(完整版)电力拖动自动控制系统的重点复习

《电力拖动自控系统》课程综合复习资料一、单选题1、转速、电流双闭环直流调速系统起动过程的转速调节阶段，两个调节器的工作状态为（）。

A、ASR、ACR均不饱和B、ASR、ACR均饱和C、ASR饱和、ACR不饱和D、ASR不饱和、ACR饱和答案：A2、某双闭环调速系统，ASR、ACR均采用近似PI调节器，发现下垂特性不够陡，应调节（）。

A、电流反馈系数B、转速反馈系数C、增大ACR的稳态放大系数D、增大ASR的稳态放大系数答案：C3、当系统的机械特性硬度一定时，如要求的静差率s越小，调速范围D（）。

A、越小B、越大C、不变D、可大可小答案：A4、转速、电流双闭环直流调速系统起动过程，恒流升速阶段，ASR的工作状态为（）。

A、不饱和B、饱和C、退饱和D、不能确定答案：B5、下面关于转速反馈控制的描述正确的是（）。

A、转速反馈控制系统是转速有静差的控制系统B、转速反馈控制系系统对控制回路中的所有扰动有抑制作用，转速的高低由给定信号决定C、转速控制精度与给定信号密切相关，与检测信号无关D、以上描述都不正确答案：D6、在采用有续流二极管的半控桥式整流电路对直流电动机供电的调速系统中，其主电路电流的检测应采用（）。

A、交流互感器B、直流互感器C、霍尔元件答案：B7、转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是（）。

A、ACRB、A VRC、ASRD、ATR答案：C8、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抑制转矩波动答案：A9、调速系统的静差率一般是指系统在（）时的静差率。

A、高速时B、低速时C、额定转速时答案：B10、无静差调速系统的调节原理是（）。

A、依靠偏差的积累B、依靠偏差对时间的积累C、依靠偏差对时间的记忆D、用偏差进行调节答案：B11、在晶闸管直流调速系统中，当整流器输入电压一定、触发延迟角一定时，平波电抗器电感量越大，电流连续段机械特性区域（）。

第1章 闭环控制的直流调速系统1、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。

2、由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机M 供电，调节G 的励磁电流 i f 即可改变其输出电压 U ，从而调节电动机的转速 n 。

这样的调速系统简称G-M 系统，国际上通称Ward-Leonard 系统。

3、晶闸管-电动机调速系统（简称V-M 系统，又称静止的Ward-Leonard 系统），4、采用简单的单管控制时，称作直流斩波器，后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路，脉宽调制变换器（PWM-Pulse Width Modulation ）。

PWM 系统的优点（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。

5、晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数在动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。

传递函数近似成一阶惯性环节。

6、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 调速系统。

7、PWM 控制与变换器的数学模型 PWM 控制与变换器（简称PWM 装置）也可以看成是一个滞后环节，其传递函数可以写成 K s — PWM 装置的放大系数； T s — PWM 装置的延迟时间， T s ≤ T 08、当开关频率为10kHz 时，T = 0.1ms ，在一般的电力拖动自动控制系统中，时间常数这么小的滞后环节可以近似看成是一个一阶惯性环节，因此, 与晶闸管装置传递函数完全一致 9、调速系统的转速控制要求（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。

第2章 转速反馈控制的直流调速系统1 直流电机主要有哪几种基本调速方法?通过性能比较，你认为哪一种方法最好？ 答：直流电动机稳态表达式Φ-=e K IR U n 式中:n —转速（r/min ）,U —电枢电压（V ）,I —电枢电流（A ）,R —电枢回路总电阻（Ω）,Φ—励磁磁通（Wb ）,e K —电动势常数。

直流电机主要有三种基本调速方法：调节电枢供电电压 U ，减弱励磁磁通 Φ，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 常用的可控直流电源主要有哪些？答：常用的可控直流电源有以下三种：（1）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。

（2）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。

（3）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。

3．静差率s 与空载转速n 0的关系如何?答：静差率s 与空载转速n 0成反比，n 0下降，s 上升。

所以检验静差率时应以最低速时的静差率 mino n n s ∆=为准。

5转速控制的要求是什么？答：1）调速-在一定的最高转速和最低转速的范围内，分档的或平滑的调节转速。

2）稳速-以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种可能的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、制动的设备要求尽量快的加、减速以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起、制动尽量平稳。

6 解释反馈控制规律？答（1）被调量有静差（2）抵抗扰动与服从给定（3）系统精度依赖于给定和反馈检测精度7 闭环空载转速cl n 0比开环空载转速op n 0小多少?答： cl n 0是op n 0的1/（1+K ）。

1、直流电动机调速的方法：①调节电枢供电电压（平滑调速、范围大）；②减弱励磁磁通（范围小）；③改变电枢回路电阻（有级调速）。

④变压调速2、可控直流电源分为：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。

3、旋转交流机组：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。

4、静止式可控整流器：优点：经济，可靠，噪音低，效率高，响应快。

缺点：①单向导电造成：半控桥只能一个象限，全控桥两个象限，为实现四个象限要两套；②对过电压，过电流敏感，要注意保护；③“电力公害”。

5、直流斩波器或脉宽调制变换器：优点：①靠电机电感就能使电流连续；②无电流连续问题；③功率因数高。

缺点：单向导电。

6、调速范围和静差率合称调速系统的稳态性能指标调速范围：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；min max n n D =。

静差率：当系统在某一转速下运行时，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0n 之比；%10000⨯∆=∆=n n S n n S N N 或。

它和机械特性的硬度有关系，特性越硬静差率越小，转速的稳定度就越高。

7、单闭环调速系统的过程：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n U ，与给定电压*n U 相比较后，得到转速偏差电压n U ∆,经过放大器A,产生电力电子变换器UPE 所需的控制电压c U ,用以控制电动机的转速。

8、开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系： （Kn n K C RI n C RI n OP d e d cl e d OP +∆=∆⇒+=∆=∆1)1(,) 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如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围；④要取得上诉三项优势，闭环系统必须设置放大器。

根据直流电机转速方程 n— 转速（r/min）； U — 电枢电压（V） I— 电枢电流（A）； R— 电枢回路总电阻（  ）； Φ — 励磁磁通（Wb）；Ke — 由电机结构决定的电动势常数。 三种方法调节电动机的转速：（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。

第1章 闭环控制的直流调速系统 1、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。 2、由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电，调节G 的励磁电流 if 即可改变其输出电压 U，从而调节电动机的转速 n 。 这样的调速系统简称G-M系统，国际上通称Ward-Leonard系统。 3、晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统，又称静止的Ward-Leonard系统）， 4、采用简单的单管控制时，称作直流斩波器，后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路，脉宽调制变换器（PWM-Pulse Width Modulation）。 PWM系统的优点 （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。 5、晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数 在动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。 传递函数近似成一阶惯性环节。

电力拖动自动控制系统复习模拟试题(全)1.转速电流双闭环调速系统通常采用两个调速器，控制方式为PID。

2.静差率与机械特性硬度相关。

在理想空载转速不变的情况下，特性越硬，静差率越小。

3.变极调速是属于转差功率消耗型的调速系统。

4.比例微分控制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。

5.控制系统能够正常运行的首要条件是稳定性。

6.在定性分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低，系统的稳定精度越高。

7.常用的数字滤波方法不包括几何平均值滤波。

8.电流调节器的英文缩写是AVR。

9.双闭环直流调速系统的起动过程中不包括电流下降阶段。

11.转速超调不属于双闭环直流调速系统启动过程特点。

12.变压变频调速是应用最广的交流异步电动机调速方法。

13.在SPWM技术中，调制波是等腰三角波。

14.低阶不属于异步电动机动态数学模型特点。

15.在微机数字控制系统的中断服务子程序中，中断级别最高的是故障保护。

16.比例微分的英文缩写是PID。

17.调速系统的静差率指标应以任意速度所能达到的数值为准。

20.采用旋转编码器的数字测速方法不包括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ASR。

22.错误的叙述是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。

C。

反馈控制系统的作用是抵抗扰动并服从给定信号。

D。

系统的精度取决于给定信号和反馈检测的精度。

23.在笼型异步电动机变压变频调速系统中，基频以下调速时，恒转矩控制方式具有最佳控制性能。

24.SPWM技术中，载波可以是正弦波、方波、等腰三角波或锯齿波，但频率必须比期望波高得多。

25.非线性不属于交流异步电动机动态数学模型特点。

26.在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，正确的工作程序是：显示故障原因并报警，分析判断故障，封锁PWM输出，然后系统复位。

27.正弦波脉宽调制的英文缩写是SPWM。

29.采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于有静差调速系统。

复习提示：1.在使用本复习题（要点）之前，务必要将教材的相关章节至少通读2遍以上，以免造成知识不系统、不连贯。

切记！切记！2.本复习题（要点）覆盖了《运动控制系统》考试所要求的所有知识点，要求理解加记忆，但这绝不是考试原题。

切记！3.有些是书中例题和课后习题。

第1章 闭环控制的直流调速系统1 直流电机主要有哪几种基本调速方法?通过性能比较，你认为哪一种方法最好？答：直流电动机稳态表达式Φ-=e K IR U n 式中:n —转速（r/min ）,U —电枢电压（V ）,I —电枢电流（A ）,R —电枢回路总电阻（Ω）,Φ—励磁磁通（Wb ）,e K —电动势常数。

直流电机主要有三种基本调速方法：调节电枢供电电压 U ，减弱励磁磁通 Φ，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 常用的可控直流电源主要有哪些？答：常用的可控直流电源有以下三种：（1）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。

（2）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。

（3）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。

3．静差率s 与空载转速n 0的关系如何?答：静差率s 与空载转速n 0成反比，n 0下降，s 上升。

所以检验静差率时应以最低速时的静差率 mino n n s ∆=为准。

5转速控制的要求是什么？答：1）调速-在一定的最高转速和最低转速的范围内，分档的或平滑的调节转速。

2）稳速-以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种可能的干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量。

精品文档 根据直流电机转速方程 n — 转速（r/min ）； U — 电枢电压（V ） I — 电枢电流（A ）； R — 电枢回路总电阻（ Ω ）； Φ — 励磁磁通（Wb ）；Ke — 由电机结构决定的电动势常数。

三种方法调节电动机的转速：（1）调节电枢供电电压 U ； （2）减弱励磁磁通 Φ；（3）改变电枢回路电阻 R 。

第1章 闭环控制的直流调速系统1、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。

2、由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电，调节G 的励磁电流 i f 即可改变其输出电压 U ，从而调节电动机的转速 n 。

这样的调速系统简称G-M 系统，国际上通称Ward-Leonard 系统。

3、晶闸管-电动机调速系统（简称V-M 系统，又称静止的Ward-Leonard 系统），4、采用简单的单管控制时，称作直流斩波器，后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路，脉宽调制变换器（PWM-Pulse Width Modulation ）。

PWM 系统的优点（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。

5、晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数在动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。

《电力拖动自动控制系统》题库三、填空题1．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2．调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率3．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定4．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。

5．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6．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标7．电力牵引设备上最先进的可控直流电源是直流斩波器或脉宽调制变换器8．SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。

9．常见的转速检测装置有测速发电机、、电磁脉冲测速器. 10．VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。

12．电流截止负反馈的作用是限流13．负反馈的作用是抵制扰动14．静态环流可以分为直流平均环流和瞬时脉动环流15．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标。

16．PWM变换器可以通过调节电力电子开关来调节输出电压。

18．PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和频率型20．转速单闭环直流控制系统可以通过引入电流环控制以提高系统动态性能。

21．转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历不饱和、饱和、退饱和三种情况。

22．交流调速的基本类型中最好的一种节能省力型调速方案是变压变频调速24．无静差直流调速系统的实质是调节器包含比例积分环节。

25．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。

28．电流调节器可以对电网电压的波动起及时抗扰的作用。

四、名词解释题1、V—M系统晶闸管-电动机调速系统2、串级调速3、静差率负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速的比4、 ASR 转速调节器5、测速方法的分辨率6、PWM 可逆脉冲宽度调制7、直接转矩控制8、调速范围电动机提供的最高转速与最低转速之比9、ACR 电流调节器10、测速误差率五、简答题(无答案)1．什么是环流？它是怎样产生的？它的二重性的含义是什么？2．在变频调速时，为什么必须要进行电压、频率协调控制？3．在双闭环调速系统中，如果转速负反馈断线，能否调速，为什么？此时电动机在最高转速时受什么限制？4．什么叫同步调制？什么叫异步调制？它们各有什么优缺点？5．电流截止负反馈起到什么作用的，其工作原理是什么？6．双闭环直流调速系统的启动过程有什么特点？7．常用的数字滤波方法有哪几种？8．电压负反馈调速系统中，当电网电压，放大器的放大倍数，电动机的电枢电阻，电动机的磁通，电压反馈系数等发生变化时，问系统对它们有无调节功能？9．有环流可逆系统和无环流可逆系统相比较，有何优缺点？10．什么是静态环流？什么是动态环流？11．双闭环PWM直流调速系统中，属于PWM调速系统特有的控制电路有哪些？它们在系统中分别起何作用？12．闭环调速系统的静态性表示哪两者之间的稳态关系？13．在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？其输出幅值应按什么要求整定？14．异步电机中电磁功率与转差功率是什么关系？为什么变频调速的调速效率比绕线式异步电动机转子串电阻调速的调速效率高？15．调节器的设计过程可以简化为哪两步？1.选择调节器的结构2.先择调节器的参数简答题1、试述转速反馈闭环调速系统的三个基本特征。