，电流模型适合于低速。
8磁链开环转差型矢量控制系统也称为间接矢量控制系统。因为磁链闭环的系统中，磁链计算不准确，反而不如采用磁链开环控制，这时采用转差频率式的矢量控制方程，可以构成系统。转差频率式的矢量控制系统与转差频率式的标量控制系统不同的是控制了定子电流的幅值和相位。
9 直接转矩控制系统其特点是构成转矩和磁通闭环，采用非线性控制器构成砰砰控制器，利用转矩和磁链控制器输出的误差信号共同直接产生电压的SVPWM波形。直接转矩控制体现了人工智能的思想，又是一种查表控制。这样控制了定子磁链和转矩，可以得到较快的转矩响应。由于是在定子坐标系，所用的转矩计算模型和磁链计算模型都是在两相静止坐标系上进行的，这就避开了旋转变换，简化了系统结构。直接转矩控制低速时的转矩脉动和磁链计算误差仍是待解决的问题。直接转矩控制与矢量控制系统的初步比较见表6-1。
异步电动机双馈调速系统
1 双馈就是除了电机与交流电网直接连接外，转子侧也要与交流电网
或外接电动势相连。从电路拓扑结构看，可认为是在转子绕组回路中附加一个交流电动势。在恒定负载下，转子串附加电动势与转子电动势的同相时，电机可工作在超同步状态电动或回馈制动；而反相时，电机工作在次同步状态电动或回馈制动。而在位能负载时，转子串附加电动势与转子电动势反相时，还可工作在反转倒拉制动状态。要实现回馈制动，转子变频器必须能够进行双向功率流动，转子变频器只能输出转差功率时，则只须单向变频器。
2次同步电动状态下的双馈系统称之为串级调速系统，可用交直交变频器来实现交交变频，也就转子侧为不控整流器，经过有源逆变回馈电网。可通过调节逆变角实现平滑无级调速。
由于定子侧输入有功功率，而转子侧输出有功功率，所以串调效率高。由于转差功率与转差功率成正比，使得转子变频器的容量、电压等级与调速范围成正比，因此，从经济角度出发，串级调速和双馈调速常用于有限范围调速，而很少用于全范围调速。由于转子整流器不可控，所以不能实现电气制动，只能靠负载自由停车。
3虽然回馈转差功率效率高，但同时定子侧和转子侧都要吸收无功功率，所以功率因数低。普通串级调速系统是一种高效率低功率因数的系统。而且随着转差率的增大，也就是转速的降低，功率因数也降低，逆变器相控是功率因数低的主要原因。为提高功率因数，可采取斩波器的方法来固定逆变角；还可用PWM变流器取代晶闸管逆变器；内馈就是将转差功率不是回馈电网而是直接回馈定子，这必须在定子上增设一个小功率的调节绕组，通过这个调节绕组的设计还可以抵消晶
闸管逆变器电流谐波中3次和5次分量。
4 由于异步电动机折算到转子侧的漏抗值比一般整流变压器的等效漏抗大，所以转子整流电路的换相重叠现象导致了转子等效电阻加大，使得串级调速机械特性变软，最大转矩减小。串级调速如同直流电动机一样可采用双闭环结构。但其等效电动势参数不是常数，从而使得转子直流回路的时间常数和放大系数都是转速的函数，而异步电动机的机电时间常也是转速和电流的函数。这使得调节器的参数设计困难，必须采用变参数或自适应设计，才能保证在整个调速范围动态性能一致。
5 由于变频器是按有限调速范围设计的，所以变频器只能承受串调运行时的转子电动势。而起动到串调前的低转速时，转差大，转子电压高，所以一般串级调速系统不能直接起动，只能依靠频敏电阻起动到串调运行允许的最低转速才能加入串调装置。由于是有源逆变，所以逆变器应该先投入工作，而最后切离系统。对于有源逆变来说，最严重的故障是逆变失败导致的过电流，逆变失败的物理原因是机械能无法回馈变成电能，这其中有可能是电网瞬间停电，逆变时丢脉冲。对此，应加设瞬间停电保护措施。因此，串级调速起动和停车时开关的分合闸有严格的顺序。当转子变频器故障时，还可以切换到无调速状态即最高转速下短期运行。
同步电动机变频调速系统*
1 同步电动机变频调速属于转差功率不变型。同步电动机的矩角特性使得它不具备自起动能力，而在转子上加笼式绕组可以利用异步电动
机转矩与转差成正比的特点实现异步起动。但如果转子落后的角度太大，便可能造成振荡到失步。采用VVVF可以实现同步电动机的软起动但不能完全克服振荡及失步现象。为此，必须设计给定积分器使定子频率不要变化过快。这也就间接限制了起制电流。同样，在异步电动机VVVF系统中，由于转矩与转差成正比，限制了定子频率变化率也就限制了转子转差也就间接限制了转矩即限制了起制动电流。
2 就频率控制而言，同步电动机变频调速系统可分为他控变频和自控变频两种。他控变频的特点是控制定子频率，而转子频率随之变化。换名话说，转速随着定子频率而变化，但负载较大时，转子转速可能跟不上定子频率变化，就会出现振荡或失步现象；自控变频则是利用转子位置检测器来检测转子位置和转速（频率）即转子位置的变化后控制定子的频率，使定子频率跟随转子频率变化。他控变频同步电动机系统常用的包括转速开环恒压频比控制和交交变频大型低速同步电动机调速系统及高性能的气隙磁场定向的矢量控制系统。
3自控变频同步电动机调速系统是典型的机电一体化产品。梯形波（方波）变频调速系统即无刷直流电动机变频调速系统和永磁同步电动机变频调速系统是两类重要的应用越来越广泛的自控变频同步电动机调速系统。目前，常用于中小功率的伺服系统和体积空间要求严格的独立电源供电的驱动系统如车辆和船舰。梯形波变频也称无刷直流电动机，它与永磁同步电动机一样都属于同步电动机。两个系统的主要区别在于：一方面，电机绕组设计使得气隙磁场或反电势波形不同，一个是梯形波一个是正弦波。另一方面，转子位置检测方式不同，一
个离散位置检测另一个是连续位置检测。梯形波电动机如果忽略换相过程，可视为恒定电流和恒定反动势，即可等效为无刷直流电动机，可采用类似于直流电动机的方法来控制。这样控制结构简单。但由于离散位置检测检测导致开关换流时电流跳变从而导致了转矩脉动。而永磁同步电动机由于装设了昂贵的连续转子位置检测器（如旋转变压器）可实现高性能的伺服控制。由于是正弦波交流，可采用矢量控制。当按转子磁链定向，定子电流励磁分量为零时，可得到如同直流同步机一样的转矩控制特性。控制的关键在于准确检测转子的空间位置。控制系统要比异步电动机简单。因为是同步电动机，这两种电动机的起动都是一个特殊问题。常规永磁电动机的最大局限是很难实施弱磁控制，只能在基速下调速。只有专门设计的电动机称之为IPM同步电动机，可以实现基速以上的恒功率运行。
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
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，
1. 雅典奥运会举行的首届现代奥林匹克运动是（A ）年。 A ．1896 B ．1897 C ．1898 D．1899 2. 以自我（B）为基本活动方式来实现对自身的改造，是体育的特有属性。 A. 体育锻炼 B.身体活动 C.强体健身 3. 体育一个重要目标就是教会人们去（A）利用、保护和促进身体发展， 它是一种用身体而又去完善身体的活动过程。 A. 合理有效地 B.循序渐进地 C.持续不断地 D.周而复始地 4. 体育是（B）的结晶，直接或间接地影响人的社会化进程。 A. 物质文明 B.人类文化 C.历史发展 5. 体育属于文化的范畴，是（D）的一个有机组成部分。 A. 中华文化 B. 民族文化 C. 各国文化 D. 大众文化 6. 全面提高大学生（B）水平是学校体育教育工作的基本内容。 A.身体健康 B.身心健康C体质健康 7. 大学体育对大学生（C）教育培养以及人格、品质的陶冶塑造的积极、独特的作用。 A.文化、专业的 B.思想、道德的 C.身体、心理的 8. 大学体育的（A）与育人功能正逐渐被人们所认识和推崇。 A.健心功能 B.锻炼功能C教育功能 9. 身体活动不仅能够（C）、提高素质，还可以消除紧张情绪、调节心理状态。 A.体育锻炼 B.活动筋骨C增强体质 10. 大学体育的目标之一是进一步理解个人健康和群体健康的（B），培养合 作精神、竞争意识和交往能力。 A. 意义 B. 关系 C. 涵意 11. 现代社会健康的定义：健康不仅仅是没有疾病，而且还包括（A）、社会 适应良好和道德健康。 A.心理健康 B.身体健康C体质健康 12. 健康的水平可分为：最佳健康、一般健康、（C ）。 A.不健康 B.次健康 C.亚健康 13. 目前危害人类的三大杀手：（A ）。 A. 心血管病、恶性肿瘤、糖尿病 B. 心血管病、恶性肿瘤、精神病 C.心血管病、恶性肿瘤、流行病
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 B C D 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 ⅠPI B ⅡPI C ⅠP D ⅡP 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？ 3.采用双极型PWM变换器的调速系统，当电动机停止时，电枢电流是否等于零，为什么？ 4. 假设某转速单闭环调速系统的电源电压突然降低，则该调速系统将如何进行 调节，请结合稳态结构图加以说明。 5. 转速、电流双闭环直流调速系统设计后，ASR限幅对应倍额定电流，但是在空 载额定励磁稳速运行时突加额定转矩负载，转速不能回到给定转速，请分析原因？ 6. 在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带 额定负载运行时，转速反馈线突然断线，试分析系统进入稳态后调节器、转速、电枢电流的情况。 7. 写出直流电动机反馈闭环调速系统的临界放大系数表达式，并请说明表达式中各个参数含义。 8. 请写出双闭环调速系统起动过程的三个特点。 9. 请简述H型双极式PWM变换器的缺点。 四、设计题 1、某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下： 直流电动机220V、136A、1460r/min，C e=r，允许过载倍数λ=。 晶闸管装置放大系数40。 电枢回路总电阻Ω。 时间常数T l=，T m=。 电流反馈系数β=A（≈10V/），转速反馈系数α=r（≈10V/n N）。 将电流环校正成典型Ⅰ型系统，取KT=；将转速环校正成典型Ⅱ型系统，取h=5。电流环滤波时间常数；转速环滤波时间常数。 请选择并设计各调节器参数。 2、有一转速、电流双闭环调速系统,已知电动机参数为：P N =，U N =220V， I N=28A，n N=1490 r/min，电枢回路电阻R=Ω,允许电流过载倍数λ=，电 磁时间常数T L=，机电时间常数T m=，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R res=Ω，平均失控时间常
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
乒乓球试题 一、判断题 1.乒乓球是一项集力量、速度、柔韧、灵敏和耐力素质为一体的球类运动。答 案：true 2.乒乓球运动可以促进大脑的血液循环，供给大脑充分的能量，具有很好的健 脑功能。答案：true 3.乒乓球运动可以提高身体的协调和平衡能力。答案：true 4.乒乓球运动对保护视力和预防近视起到积极的作用。答案：true 5.乒乓球比赛实行的是每球得分制。答案：true 6.现行的乒乓球比赛方法，团队赛每场五局三胜，单项赛七局四胜。答案：true 7.乒乓球比赛，每局十一分制，先得11分为胜，但10平以后，净胜2分为胜。 答案：true 8.乒乓球比赛，每2分球换发球，直到一局结束，但10平以后，每1分换发 球。答案：true 9.乒乓球比赛的场地标准，长不小于14米，宽不少于7米。答案：true 10.乒乓球球台，长2.74米，宽1.525米，高76厘米。答案：true 11.球拍两面不论是否有覆盖物，必须无光泽，且一面为鲜红色，另一面为 黑色。答案：true 12.球网装置包括球网、悬网绳、网柱及将它们固定在球台上的夹钳部分。 答案：true 13.球网高15.25厘米。答案：true 14.击球时，可以用光板（没有覆盖物）将球击过去。答案：false 15.击球时，击在手指上，将球击过去是不可以的。答案：false
16.击球时，击在拍柄上、拍边上，将球击过去是不合法的。答案：false 17.比赛时，可以将球拍扔出去击球。答案：false 18.比赛时，不执拍手可以触及台面。答案：false 19.比赛时，可以移动台面，只要不是故意的。答案：false 20.对方击球后，在比赛台面上方或向比赛台面方向运动的球，尚未触及本 方台区，即触及本方运动员或其穿戴（带）的任何物品，即为阻挡。答案：true 21.发球时，球必须在球台台面水平面以上。答案：true 22.发球时，可以在端线内发球。答案：false 23.发球时，必须近乎垂直地向上抛球。答案：true 24.发球时，必须等球下落时才能击球。答案：true 25.从发球开始，到球被击出，不能被发球员或其双打同伴的身体或他们所 穿戴（带）的任何物品挡住。答案：true 26.比赛开始时，发球、接发球和方位的选择由运动员商量决定。答案：false 27.双打比赛时，发球只能从右半区发到右半区。答案：true 28.双打比赛，每次换发球时，前面的接发球员应成为发球员，前面的发球 员的同伴应成为接发球员。答案：true 29.双打比赛，决胜局中，当一方先得5分时，应交换方位，接发球次序不 变。答案：false 30.乒乓球和羽毛球一样，双打比赛，一名运动员可以连续击球。答案：false 31.乒乓球比赛，发现发球、接发球和方位错误应立即中断比赛，中断前的 比分一律无效。答案：false 32.乒乓球比赛实行轮换发球法，则每人轮发一分球。答案：true 33.实行轮换发球法后，下一局可以不再实行。答案：false
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）
1. 雅典奥运会举行的首届现代奥林匹克运动是(A )年。 A ． 1896 B ． 1897 C ． 1898 D．1899 2. 以自我（B）为基本活动方式来实现对自身的改造，是体育的特有属性。 A．体育锻炼 B．身体活动 C．强体健身 3. 体育一个重要目标就是教会人们去（A）利用、保护和促进身体发展，它是一种用身体而又去完善身体的活动过程。 A．合理有效地 B．循序渐进地 C．持续不断地 D．周而复始地 4. 体育是（B）的结晶，直接或间接地影响人的社会化进程。 A．物质文明 B．人类文化 C．历史发展 5. 体育属于文化的范畴，是（D）的一个有机组成部分。 A. 中华文化 B. 民族文化 C. 各国文化 D. 大众文化 6. 全面提高大学生（B）水平是学校体育教育工作的基本内容。 A. 身体健康 B. 身心健康 C.体质健康 7. 大学体育对大学生（C）教育培养以及人格、品质的陶冶塑造的积极、独特的作用。 A.文化、专业的 B. 思想、道德的 C. 身体、心理的 8. 大学体育的（A）与育人功能正逐渐被人们所认识和推崇。 A. 健心功能 B. 锻炼功能 C.教育功能 9. 身体活动不仅能够（C）、提高素质，还可以消除紧张情绪、调节心理状态。 A.体育锻炼 B. 活动筋骨 C 增强体质 10. 大学体育的目标之一是进一步理解个人健康和群体健康的(B)，培养合作精神、竞争意识和交往能力。 A. 意义 B. 关系 C. 涵意 11. 现代社会健康的定义：健康不仅仅是没有疾病，而且还包括(A)、社会适应良好和道德健康。 A. 心理健康 B.身体健康 C 体质健康 12. 健康的水平可分为：最佳健康、一般健康、(C )。 A. 不健康 B. 次健康 C.亚健康 13.目前危害人类的三大杀手：（ A ）。 A. 心血管病、恶性肿瘤、糖尿病 B. 心血管病、恶性肿瘤、精神病
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。（√） 速度定 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。（√）
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
大学体育理论考试试题 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
一、选择题 1、无氧运动的锻炼方式有( ) （A） A 短距离疾跑 B慢跑 C 游泳 D健身操 2、心率作为反映人体（）功能的客观指标之一（A） A 心血管系统 B 身体形态 C 身体素质 D耐力素质 3、正常成年人的血量占体重的（）（B） A 6%--7% B 7%--8% C 8%--9% D 9%--10% 4、如果以健身为目的的锻炼，一般人的运动频率应以每周（）次以上为适宜（B） A 2 B 3 C 4 D 5 5、改善亚健康状态的一种最有效，最廉价的手段是：（）（B） A 心理咨询 B 健身运动 C音乐治疗 D社会交往 6、高等学校体育的目的就是以运动和( )为基本手段，对大学生机体进行科学的培养，在提高人的生物潜能和心理潜能及社会适应潜能的过程中，进得、益智、促美，达到全面发展的教育总目的（B） A合理营养 B身体练习 C体育竞赛 D学习 7、根据目的、对象和社会施予的影响不同，目前通常认为体育可由哪三个主要部分组成 ( ) （A） A 学校体育，竞技体育和社会体育 B 娱乐体育，学校体育和竞技体育 C 社会体育，娱乐体育和学校体育 D 娱乐体育，社会体育和竞技体育 8、在原始社会，体育与生存需要之间的天然联系，主要表现在（）（A） A 谋生与防卫需要中 B 宗教与祭奠需要中 C 娱乐与游戏需要中 D 战争与掠夺需要中 9、社会环境引起的心理活动因素是复杂的，解决的办法也多种多样，但为了及时排除个人性格和心理状态中的不健康因素，宜采用下列哪种积极措施（）（C） A 采取睡眠疗法缓解精神疲劳 B 参加社交活动增添生活情趣 C 通过体育锻炼调节身心健康 D 广交知心朋友解除内心烦恼 10、体育作为一种传播体育价值观的理想载体，在激发爱国热情、振奋民族精神及培养社会公德等方面所引起的教育作用，是要教育人们（）（A ） A 积极参加社会体育 B 成为社会体育活动家 C 与社会保持一致性 D 树立个人奋斗目标 11、体育的娱乐功能，主要是为了满足下列哪方面的需要（）（C ） A 生存和发展需要 B 提高生物潜能的需要 C 精神和文化生活的需要 D 增强体质的需要 12、体育之所以具有军事功能，主要由于下列何种需要（）（B） A 娱乐与游戏 B 战争和训练士兵 C 保健和养生 D 竞技和运动 13、体育的经济功能，由下列哪个因素所决定（）（B） A 体育本身所具有的经济价值 B 体育与经济的相互促进作用 C 国民经济对体育的合理投资 D 体育促进了劳动生产力提高 14、体育的经济功能，最初是体育本身的发展，间接通过提高国民的身体素质，最终转化为（）（C） A 精神意志力 B 社会感染力 C 劳动生产力 D 政治鼓动力 15、我国高校体育的首要任务是（）（B）
问答题部分 1、试述交流调速系统要获得工业应用的条件，为什么 条件：（1）使用高转子电阻电动机 （2）系统工作点只是沿着极限开环特性变化 原因：能够在恒转矩负载下扩大调整范围，并使电动机能够在较低转速下运行而不致过热。 2、简述交流软启动器的作用。 定义：软启动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，它的主要构成是串接于电源与被控电极之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。 作用：防止电动机启动电流过大损坏电机，或造成电网电压下降过大，使电机无法正常启动。 3、简述恒压频比控制方式。 绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压s g U E ≈，则得：1 s U f =常值 这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时s U 和g E 都比 较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压s U 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。 4、交流电机矢量控制的基本思想是什么 基本思路：将异步电动机经过坐标变换等效在直流电动机，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，再经过相应的坐标反变换，控制异步电机。（关键词：坐标变换） 5、试分析矢量控制系统与直接转矩控制系统的优缺点。 VC 系统强调c T 与r ψ的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器，实现连续调节，可以获得较宽的调速范围，但是按 定向受电动机转子参数的影响，降低了系统的鲁棒性。DTC 系统则实行e T 与r ψ的砰-砰控制，避开了旋转坐标变换，简化了控制结构，控制定子磁链而不是转子磁链，不受转子参数变化的影响，但不可避免的产生转矩脉动，低速性能较差，调速范围受到限制。 6、试分析什么是转差频率控制转差频率控制的规律是什么（P188、189） 定义：控制转差频率就代表控制转矩，这就是转差频率控制的基本概念。 控制规律：（1）在s sm w w ≤的范围内，转矩e T 基本上与s w 成正比，条件是气隙磁通不变。 （2）在不同的定子电流值时，按下图的1s s U f w I =（）函数关系控制定子电压和频率，就能 保持气隙磁通m Φ恒定。
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
理论课试题 1、体育是一种特殊的社会现象，它是以发展身体，增强体 质、增进健康为基本特征的教育过程和___c___活动。 A、生产 B、劳动 C、社会文化 2、现代体育的范畴包括竞技体育、__c____和群众体育三个方面。 A、中学体育 B、大学体育 C、学校体育 3、学校体育是指通过体育课教学、__c___和训练以及运动 竞赛等形式来增强学生体质、促进身心健康与智力发展、培养良好的道德品质与个性特征的教育过程。 A、早操 B、课间操 C、课外体育锻炼 4、群众体育是指广大国民以锻炼身体来增强体质、增进健 康、调节精神和丰富社会文化生活为目的的___b___活动。 A、经济 B、体育 C、商业 5、体育的功能包括___a___、教育功能、娱乐功能。 A、健身功能 B、健美功能 C、健康功能
6、高等学校体育的目的就是以运动和 b 为基本手段， 对大学生机体进行科学的培养，在提高人的生物潜能和心理潜能及社会适应潜能的过程中，进得、益智、促美，达到全面发展的教育总目的。 A、合理营养 B、身体练习 C、体育竞赛 7、高等学校体育的目的是通过增强学生体质，促进身心健 康，掌握体育三基， a 培养审美和创造美的能力及培养高水平运动员来具体实现的。 Ａ、培养道德品质 B、提高运动水平 C、提高身体机能 8、高等学校体育的基本组织形式有 c 、课余体育活动。 A、体育训练 B、体育竞赛 C、体育课程 9、竞技体育是为了最大限度的发挥个人或集体的运动能力 去争取优异成绩而进行的 a 和竞赛。 A、运动训练 B、理论教学 C、基础练习 10、公元前300年，古希腊伟大思想家亚里士多德提出“ b ”名言。
一、选择题 1、无氧运动的锻炼方式有( )？（A） A 短距离疾跑B慢跑C 游泳D健身操 2、心率作为反映人体（）功能的客观指标之一？（A） A 心血管系统 B 身体形态 C 身体素质D耐力素质 3、正常成年人的血量占体重的（）？（B） A 6%--7% B 7%--8% C 8%--9% D 9%--10% 4、如果以健身为目的的锻炼，一般人的运动频率应以每周（）次以上为适宜？（B） A 2 B 3 C 4 D 5 5、改善亚健康状态的一种最有效，最廉价的手段是：（）（B） A 心理咨询 B 健身运动C音乐治疗D社会交往 6、高等学校体育的目的就是以运动和( )为基本手段，对大学生机体进行科学的培养，在提高人的生物潜能和心理潜能及社会适应潜能的过程中，进得、益智、促美，达到全面发展的教育总目的？（B） A合理营养B身体练习C体育竞赛D学习 7、根据目的、对象和社会施予的影响不同，目前通常认为体育可由哪三个主要部分组成？( ) （A） A 学校体育，竞技体育和社会体育 B 娱乐体育，学校体育和竞技体育 C 社会体育，娱乐体育和学校体育 D 娱乐体育，社会体育和竞技体育 8、在原始社会，体育与生存需要之间的天然联系，主要表现在（） （A）A 谋生与防卫需要中 B 宗教与祭奠需要中C 娱乐与游戏需要中D 战争与掠夺需要中 9、社会环境引起的心理活动因素是复杂的，解决的办法也多种多样，但为了及时排除个人性格和心理状态中的不健康因素，宜采用下列哪种积极措施？（）（C） A 采取睡眠疗法缓解精神疲劳 B 参加社交活动增添生活情趣 C 通过体育锻炼调节身心健康 D 广交知心朋友解除内心烦恼 10、体育作为一种传播体育价值观的理想载体，在激发爱国热情、振奋民族精神及培养社会公德等方面所引起的教育作用，是要教育人们（）（A ） A 积极参加社会体育 B 成为社会体育活动家 C 与社会保持一致性 D 树立个人奋斗目标 11、体育的娱乐功能，主要是为了满足下列哪方面的需要（）（C ） A 生存和发展需要 B 提高生物潜能的需要 C 精神和文化生活的需要 D 增强体质的需要
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
C 1、最适宜的锻炼频度是每周进行（）次。 A、1—2 B、2—3 C、3—4 D、4—5 A2、身高胸围和体重指数标准：（）为健壮。 A、0-10 B、10-20 C、21-25 D、26-35 A3、体育运动对大学生心理健康的影响具有提高心理素质宣泄情绪（）、调节生活和实现自我价值的作用。 A、增强社交能力 B、解除疲劳和精神紧张 C、完美人格个性 D、排除烦恼 A4、短跑速度取决于（）和保持（）的能力。 A、步频步幅、步频步幅 B、平时练习、下肢力量 C、步频步幅、下肢力量 D、平时练习、步频步幅 C5、构成人体健美的外在表现是（）。 A、骨骼 B、关节 C、肌肉 D、韧带 D6、人体生长发育到成年的过程中，新陈代谢的（）。
A、同化作用占优势 B、异化作用占优势 C、同化作用与异化作用趋于下降 D、同化作用与异化作用趋于平衡 A7、人体运动的杠杆是（）。 A、骨骼 B、关节 C、肌肉 D、韧带 D8、获得健康的身体最重要的是（）。 A、充足的睡眠 B、适当的营养 C、乐观的的情绪 D、体育锻炼 D9、体育作为一种传播体育价值观的理想载体，在激发爱国热情、振奋民族精神及培养社会公德方面所起的教育作用，是要教育人们（）。 A、积极参加社会活动 B、成为社会体育活动家 C、与社会保持一致性 D、树立个人奋斗目标 A10、重复训练的强度可达极限强度的（）%，使其达到锻炼负荷的有效价值范围。 A、90-100 B、80-90 C、85-95 D、70-90 C11、人体发育的最重要的年龄阶段是（）。 A、10—12 B、14—16 C、11—14
D、12--16 A12、有造血及储备钙磷等元素的机能的是（）。 A、骨骼 B、关节 C、肌肉 D、韧带 D13、面部擦伤后不宜使用的消毒药水是（）。 A、红药水 B、酒精 C、碘酒 D、紫药水 B14、延迟性肌肉酸病的处理方法为（）。 A、冷敷 B、热敷 C、加压包扎 D、脚抬高 A15、提高耐力素质的主要原则是使肌体的负担（）原来能负担的耐力水平。 A、超过 B、低于 C、等于 D、都不是 A16、根据目的、对象和社会施予的影响不同，目前普遍认为，体育可由（）组成。 A、学校体育、竞技体育和群众体育 B、学校体育、健身运动和娱乐体育 C、学校体育、健身运动和娱乐体育 D、学校体育、娱乐体育和群众体育