1.某调速系统的转速降为10r/min，试求转速在1000 r/min、100 r/min、10 r/min所占的百分比，并说明电机的工作状态。
只占1% 高速转动
只占10% 中速运转
占100% 电动机停转
2.某调速系统额定转速n ed=1430r/min，额定速降为?n ed=115r/min。当要求静差率s≤30%、s≤20%时，试求允许的调速范围。
解：若要求s≤30%，则调速范围
若要求s≤20%
3.某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机：P ed=60KW，U ed=220V，I ed=305A，n ed=1000 r/min，要求D=20，s≤5%。采用晶闸管电动机系统，已知主回路总电阻R=0.18Ω，电动机C e=0.2V.min/r。试问：
①当电流连续时，在额定负载下的转速降为多少？
②开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率为多少？
③如果满足D=20，s≤5%的要求，额定转速时的静差率应该时多少？
①
②5%的要求。
③
4.已知条件如上题，再增加两个条件：晶闸管整流装置的放大系数K s=30，转速反馈系数α=0.015V.min/r。试求满足闭环系统指标D=20，s≤5%，?n cl≤2.63r/min所要求的放大倍数K。
解：
因为
所以46
5.已知单闭环转速负反馈系统，R=1.0Ω，K s=44，C e=0.1925V.min/r，根据稳态性能指标D=10，s≤5%计算，系统的开环放大倍数K≥53.3。试分析系统能否稳定。
解：已知系统运动部分的飞轮力矩2210m N GD ?=，按保证电流dmon d I I %10min =时电流连续的条
，取H mH L 017.017==。
计算系统各时间常数：
s T s 00167.0= （三相桥式）
不稳定
6. 有一晶闸管直流电动机系统，电动机参数为P ed =2.5KW ，U ed =220V ，I ed =15A ，n ed =1500 r/min ，R a =2Ω，
整流装置内阻R s =1Ω，放大系数K s =30，要求D=20，s ≤10%。试求 ① 计算开环系统态速降和调速要求所允许的稳态速降。
② 采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图。
③ 调整该系统，使U *n =20V 时转速n=1000 r/min 。-此时转速负反馈系数应该为多少？ ④ 计算所须的放大器放大系数。 解：
① 先计算电动机的e C ，然后在计算稳态速降。 ed e a ed ed
n C R I U +=
③ 当U gn =20V 时，n=1000r/min ，则转速反馈系数为
④
8． 有一可控硅直流调速系统，已知：
P ed = 2.8KW ，U ed = 220V ，I ed = 15.6A ，n ed = 1500rpm ，R s = 1.5Ω，R a =1Ω，K s = 37， 给定电源为0 ~ 24V
求： 1. 计算系统开环工作时在D = 30时，S= ？ 2. 计算D = 30、S = 0.1时允许的静态速降 3.设用转速负反馈环节实现2.的调速指标，计算出当U gd = 24V 时调整电机在额定点工作所需的放
解：1.
2. 由上式公式可得：5.
5=?ed n 3.
9． 某双闭环直流调速系统的电流环ACR 已经设计完成，转速环的动态结构图如图所示，试选h = 5，按
典型Ⅱ型系统设计转速环ASR 。
解:结构图可以进一步简化，如下所示：
典型Ⅱ型系统的传递函数为：
10． 有一V-M
调速系统，电动机为：P ed = 2.5KW ，U ed = 220V ，I ed = 15A ，n ed = 1500rpm ，R s = 2Ω，整流
装置内阻R n =1Ω，K s = 30，要求系统调速范围D = 20，静差率s=10%。 求：1. 计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的静态速降。
2. 采用转速负反馈构成闭环系统，试画出系统的静态结构图。
3. 调整该系统，使当U gd = 20V 时，转速n = 1000rpm ，则转速反馈系数应为多少？
4. 解：
2. 采用转速负反馈的静态结构图如下图所示：
3.
11．某系统的传递函数()()()()
1005.0102.0125.03
+++=
s s s s W d ，用串联校正使之成为典型Ⅰ型系统，试确定调
节器及其参数并画出幅频特性，要求校正后ωc = 10.5。
解：对高频小惯性环节做合并处理，原系统变为：
当采用PI 调节器时，PI 调节器的传递函数为
12．某可控硅双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据为：
电动机D ：P ed = 550KW 、U ed = 750V 、I ed = 780A 、n ed = 375rpm 、C e = 1.92V/rpm 、λ=1.5
电枢回路总电阻：R Σ = 0.1Ω、K s = 75、控制对象时间常数：T l = 0.03s ，T m = 0.084s 、反馈滤波时间常数：T oi = 0.002s ，T on = 0.02s ，最大给定电压和调节器输出限幅电压均取12V ，调节器输入电阻R 0 = 40K Ω。
系统指标：稳态无静差，电流超调量σI % ≤5%，空载启动到额定转速时的转速超调量σn % ≤10%，电流调节器按典型Ⅰ型系统，KT = 0.5，试设计计算：
1. 电流反馈系数β和转速反馈系数α；
2. 选择转速调节器的结构并说明理由；设计转速调节器的R 、C 参数。
3. 计算电流环和转速环的截止频率ωci 和ω
cn ，检验是否合理。
1. 2. KT = 0.5 设计，电流环等效传递函数
，其中，s s s T T T oi s i 00367.0002.000167.0=+=+=∑
为保证系统无静差，则ST 系统采用PI 调节器，这样由于ST 的积分作用，可使转速无静差。因此转速闭环是Ⅱ二型系统，按典型Ⅱ二型系统设计，取h = 5，则：
PI 调节器的参数为：
3.
，ci cn ωω<<，外环截止频率远远小于
内环截止频率，设计是合理的。
13．如图所示直流调速系统方框图，ACR 为电流调节器。已知电枢电路时间常数
，，电枢电阻A V R s T K s T s T oi s s l /06.04.0,003.0,30,0017.0,09.0=Ω=====β无静差，电机在启动过程
中，使电流无超调。试求：
1. 选择ACR 调节器结构。
2.求调节器参数。
3.求开环放大倍数。
4. 若将调节器本身的放大倍数提高一倍，其超调量为多大？
解：1. 要稳态无静差，应选用PI 调节器；要使启动无超调，应按典型Ⅰ型系统设计，并取ξ=1.0，
3. K I = 53.2
4.若将调节器本身的放大倍数提高一倍，则K I T ΣI = 0.5，超调量为4.3%。
14．一个由三相零式可控硅装置供电的转速、电流双闭环调速系统，基本数据如下： 直流电机：P ed = 60KW 、U ed = 220V 、I ed = 305A 、n ed = 1000rpm 、C e = 0.2V/rpm 、λ=1.5
电枢回路总电阻：R Σ = 0.18Ω、K s = 30、控制对象时间常数：T l = 0.012s ，T m = 0.12s 、反馈滤波时间常数：T oi = 0.0025s ，T on = 0.0141s ，额定转速时的给定电压：（U gn ）ed = 15V ，调节器饱和输出电压：12V ，调速范围：D = 10。
B ：系统的静、动态指标为：无静差；电流超调量σI % ≤5%，空载启动到额定转速时的转速超调量σn % ≤10%，试设计电流调节器，画出电路图并计算R 、
C 参数；调节器输入电阻R 0 = 40K Ω。
C ：设计转速调节器并计算参数；
D ：在额定负载下，启动到额定转速时的超调量
解：A ：由于调节器的饱和输出电压为12V ，即电流环最大给定电压U gim =12V ，又最大启动电流为300A ，
U gn ）ed = 15V ，所以转 B ：为保证电流超调量σI % ≤5%，应将电流环效正成典型I 型系统，因此电流调节器应采用PI 调节器，
h = 5，速
15．双闭环直流调速系统采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电，基本数据如下：
直流电机：220V ，136A ，1460r/min ，电枢电阻0.2a R =Ω，过载系数 1.5λ=； 晶闸管装置：放大系数40s K =；电枢回路总电阻：0.5R =Ω； 电枢回路总电感：15L mH =；电动机总飞轮力矩：2
2
22.5GD N m =； 电流反馈系数：0.05/V A β=；转速反馈系数0.007min/V r α=； 滤波时间常数：000.0020.01i n T s T s ==，；
稳态指标：转速无静差；
动态指标：电流超调量5%i σ≤；空载起动到额定转速的转速超调量10%n σ≤。 设计：
确定时间常熟：
① 整流装置滞后时间常数 0.00167
s T s =; ② 电流环小时间常数：00.001670.0020.00367i s i T T T s s s ∑=+=+=； ③ 确定电流调节器结构和参数：
① 结构选择
根据性能指标要求：5%i σ≤，而且：
因此电流环按典型I 型系统设计，电流调节器选PI 调节器，其传递函数为
② 参数计算
为了将电流环校正成典型I 型系统，电流调节器的微分时间常数i τ应对消控制对象中的大惯性环节的时间常数l T ，即取；
0.03i l T s τ==；为了满足5%i σ≤要求，应取0.5I i K T ∑=，因此
于是可以求得ACR 的比例放大系数为：校验近似条件：
①
②
③ 忽略反电动势对电流环影响的条件
min/
V r 。所以
设计后电流环可以达到的动态指标为 4.3%5%i σ=≤ 满足设计要求。 ⑵ 转速环的设计
确定时间常数：
① 电流环等校等效时间常数：因为电流环是按典型I 型系统设计，且参数选择为0.5I i K T ∑=，因此电
流环等效时间常数为： 220.003670.00734i T s ∑=?=。 ② 转速环小时间常数n T ∑
已知转速滤波时间常数为00.01n T s =，因此转速环小时间常数为：
20.007340.010.1734n i on T T T s ∑∑=+=+=
确定转速调节器结构和参数： ① 结构选择
由于设计要求无静差，因此转速调节器必须含有积分环节，有考虑到动态要求，转速调节器应采用PI 调节器，按典型II 型系统设计转速环。转速调节器的传递函数为：
校验近似条件和性能指标： ①
可知1399.10.086734.6cn N n K s ωτ-==?=；
可知满足等效条件。
②
③ 转速超调量n σ
16．某双闭环调速系统，其转速环按典型II 型系统确定参数关系。一直系统的机电时间常数0.15m T s =，
电机在额定负载时的稳态速降0.3nom nom n n ?=，转速环的小时间常数0.015n T s ∑=，电动机允许的过载系数 1.5λ=，直流电机：220V ，136A ，1460r/min ，0.18e C =。求1电动机在理想空载下起动到额定转速时的超调量；2 电动机在额定负载下起动到额定转速时的超调量 解：如果按min r M 准则确定参数关系，并取中频宽度5h =。查表可知：
所以：1
7.3%
= 2.1%
17．有一V-M 调速系统，如图所示，已知数据如下：
直流电动机：10,220,55,1000/min 0.5nom nom nom nom a P kW U V I A n r R =====Ω， 整流装置：触发整流环节的放大系数44s K =，整流装置的内阻0.5rec R =Ω 生产机械对调速系统的稳态指标为：10,
5%D S ==。
求：⑴ 计算开环系统的稳态速降op n ?和调速指标所允许的稳态速降cl n ?；
⑵ 画出该系统的静态结构图；
⑶ 若当电动机运行于额定转速时的给定电压*
20n U V =，计算此时的转速反馈系数；
⑷ 计算满足稳态要求所需放大器的放大系数p K ；
解：⑴ 先计算电动机得电动势转速比e C 因为：nom nom a e nom U I R C n =+ min/
V r
闭环系统的稳态速降为： i n
⑵ 该系统的静态结构图如下图所示：
算此时的转速反馈系数为：
min/V r
⑷ 闭环系统的开还放大倍数为：
则所需的放大器放大系数为：
，若放大器的040R k =Ω，所以： 1011.740468p R K R k k ==?Ω=Ω，取规范值1470R k =Ω
18．如图所示，转速负反馈单闭环直流调速系统，已知数据为：
电动机：
22
2.2,220,12.5,1500/mn 1 1.5nom nom nom nom a
P kW U V I A n r R GD N m =====Ω=，，晶闸管装置： 采用三相桥式全控整流电路，电枢回路总电阻1a R =Ω，总电感42,40s L mH K ==；额定转速时
*
15n U V =；要求的稳态指标：15,5%D S ==。
问：⑴ 该系统能否稳定运行？为保证系统稳定运行的临界开环放大倍数为多大？
⑵ 当开环放大倍数为满足稳态要求的数值时，若系统不能稳定运行，对系统进行动态校正，是系统的相角裕量60γ>。
18. 在转速电流双闭环直流调速系统中，ASR 和ACR 均采用PI 调节器，已知电动机额定参数为nom U ，nom I ，
nom n ，a R ，功率放大器放大系数s K 和内阻rec R ，电动机的允许过载倍数为5.1=λ。
（1）若ASR, ACR 的限幅输出分别为*
im U 和ctm U ，如何确定转速反馈系数α和电流反馈系数β；
（2）设系统在额定情况下正常运行时，转速反馈线突然断线，系统的运行情况如何？写出此时系统中
*i U ，ct U ，d I ，d U 和n 的表达式；
（3）设系统拖动恒转矩负载在额定情况下正常运行，若因为某种原因励磁电流减小使磁通Φ下降一
半，系统工作情况如何变化？写出*i U ，ct U ，d I ，d U 及n 在稳定后的表达式；
系统在某一转速下带额定负载正常运行，电流反馈线突然断线，系统的运行情况如何变化？若系统最终仍趋于稳定，则稳定后系统的*i U ，ct U ，d U ，d I 及n 比原来有何变化？
解： （1）按最大给定电压*
nm U 对应电动机额定转速nom n 来确定转速反馈系数，因ASR 采用PI 调节器，稳态时an U U n n ==*，因此有nom nm an U =*，所以nom nm n U /*=α。
按电动机最大允许过载电流dm I 对应于ASR 输出限幅值*
im U 来确定电流反馈系数β，而ACR 又采用PI 调节器，则有* 1.5im im dm nom U U I I ββ===?，所以有nom im I U 5.1/*
=β。
（2）若系统在额定情况下正常运行，则有n n U U =*
，i i U U =*，且极性均相反。若转速反馈线断线，则0=n U ，ASR 只有输入*n U 而使其很快进入饱和，输出为限幅值*
im U ；由于i U 尚未变化使ACR 输出ct
U 上升而达到限幅值ctm U ，功率放大器输出电压达到最大值dm U ，d I 上升，使电动机电磁转矩e T 大于负载
转矩L T ，电动机加速，n 上升，电动势E 上升。最后当系统稳定下来后，dL d I I =（负载电流），**im
i U U =，cm ct U U =，ctm s d U K U =，e dL ctm s C I U K n /R))((负载电流-=。
（3）系统在额定情况下正常运行，nom n n =，nom d I I =。若磁通Φ下降一半，则n K E e Φ=下降，
d I 和i U 将随之增加，但因*i U 未变，在电流环调节作用下使d U ，ct U 下降以维持nom d I I =暂时不变，
从而使nom m e I K T Φ= 下降为原来的一半。电动机拖动恒转矩负载，L T 不变；所以L e T T <，电动机减速，
n 下降，n U 随之下降，因*n
U 未变，而使ASR 饱和，输出为*
im U ，在电流环调节作用下，电流上升达到nom dm I I 5.1=并维持不变，e T 因电流变大而回升，但也只能为原来转矩的75.05.15.0=?，仍然小于负
载转矩L T ，电动机转速将继续下降，直至0=n 。这时，*
*im i U U =，nom dm d I I I 5.1==，
R I R I U nom dm d 5.1==，s nom s d ct K R I K U U /5.1/==。
（4）若电流反馈断线，则因0=i U ，*i U 未变而使ACR 饱和，ctm ct U U =，d U 上升，d I 上升，n 上升，
n U 上升。但*
n
U 未变，因而使*i U 下降。由于速度环的自动调整作用，在系统最后稳定下来后，n 不变，d I 不变，因而d U ，ct U 都不会变，只有*i U 下降为零，即0*=i U 。
19. 设控制对象的传递函数为)
1)(1)(1)(1()(43211
++++=
s T s T s T s T K s W obj ，式中，21=K ，s T 43.01=，
s T 06.02=，s T 008.03=，s T 002.04=。要求阶跃输入时系统的超调量%5≤σ。
1. 分别用P, I, PI 和PID 调节器将系统校正成典型I 型系统，设计各调节器参数并计算调节时间s t 。
2. 能否用上述调节器将系统校正成典型II 型系统？ 解： 1. 校正成典型I 型系统时调节器参数计算：
（1）控制对象为0型系统，用P 调节器校正时，调节器传递函数为P P K s W =)(，需作近似处理后才能校正成典型I 型系统。令
s
T s T 111
11≈
+ 则校正后系统开环传递函数为
)
1()1)(1)(1()(43211+=
+++=
Ts s K
s T s T s T s T K K s W P 式中，11/T K K K P =，s T T T T 07.0432=++=。
为使%5≤σ，可取5.0=KT ，因此54.107
.0243
.05.05.011=??==
T K T K P ，调节时间s T t s 42.007.066=?==
下面需校验近似条件。 ①1
3
T c ≥
ω？ 因114.707.02121-=?==
=s T K c ω，而1198.643
.033-==s T ，满足近似条件。 ②3
21
31T T c ?≤
ω？
1322.15008
.006.01
31131-=?=s T T 满足近似条件。
（2）用I 调节器校正时，调节器传递函数为s
s W i I τ1
)(=
校正后系统开环传递函数为
)
1()1)(1)(1)(1()(43211+=
++++=
Ts s K
s T s T s T s T s K s W i τ 式中，s T T T T T 5.04321=+++=，i
K K τ1
=
，取5.0=KT ，则
s T K i 25
.05
.025.01=?==
τ 调节时间s T t s 35.066=?==。
因11-==s K c ω，而
12108.206
.043.01
31131-=?=s T T ，满足近似条件。
（3）用PI 调节器校正时，调节器传递函数为s
s K s W PI
PI 111
)(ττ+=，取s T 43.011==τ，且令s T T T T 07.0432=++=，校正后系统开环传递函数为
)
1()1()(11+=
+=
Ts s K
Ts s K K s W PI τ 同样，取5.01
1
==
T K K KT PI τ，则
54.107
.0243
.05.05.011=??==
T K K PI τ 调节时间s T t s 42.007.066=?==。
（5）
用PID 调节器校正时，调节器传递函数为
s
s s s W PID τττ)
1)(1()(21++=
取s T 43.011==τ，s T 06.022==τ，令T s T T ==+=+01.0002.0008.043，则校正后系统开环传递函数为)
1()1()(1+=
+=
Ts s K
Ts s K s W τ，仍取5.01==T K KT τ，则 s T K 04.05
.001.025.01=?==
τ 调整时间s T t s 06.001.066=?==。
校验近似条件：150-==s K c ω，而
1433.83002
.0008.01
31131-=?=s T T ，满足近似条件。
比较采用不同调节器时的s t ，可知采用 PID 调节器调节时间最短，效果最好；采用I 调节器调节时间最长，效果最差；采用P 调节器和PI 调节器虽然有相同的s t ，但采用P 调节器时系统是有差的，因此两者的稳态性能截然不同。
2. 校正成典型II 型系统时调节器参数计算：
（1）由于控制对象传递函数中不含领先环节，P 和I 两种调节器也不含领先环节，因此采用P 调节器和I 调节器无法将控制对象校正成典型II 型系统，采用PI 调节器或PID 调节器才有可能将控制对象校正成典型II 型系统。又由于控制对象传递函数中不含积分环节，需作近似处理后才能采用PI 或PID 调节器将系统校正成典型II 型系统。令
s
T s T 111
11=
+ 将惯性环节近似为积分环节，近似条件为1198.643
.033-==≥
s T c ω （2）采用PI 调节器校正后系统的开环传递函数为
)
1()
1()1)(1)(1()1()(2143221111++=
++++=
Ts s s K s T s T s T s T s K K s W PI τττ 式中，1
11T K K K PI
τ=
，s T T T T 07.0432=++=。 如按m i n M 准则确定系数，此时，13.1407.011-===
s T ω，则ωωh
h c 21+=,当5=h 时，158.810
3
.146-=?=
s c ω；又 1322.15008
.006.01
31131-=?=s T T
因8.58>6.98，8.58<15.2，满足近似条件，说明用PI 调节器可以将系统校正成典型II 型系统。
（3）采用PID 调节器时，可取22T =τ，并令s T T T 01.043=+=，则校正后系统的开环传递函数为
)
1()
1()1()1()(2
12111++=++=
Ts s s K Ts s T s K s W τττ 式中，1
1T K K τ=。此时，110001.011-==
=s T ω，则当5=h 时，按min M 准则，有16010100
6-=?=s c ω，而
1433.83002
.0008.01
31131-=?=s T T
可见，满足近似条件，采用PID 调节器也可以将系统校正成典型II 型系统。
20. 某转速电流双闭环直流调速系统的已知参数为：电动机参数kW P nom 3=，V U nom 220=，
A I nom 5.17=，min /1500r n nom =，Ω=2.1s R ，224.0m kg GD ?=；功率放大器：放大倍数25=s K ，Ω=3.0rec R ，s T s 001.0=；电枢回路总电感mH L 60=，最大允许电流nom db I I 21=，ASR 和ACR 的
输出限幅值均为V 8±，最大转速给定电压V U nm 10*±=，电流反馈滤波时间常数为s T i 001
.00=，转速反馈滤波时间常数为s T n 005.00=。设计指标为：电流超调量%5≤i σ，转速无静查，空载启动到额定转速时的转速超调量%10≤n σ，过渡过程时间s t s 5.0≤。分别用min r M 准则和max γ准则进行设计，决定ACR 和ASR 的结构并选择参数。 解： 1. 电流环设计
（1） 电流环被控对象的参数如下
电枢回路总电阻：Ω=+=+=5.13.02.1rec a R R R ；
（2） 选择电流调节器结构和参数
根据性能指标要求，应将电流环校正成典型I 型系统，ACR 需选用PI 调节器，即
并取
s T i 04.01==τ，为满足%5≤i σ的要求，取电流环开环放大倍数为
则ACR 的比例放大系数为
（3） 校验近似条件
电流环截止频率1250-==s K I ci ω。
该近似条件满足。
2． 转速环设计
（1） 转速环的对象参数如下：
转速环小时间常数：
(2)确定转速调节器结构及参数。
由于要求转速无静查，因此ASR 应选用PI 调节器，即
转速环按典型II 型系统设计，并取
5=h ，则
50.0090.045n n hT s τ∑==?=
①按min M 准则选择ASR 参数。
则
则
（2） 校验近似条件
当按min M 准则设计ASR 时，转速环截止频率为
167.66045.05.1481-=?==s K n N cn τω
当按max γ准则设计ASR 时，转速环截止频率为
169.49045.02.1104-=?==s K n N cn τω
由
于
故满足电流环闭环传递函数简化条件；又由
于
3． 验算系统的性能指标
电流环按典型I ，此时可以达到的动态指标为%5%3.4<=i σ；转速环ASR 取PI
当按min M 准则设计时，若取5=h
，查表2.9有
因此
当按max γ准则设计时，由表2.8知，当5
=h 时有
其中，2t 为恒流升速时间，V t 为退饱和超调过渡过程时间，V t 等于动态速升时间。
由表2.8和表2.9可知，当5=h 时，分别有
min 8.88.80.0090.08(V n t T s M ∑==?=准则）
和
min 12.912.90.0090.12(V n t T s γ∑==?=准则）
因此
s 47.012.035.0s 43.008.035.02＝和＝＝+++=V s t t t
满足全部设计指标。
1-1 为什么PWM —电机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？ PWM 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。
4） 若与快速响应得电动机配合，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，开环损耗也不大，因而装置效率
较高。
6） 直流带能源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 1-4 某一调速系统，测得的最高转速特性为0max n 1500r /min =，最低转速特性为0min n 150r /min =，带额定负载时速度降落N n 15r /min ?=，且在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头多大？系统允许的静差率是多少？ 解：
0max max N n n n =+?
0min min N n n n =+?
∴ max n 1500151485r/min =-=
min n 15015135r/min =-=
一、简答题（每小题6分，共42分） 1、调速系统的静态性能指标有哪些？它们是怎么定义的？它们之间有什么关系？ 2、在转速、电流双闭环调速系统中，若电流调节器采用PI 调节器，其作用是什么？其输出限幅值应如何整定？ 3、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？ 4、双闭环系统的起动过程有何特点？为什么一定会出现转速超调？ 5、在逻辑控制的无环流可逆调速系统中，实现无环流的原理是什么？ 6、异步电动机串级调速机械特性的特征是什么？ 7、交流异步电动机数学模型具有哪些性质？ 二、选择题（每小题3分，共18分） 8、关于变压与弱磁配合控制的直流调速系统中，下面说法正确的是（ ）。 A 当电动机转速低于额定转速时，变压调速，属于恒转矩性质调速。 B 当电动机转速高于额定转速时，变压调速，属于恒功率性质调速。 C 当电动机转速高于额定转速时，弱磁调速，属于恒转矩性质调速。 D 当电动机转速低于额定转速时，弱磁调速，属于恒功率性质调速。 9、在晶闸管反并联可逆调速系统中，βα=配合控制可以消除（ ）。 A 直流平均环流 B 静态环流 C 瞬时脉动环流 D 动态环流 10、在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联可逆调速电路中，为了限制环流，需要配置环流电抗器的数量分别是（ ）。 A 1个和2个 B 2个和1个 C 2个和4个 D 4个和2个 11、交流异步电动机采用调压调速，从高速变到低速，其转差功率（ ）。 A 不变 B 全部以热能的形式消耗掉了 C 大部分回馈到电网中 12、异步电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量（ ）。 A 随调速范围的增大而增大 B 随调速范围的增大而减小 C 与调速范围无关 D 与调速范围有关，但关系不确定 13、在恒压频比控制（即1ωs U =常数）的变频调速系统中，在基频以下变频调速时进行定子电压补偿，其目的是（ ）。 A 维持转速恒定 B 维持定子全磁通恒定 C 维持气隙磁通恒定 D 维持转子全磁通恒定 三、计算题（共40分） 14（20分）、某转速负反馈单闭环直流调速系统的开环放大系数K=20；电动机参数为：U N =220V 、I N =68.6A 、R a =0.23Ω、n N =1500 r/min 、GD 2 =10 N ·m 2；电枢回路总电阻R Σ=0.5Ω（包括R a ）, 电枢回路总电感L ∑=30 mH ；晶闸管整流装置采用三相桥式电路。试求： （1）满足静差率S ≤5%的调速范围有多大？ （2）电动机带额定负载运行的最低速是多少？ （3）画出转速单闭环调速系统的动态结构图。 （4）判断该系统动态是否稳定。 15（20分）、单闭环负反馈系统调节对象的传递函数为： ) 1005.0)(1045.0)(16.0(20 ) (+++s s s s W obj 试用PI 调节器将其校正成典型Ⅰ型系统，写出调节器传递函数。画出调节器电路图，计算调节器RC 元件参数。若在设计过程中对调节对象的传递函数进行了近似处理，说明是何种近似。 ( 要求:阻尼比 ξ=0.707, 调节器输入电阻R 0=40K Ω) 2008 ——2009 学年第 一 学期 《电力拖动控制系统》课程考试试卷（ A ）卷答案及评分标准 一、简答题（每小题6分，共42分） 1、调速系统的静态性能指标有 ①转速降N n n n -=?0 ②调速范围m in m in m ax n n n n D N == ③静差率0 n n s ?= 它们之间的关系为：) 1(s n s n D N -?= 2、（6分）答：电流调节器（ACR ）的作用：1）对电网电压波动起及时抗扰作用；2）起动时保证获得允许的最大电流dm I ；3）在转速调节过程中，使电流跟随给定电压*i U 变化；4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。 电流调节器（ACR ）的输出限幅值：s dm e s d0cm K R I n C K U U N += = 3、（6分）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。 4、（6分）解：(1) 特点：1)饱和非线性控制 2) 转速超调（退饱和超调）3)准时间最
电力拖动控制线路与技能训练试卷及答案
精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢1 学年度 第 二 学期 期末试卷二 《 电力拖动控制线路与技能训练 》 适用班级： 出题人： 一．判断题，对的打“√”，错的打“×”（每题1分，共60分） 1、熔断器的额定电流与熔体的额定电流含义相同。 （ ） 2、当熔体的规格过小时，可用多跟小规格的熔体并联代替一根大规格的熔体。 （ ） 3、在更换新的熔体时，不能轻易改变熔体的规格，更不准随便使用铜丝或铁 丝代替熔体。 （ ） 4、低压断路器只能起控制电路接通和断开的作用，不能起保护作用。 ( ) 5、低压断路器中电磁脱扣器的作用是实现失压保护。 ( ) 6、倒顺开关外壳上的接地螺钉应可靠接地。 （ ） 7、按下复合按钮时，其常开触头和常闭触头同时动作。 （ ） 8、当按下启动按钮然后再松开时，其常开触头一直处于闭合接通状态。 （ ） 9、接触器除用来通断大电流电路外，还具有欠电压和过电压保护功能。（ ） 10、接触器触头的常开和常闭是指电磁系统味通电动作前触头的状态。（ ） 11、直流接触器铁心端面不需要嵌装短路环。（ ） 12、为了使直流接触器线圈散热良好，常常将线圈作成长又薄的圆筒形。（ ） 13、在用样电气参数下，熄灭直流电弧比熄灭交流电弧要困难。（ ） 14、运行中的交流接触器，其铁心端面不允许涂油防锈。（ ） 15、JZ7-4A 型中间继电器有4对常开触头、4对常闭触头。 （ ） 16、当电路发生短路或过载故障时，过电流继电器的触头即动作。 （ ） 17、电路正常工作时，欠电流继电器的衔铁与铁心始终是吸合的。 （ ） 18、欠压继电器和零压继电器在线路正常工作时铁心和衔铁是不吸合的。 （ ）
第一章：闭环控制的直流调速系统00000 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系统与V-M系统相比，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； 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：如图P13，1-17，制动状态时，先减小控制电压，使U g1的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d降低。但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成E＞U d，很快使电流i d反向，VD2截止，在t on≤t＜T时，U g2变正，于是VT2导通，反向电流沿回路3流通，产生能耗制动作用。在T≤t＜T+t on(即下一周期的0≤t＜T on)时，VT2关断，-i d沿回路4经VD1续流，向电源回馈制动，与此同时，VD1两端压降钳住VT1使它不能导通。在制动状态中，VT2和VD1轮流导通，而VT1始终是关断的。 有一种特殊状态，即轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT1关断后i d经VD2续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD2两端电压也降为零，VT2便提前导通了，使电流反向，产生局部时间的制动作用。 1-3 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系?为什么说“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和最低转速之比叫做调速范围，用字母
西交《电力拖动自动控制系统》在线作业 试卷总分:100 得分:0 一、单选题(共30 道试题,共60 分) 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 正确答案:B 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 正确答案:A 3.下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是( )。 A.降电压调速 B.串级调速 C.变极调速 D.变压变频调速 正确答案:D 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 正确答案:B 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 正确答案:B 6.在定性的分析闭环系统性能时,截止频率ωc越低,则系统的稳定精度( )。
A.越高 B.越低 C.不变 D.不确定 正确答案:A 7.常用的数字滤波方法不包括( )。 A.算术平均值滤波 B.中值滤波 C.中值平 D.均滤波几何平均值滤波 正确答案:D 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 正确答案:A 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 正确答案:D 10.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.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 正确答案:A 11.下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是( ) A.饱和非线性控制 B.转速超调 C.准时间最优控制 D.饱和线性控制
判断题 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。（√）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。（√）直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 静差率和机械特性硬度是一回事。（×） 使用PI调节器构成的无静差调速系统稳态精度不受反馈检测装置的影响。 电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压的大小并非仅取决于速度给定的大小。（√） 转速、电流反馈控制无静差可逆调速系统稳态时电力电子装置控制电压的大小取决于电流调节器输入信号的大小。（×） 反馈控制系统的精度只取决于给定的精度。（×） 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。（×） 对于有环流可逆V-M系统，在一般情况下允许两组晶闸管同时处于整流状态。（×）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。（×） 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。（√） 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。（×） 与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（×） α=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（√） α=β配合工作制的有环流可逆调速系统的正向制动过程中，转速调节器饱和，电流调节器不饱和。（×） 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。（×） 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 闭环系统可以改造控制对象。（√） 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。 V-M系统中平波电抗器的电感量一般按照额定负载时保证电流连续的条件来选择。（×）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。（√） 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（×） 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。（√）
(A卷) 2005～2006学年第一学期期末试题 电力拖动控制线路与技能训练 （适用于04机电，考试时间90分钟，满分100分。） 姓名: 班别: 学号: 成绩: 一、填空题：(请将答案填在横线上，本题共20个空，每空2分,共40分) （1)、生产机械电气控制线路图常用图、图 和图表示。 （2）、在分析各种控制线路的原理时，为了简单明了，常用电器 和配以少量文字说明来表达线路的工作原理。 （3）、电路图中，各电器的触头位置按电路或电器作用时的位置画出，分析原理时，应从触头的位置出发。 （4）、电动机保护措施，常用的有保护、保护、 保护、过载保护、过流保护及弱磁保护。 （5）、三相异步电动机降压启动常见的方法有、 、。 （6）、交流接触器主要有、、、 结构组成。 二、选择题：（请将唯一正确答案的编号填入下面表格中，本题共6小题，每题3分，共18分） 1、三相异步电动机过载保护用的电器是（）。 A、接触器 B、熔断器 C、中间继电器 D、热继电器 2、电气控制线路中，起（）保护作用的电器是接触器和中间继电器。 A、欠压和失压 B、过载 C、过流
3、交流接触器主触头控制（ ）、辅助触头控制（ ）。 A 、主电路电流 B 、主电路和控制电路电流 C 、控制电路电流 4、接触器联锁的正反转控制线路中，其联锁触点就是串接对方的接触器的（ ）。 Ａ、主触头 Ｂ、常开辅助触头 Ｃ、常闭辅助触头 5、用于半导体整流元件和晶闸管短路及过载保护选用（ ）。 A 、瓷插式熔断器 B 、螺旋式熔断器 C 、快速式熔断器 6、定子绕组作Y 形连接的电动机选用（ ）、定子绕组作△形连接的电动机选用（ ）。 A 、过流 B 、普通三相结构热继电器 C 、电压继电器 D 、三相结构带断相保护装置热继电器 三、是非题：（对的打“√”，错的打“×”，填入下面表格中，共6小题，每题2分，共12分。） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ）
习题解答（供参考） 习题二 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 60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=Ω,Ce=?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 r ?=?=?= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =?=+= (3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ?=-=??= 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压* 8.8u U V =、比例调节器放 大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=。求：（1）输出电压d U ；（2）若把反馈线断开，d U 为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？（3）若把反馈系数 减至γ=，当保持同样的输出电压时，给定电压*u U 应为多少？ 解：（1）* (1)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=??+??= (2) 8.8215264d U V =??=,开环输出电压是闭环的22倍 (3) * (1)12(12150.35)15) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=?+???= 某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min ，要求系统的静差率5%s ≤，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min ，则闭环系统的开环放大倍数应有多大？ 解： 1）()s n s n D N N -?=1/
第二章 2-1：答：在制动阶段，VT1始终不导通。VT2导通期间，并能耗制动；VT2不导通期间， VD1续流，并回馈制动。 2-2：由 10100 1000== D ； rpm s D s n n n N N cl 04.298 .01002.01000) 1(=??≤ -= ?=?； 2-3：已知 rpm n n n N 1500max max 0=?+= rpm n n n N 150min min 0=?+= max n n N =，rpm n N 15=? 所以1115 150151500min max =--= = n n D 1.015 11148515 11=?+?= ?+?= D n n D n s N N N 2-4： r v n R I U C N a N N e min/1478.0/)(?=-= rpm C R R I n e s a N op 1.1151478.0/045.0378/)(=?=+=? 1.38.0*1.115 2.0*1430) 1(==-?=s n s n D N N 32 .57 .0*1.1153.0*1430) 1(== -?= s n s n D N N 2-5： rpm C R I n e N op 5.2742.0/18.0305/=?==? /()27.45%N op N op s n n n =?+?= rpm s D s n n n N N cl 63.295 .02005.01000) 1(=??≤ -= ?=? 2-6： v K K U K K U s p u s p dcl 121 =+= γ 264==u s p dop U K K U 22/=dcl dop U U v U K K K K U dcl s p s p u 6.41=+= γ 2-7： 10=D
《电力拖动控制线路与技能训练》教学大纲及复习习题库 版本：中国电力出版社 主编：程建龙 定价：29.80元 适用班级：13电大二 代课人：田芳于长超 出题人：田芳于长超 制定时间：2014年 审核人：
电力拖动》教学大纲 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。 重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。 第二章直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法了解：直流电动机的结构与原理 重难点：他励直流电动机的基本控制线路 删除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路第三章常用机械的电气控制线路 了解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。 第四章电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除）
电力拖动试题库 重点部分 绪论 一、填空 1、电源分交流电源和（）。 二、名词解释 2、电力拖动 三、简答 3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？ 4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？ 5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？ 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 第一节三相异步电动机的手动正转控制线路 一、填空 6、低压断路器类型品种很多，常用的有（）、框架式、（）、漏电保护式。 7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作（）保护。 8、低压熔断器在使用时（）联在被保护的电路中。 9、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 10、负荷开关一般在照明电路和功率小于（） KW的电动控制线路中。 11、低压断路器又称（）。 13、低压控制电器依靠人力操作的控制电器称为 ( ) 。 14、低压控制电器根据信号能自动完成动作的称为 ( ) 。 15、断路器的文字符号是 ( ) 。 17、熔断器文字符号是（）。 18、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 19、开启式负荷开关文字符号是（）。 20、封闭式负荷开关文字符号是（）。 21、组合开关文字符号是（）。
第10章习题解答 10-1 伺服系统的结构如图所示， 计算三种输入下的系统给定误差：（1）)(121* t m ?=θ；（2）)(12 * t t m ?=θ； （3）*21 (1)1()2 m t t t θ=++?。 解：系统开环传递函数500()(0.11)W s s s = + 系统给定误差 *00*2* 00() ()lim ()lim ()lim 1() ()()(0.11)lim lim 500(0.11)5001(0.11) m sr sr sr t s s m m s s s s e e t sE s W s s s s s s s s s s θθθ→∞→→→→∞===++==+++ + （1）)(121* t m ?= θ，* 1()2m s s θ= 系统给定误差2* 00()(0.11)(0.11) ()lim lim 0(0.11)5002(0.11)500 m sr s s s s s s s e s s s s θ→→++∞===++++ （2）)(12* t t m ?= θ，* 21()2m s s θ= 系统给定误差2* 00()(0.11)0.111 ()lim lim (0.11)5002[(0.11)500]1000 m sr s s s s s s e s s s s θ→→++∞===++++ （3）* 21(1)1()2 m t t t θ=++?，2* 2331111()m s s s s s s s θ++=++= 系统给定误差22* 001 (0.11)()(0.11)()lim lim (0.11)500(0.11)500 m sr s s s s s s s s s e s s s s θ→→++++∞===∞++++ 10-2 直流伺服系统控制对象如图10-8所示，机械传动机构的传动比10j =，驱动装置的放大系数40s K =及滞后时间常数0.001s T s =，直流伺服电机等效参数0.086m T s =，
电力拖动自动控制系统运动控制系统第版习题 答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
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：10000.020.98) 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，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） 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 =-=-?=
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 60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2Vmin/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 ?=?=?= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =?=+= (3) (1)]10000.050.95] 2.63/min N n n S D s r ?=-=??= 2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压* 8.8u U V =、比例调节 器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。求：（1）输出电压 d U ；（2）若把反馈线断开，d U 为何值开环时的输出电压是闭环是的多少倍（3）若把反 馈系数减至γ=0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压*u U 应为多少？ 解：（1）*(1)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=??+??=
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消耗型的调速系统是 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,则系统的稳定精度 A．越高B．越低C．不变D．不确定 7．常用的数字滤波方法不包括 A．算术平均值滤波B．中值滤波 C．中值平均滤波D．几何平均值滤波 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 11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是 A．饱和非线性控制B．转速超调 C．准时间最优控制D．饱和线性控制 12．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是 A．降电压调速B．变极对数调速 C．变压变频调速D．转子串电阻调速 13．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的 A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波 14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是 A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合 15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是 A．故障保护B．PWM生成C．电流调节D．转速调节 16．比例微分的英文缩写是 A．PI B．PD C．VR D．PID 17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准 A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度20．采用旋转编码器的数字测速方法不包括 A．M法B．T法C．M/T法D．F法 21．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 22．下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是A．只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的 B．反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动
一、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，则静差率 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消耗型的调速系统是 A ．降电压调速 B ．串级调速 C ．变极调速 D ．变压变频调速 根据能量转换的角度看，把调速系统分为三类 第一类：转差功率消耗型，包括将电压调速，转差离合器调速，转子串电阻调速 第二类：转差功率馈送型，包括串级调速，双馈电动机调速 第三类：转差功率不变型，包括变极调速，变频变压调速 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 积分控制可以使系统在无警察的情况下保持恒速运行，实现无静差调速 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 控制系统正常工作，稳定性是首要条件。 6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc 越低,则系统的稳定精度 A ．越高 B ．越低 C ．不变 D ．不确定 截止频率与相角裕度对应，截止频率越高，系统响应变快，但稳定性变差。 7．常用的数字滤波方法不包括 A ．算术平均值滤波 B ．中值滤波 C ．中值平均滤波 D ．几何平均值滤波 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 ．A VR C ．ASR D ．A TR 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 10．三相全波整流电路的平均整流电压为 A ．20.9cos U α B ．21.17cos U α C ．22.34cos U α D ．21.35cos U α 11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是 A ．饱和非线性控制 B ．转速超调 C ．准时间最优控制 D ．饱和线性控制 12．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是 A ．降电压调速 B ．变极对数调速 C ．变压变频调速 D ．转子串电阻调速 13．SPWM 技术中，调制波是频率和期望波相同的 A ．正弦波 B ．方波 C ．等腰三角波 D ．锯齿波 14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是 A ．高阶 B ．低阶 C ．非线性 D ．强耦合 15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是 A ．故障保护 B ．PWM 生成 C ．电流调节 D ．转速调节 16．比例微分的英文缩写是
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 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1g U 的脉冲变窄而导致d i 反向时，U g2 变正，于是VT 2导通， VT 2导通，VT 1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 max n 和最低转速min n 之比叫做调速范围， 用字母D 表示，即：min max n n D = 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min 0n 之比，称为系统的静差率S,即：min 0n n s N ?= 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为： ) 1(s n s n D N N -?= 由于在一定的N n 下，D 越大，min n 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min /1500max 0r n =，最低转速特性为 min /150min 0r n =，带额定负载的速度降落min /15r n N =?，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 1115 150151500min 0max 0min max =--= ?-?-= = N N n n n n n n D %10150 15min 0== ?=n n s
电力拖动自动控制系统试卷带答案
一、填空题 1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。 2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制和转速超调。 3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控制三种。 4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为电流型、电压型两类。 5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方式。 8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制 11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极性为负反馈、电流反馈极性为负反馈。12、直流斩波器的几种常见的控制方法：①T不变，变ton——
脉冲宽度调制（PWM）；②ton不变，变 T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T都可调，改变占空比——混合型。13、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、ASR的输出量取决于负载电流。 14. 各种电力拖动自动控制系统都是经过控制电动机转速来工作的。 15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电抗器。 16、在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，一般采用电流截止负反馈。 17、在α＝β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均环流，可用串接环流电抗器抑制。 18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退饱和三种状态。 二、选择题 1. 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A、零； B、大于零的定值 C、小于零的定值； D、保持原先的值不变 2. 无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（ D ） A、消除稳态误差； B、不能消除稳态误差也不能加快动态响应
第一章 1、请简述《电力拖动运动控制系统》课程与《电机学》课程的关系 答：电机学是电力拖动运动控制系统的基础，电力拖动运动控制系统：了解电机的工作原理，研究如何控制电机的启动、稳速、调速和制动等电机学：研究电机的工作原理、设计和制造工艺等 2、请画出运动控制系统及其组成的框图。 答：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，其框图如下： 3、请你叙述如何设计一辆电动自行车的思路。 答：由刹车开关、电池电压取样、限流保护、驱动电路、直流有刷电机、霍尔调速手柄等 =====================================================================第二章 1、请写出直流电动机的稳态转速公式，并分析转速与电枢电压的关系。
答：直流电机的稳态转速公式转速n=U-(IR+L*di/dt)/Kφ， I是电枢电流，R是电枢回路的电阻 φ是励磁磁通，k是感应电动势常数 所以从公式可以看出，要想对直流电机进行调速，一般的方法有两种：一种是对励磁磁通φ进行控制的励磁控制法，一种是对电枢电压U进行控制的电枢电压控制法。 2、什么是调速范围和静差率调速范围、静态速降和最小静差率之间有什么关系为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易多了” 3、某一直流调速系统，测得的最高转速特性为=1500 r/min, 最低转速特性 为=150 r/min。电动机额定转速为，带额定负载时的速度速降 = 15r/min，且在转速下额定速降如不变，试问系统能够达到的调速范围D 是多少系统允许的静差率s是多少
学年度第二学期试卷一 《电力拖动控制线路与技能训练》 适用班级：出题人： 一．判断题。对的打“√”，错的打“×”（每题1分，共60分）1、低压断路器只能起控制电路接通和断开的作用，不能起保护作用。 ( ) 2、倒顺开关外壳上的接地螺钉应可靠接地。（） 3、按钮的触头允许通过的电流较小，一般不超过10A. 4、主令控制不使用时，手柄应停在零位。（） 5、接触器除用来通断大电流电路外，还具有欠电压和过电压保护功能。（） 6、交流接触器中主要的发热部件是铁心。（） 7、交流接触器的线圈一般做成细而长的圆筒形，以增强铁心的散热效果。（） 8、、按下复合按钮时，其常开触头和常闭触头同时动作。（） 9、交流接触器的线圈电压过高或过低都会造成线圈过热，甚至烧毁。（） 10、直流接触器铁心端面不需要嵌装短路环。（） 11、为了使直流接触器线圈散热良好，常常将线圈作成长又薄的圆筒形。（） 12、在用样电气参数下，熄灭直流电弧比熄灭交流电弧要困难。
（） 13、运行中的交流接触器，其铁心端面不允许涂油防锈。（） 14、继电器和零压继电器在线路正常工作时铁心和衔铁是不吸合的。（） 15、JZ7-4A型中间继电器有4对常开触头、4对常闭触头。（） 16、当电路发生短路或过载故障时，过电流继电器的触头即动作。（） 17、在电路正常工作时，欠电流继电器的衔铁与铁心始终是吸合的。（） 18、欠压继电器和零压继电器在线路正常工作时铁心和衔铁是不吸合的。（） 19、JS7-A系列断电延时型和通电延时型时间继电器的组成元件是通用的。（） 20、时间继电器金属底板上的接地螺钉必须与接地线可靠连接。（）21、热继电器都带断相保护装置。（） 22、熔断器和热继电器都是保护电器，两者可以互相代用。（） 23、带断相保护装置的热继电器只能对电动机作断相保护，不能做过载保护。（） 24、热继电器动作不准确时，可轻轻弯折热元件以调节动作值。（） 25、流过主电流和辅助电路中的电流相等。（） 26、电路图中一般主电路垂直画出时辅助电路要水平画出。（） 27、布置图中各电器的文字符号，必须与电路图和接线图的标注一致。（） 28、安装控制线路时，对导线的颜色没有具体要求。（） 29、按元件的明细表选配的电器元件可直接安装，不用检验。（）
《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题 2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/min ，要求静差率 s=2%，那么系统允许的稳态速降是 多少？ 解：系统允许的稳态速降 sn 0 02 × 100 ? n N = = = 2 04( r min ) ( 1 ? s ) ( 1 ? 0 02) 2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。已知直流电动机 = 60 k W ， P N U N = 220 V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r m in ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0 18? ， C = 0 2 V ? min r ，求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n 为多少？ N （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s 多少？ N （3）额定负载下的转速降落 ?n 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。 N 解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 I R 305 × 0 18 N ? n = = = 274 5( r min ) N C 0 2 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 ? n 274 5 N s = = ≈ 0 215 = 21 5% N n + ? n 1000 + 274 5 N N （3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落 n s 1000 × 0 05 N ? n = = ≈ 2 63 ( r min ) N D ( 1 ? s ) 20 × ( 1 ? 0 05) 2-6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构如图所示，已知给定电压 U u = 8 8 V , 比例调节放大 系数 K = 2, 晶闸管装置放大系数 K = 15, 反馈系数 γ = 0 7 。求： p （1）输出电压 U ； d （2）若把反馈线断开， U 为何值？开环时的输出电压是闭环时的多少倍？ d （3）若把反馈系数减至 γ = 5 U 应为多少？ u 解：（1）输出电压 K K 2 × 15 p s U = U = × 8 8 = 12( V ) ； d u 1 + K K γ 1 + 2 × 15 × 0 7 p s （2）若把反馈线断开， U = K K U = 2 × 15 × 8 8 = 264 ( V) ；开环时的输出电压是闭环 d p s u 时的 264 12 = 22 倍。 （3）若把反馈系数减至 γ = 5 ，当保持同样的输出电压时，给定电压 1 + K K γ 1 + 2 × 15 × 0 35 p s U = U = × 12 = 4 6( V ) 。 u d K K 2 × 15 p s