电力拖动自动控制系统课后答案

电力拖动自动控制系统习题答案版第二章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101001000==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1115150151500min max =--==n n D1.0151114851511=?+?=?+?=D n n D n s N N N2-4：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*1.1152.0*1430)1(==-?=s n s n D N N32.57.0*1.1153.0*1430)1(==-?=s n s n D N N2-5：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=+=γ264==u s p dop U K K U22/=dcl dop U U v U K K K K U dcl sp s p u 6.41=+=γ2-7：10=Drpm s D s n n n N N cl 9.795.01005.01500)1(=??≤-==?66.1119.71001=-=-??=clop n n K 2-8：rpm n cl 801=?，15=K所以：rpm rpm K n n cl op 12801680)1(1=?=+?=?；如果：30=K ，则：rpm rpm K n n op cl 29.4131/128012==+?=?；由)1(11s n s n D cl N -?=，)1(22s n s n D cl N -?= 则：229.41/802112≈=??=cl cl n n D D2-9：1）r v n R I U C N a N N e min/1342.0/)(?=-=rpm C R R R I n e L rec a N op 4.3071342.0/3.35.12/)(=?=++=? rpm s D s n n N cl 33.89.0201.01500)1(=??=-=所以9.35133.889.2461=-=-??=cl op n n K2）系统原理图和静态结构框图见书中；3、4）方法一：由n U U n n α=≈*，所以r v n U N nm min/01.01500/15/*==≈α77.13/==s e p K KC K α；3、4）方法二：由2271.14/])1([*=++=nm s N N e p U K R I n K C K0097.0/==s p e K K KC α。

《电力拖动自动控制系统》A卷答案2010年11月一、填空（20分，每空1分）1、变电压调速是直流调速系统用的主要方法。

一般调速系统对转速的控制有三个基本要求，即:调速、稳速、加、减速。

2、一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所提静差率要求的转速可调范围。

3、由一组晶闸管装置供电的单闭环和多环调速系统中，电机都是沿着单方向旋转。

在可逆调速系统中，对电机的最基本要求是能改变其旋转方向。

电机系统可通过两种方式实现可逆调速，即:电枢反接可逆线路和励磁反接可逆线路。

4、双闭环调速系统具有良好的稳态和动态性能。

然而，其动态性能的不足之处就是转. 速必然超调,而且抗扰性能的提高也受到一定的限制，解决这个问题的有效办法就是在转速调节器上引入转速微分负反馈。

5、位置随动系统要控制的量是控制对象的角位移或线位移。

它的任务是实现执行机构对位置指令的准确跟踪。

6自动控制系统动态性能指标包括跟随性能指标和抗扰性能指标两类。

⑴跟随性能指标有：①上升时间t r、②超调量、③调节时间t? 三项指标。

二、判断（10分，每小题1分）1、转速闭环控制系统是按被调量的偏差进行控制的系统。

只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。

（V）2、转速闭环调速系统的反馈控制开环放大系数K越大，系统的稳态性能就越好。

（V）3、反馈闭环系统具有良好的抗扰性能，它对于被负反馈环包围的前向通道上的一切扰动作用都能有效加以抑制，但对给定作用的变化是绝对服从。

（V ）4、控制系统的精度取决于反馈环节的结构，而与给定稳压电源及反馈量检测元件无关。

（x ）5、转速、电流双闭环调速系统是通过设置转速和电流负反馈调节器，使二者之间实行并联，从而达到稳定转速的。

（X ）6由一组晶闸管装置供电的单闭环和多环调速系统中，电机是能够实现可逆调速的。

在可逆调速系统中，对电机的最基本要求是能改变其旋转方向。

（x ）7、由于全控型电力电子器件的问世，出现了直流脉冲宽度调制（PWM）型的调速系统这种系统适用于各种功率的调速系统8、位置随动系统中的位置指令(给定量)和被控量一样都是指生产机械的转速。

电力拖动自动控制系统课后习题答案全内含两份阮毅陈伯时HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】电力拖动自动控制系统 课后习题答案{全，内含两份，二无一失}——运动控制系统第四版{上海大学 阮毅 陈伯时}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：m inm ax 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：min0n n s N ∆= 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：由于在一定的N n 下，D 越大，m in 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m in /1500max 0r n =，最低转速特性为m in /150min 0r n =，带额定负载的速度降落m in /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1-5闭环调速系统的调速范围是1500----150r/min ，要求系统的静差S<=2%,那末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1，min /06.3%)21(10%21500)1(101501500min max r S D S n n n n D N =-⨯≤-=∆===则 2，7.31106.31001=-≥+=∆∆K K n n cl op则1-6某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8 r/min ，如果将开环放大倍数他提高到30，它的速降为多少在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速min /1500r n =，开环转速降落min /240r n Nop =∆，若要求静差率由10%减少到5%则系统的开环增益将如何变化？解：原系统在调速范围D=20，最小转速为：min /75201500max min r D n n ===， 原系统在范围D=20，静差率为10%时，开环增益为：静差率10%时原系统的开环增益为： 1-8转速单环调速系统有那些特点改变给定电压能否改变电动机的转速为什么如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速为什么如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力答：1）闭环调速系统可以比开环调速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。

2-1 直流电动机有哪几种调速方法？答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。

2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构.答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。

三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。

2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：脉动直流电压。

2-4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能？答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。

其中直流 PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。

因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或 60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。

2-5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。

电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。

2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？答：为电动机提供续流通道。

若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。

2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？答：不是。

因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。

2-8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？答:泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。

习题解答（供参考）2.1试分析有制动电流通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的？解：减小控制电压，使U g1得正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d 降低，使得E>U d ，电机流过反向电流，电机进入制动状态。

0≤t< t on 时，通过二极管VD1续流，在t on ≤t<T 期间U g2为正，VT2导通，流过反向制动电流。

因此在制动状态时，VT2和VD1轮流导通，VT1始终关断。

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：10000.022.04(1)100.98n n n rpm 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min 1500m ax 0r n =，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 maxminn D n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n rpm =-∆=-= min 0min 15015135N n n n rpm =-∆=-=max min 148511135n D n ===2) 静差率 min 1510%150N n s n ∆===2.4 直流电动机为N P =74kW, N U =220V ，N I =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： 2203780.0230.1478/1430N N a e N U I R C V rpm n --⨯===378(0.0230.022)1150.1478N e I R n rpm C ⨯+∆===当s=20%时 14300.23.1(1)115(10.2)N n s D n s ⨯===∆-⨯-当s=30%时 14300.35.33(1)115(10.3)N n s D n s ⨯===∆-⨯-2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。

02297电力拖动自动控制系统习题集附带答案一、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.PIDB.PIC.PD.PD2 .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，截止频率现越低，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ACRC.ASRD.ATR9 .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.0.9U2cosB.1.17U2cosC.2.34U2cosD.1.35U2cos11 .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13 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.PIB.PDC.VRD.PID17 .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18 .下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是A.降电压调速B,串级调速C.变极调速D.变压变频调速19 .在定性的分析闭环系统性能时，截止频率3c越高，则系统的稳定精度A.越高B.越低C.不变D.不确定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.ACRB.AVRC.ASRD.ATR22 .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C.反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定D.系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度23 .笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好A.恒%控制B.恒E/1控制C.恒/控制D.恒/控制24 .SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的A.正弦波B.方波C.等腰三角波D.锯齿波25 .下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是A.高阶B.线性C.非线性D.强耦合26 .在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，工作程序正确的是A,显示故障原因并报警一一分析判断故障封锁PWM输出系统复位B.显示故障原因并报警一一封锁PWM输出一一分析判断故障一一系统复位C.封锁PWM输出一一分析判断故障一一显示故障原因并报警一一系统复位D.分析判断故障一一显示故障原因并报警一一封锁PWM输出一一系统复位27,正弦波脉宽调制的英文缩写是A.PIDB.PWMC.SPWM29 .采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于A,无静差调速系统B,有静差调速系统C.双闭环调速系统D.交流调速系统30 .异步电动机数学模型的组成不包括A.电压方程B.磁链方程C.转矩方程D.外部扰动二、填空题1 .常用的可控直流电源有晶闸管整流器、静止式可控整流器、D.PD28.转速负反馈调速系统的静特性方程中K 的表达式为A.K*C.K p K sC e D.K p K s直流斩波器或脉宽调制变换器。

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．PD2．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 ．ACRB ．AVRC ．ASRD ．ATR9．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 αB ．21.17cos U αC ．22.34cos U αD ．21.35cos U α11．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 ．PIB ．PDC ．VRD ．PID17．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18．下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是A ．降电压调速B ．串级调速C ．变极调速D ．变压变频调速19．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc 越高,则系统的稳定精度A ．越高B ．越低C ．不变D ．不确定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 ．ACRB ．AVRC ．ASRD ．ATR22．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C ．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定D ．系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度23．笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好A ．恒1s U ω控制B ．恒1r E ω控制C ．恒1g E ω控制D ．恒1s E ω控制24．SPWM 技术中，载波是频率比期望波高得多的A ．正弦波B ．方波C ．等腰三角波D ．锯齿波25．下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是A ．高阶B ．线性C ．非线性D ．强耦合26．在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，工作程序正确的是A ．显示故障原因并报警——分析判断故障——封锁PWM 输出——系统复位B ．显示故障原因并报警——封锁PWM 输出——分析判断故障——系统复位C ．封锁PWM 输出——分析判断故障——显示故障原因并报警——系统复位D ．分析判断故障——显示故障原因并报警——封锁PWM 输出——系统复位27．正弦波脉宽调制的英文缩写是A ．PIDB ．PWMC ．SPWMD ．PD28．转速负反馈调速系统的静特性方程中K 的表达式为A ．s e K K C α=B ．p s e K K KC = C ．p s K K K α=D ．p s eK K K C α= 29．采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于A ．无静差调速系统B ．有静差调速系统C ．双闭环调速系统D ．交流调速系统30．异步电动机数学模型的组成不包括A ．电压方程B ．磁链方程C ．转矩方程D ．外部扰动二、填空题1．常用的可控直流电源有晶闸管整流器、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。

《电力拖动自动控制系统》答案(全)相关答案整理2-4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。

2-1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Ug1的脉冲变窄而导致id反向时，Ug2变正，于是VT2导通，VT2导通，VT1关断。

2-2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nma某nminnma某和最低转速nmin之比叫做调速范围，用字母D表示，即：D负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落nN与理想空载转速n0min之比，称为系统的静差率S,即：调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：DnNnN(1)由于在一定的nN下，D越大，nmin越小nN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，2-3．某一调速系统，测得的最高转速特性为n0ma某1500r/min，最低转速特性为n0min150r/min，带额定负载的速度降落nN15r/min，且不同转速下额定速降nN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Dnma某nminnn0minn0ma某nNn0minnN1515010%150********112-7闭环调速系统的调速范围是1500----150r/min，要求系统的静差S<=2%,那末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？1，Dnma某nmin1500150nNSD(1S)15002%10(12%)3.06r/min2，nopnclK1则K1003.06131.72-8某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8r/min，如果将开环放大倍数他提高到30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？K115;K230;K1ncl1;K2ncl2同样负载扰动的条件下ncl2K11K21ncl1n与开环放大倍数加15130184r/min1成反比，则（K11）（/K21）ncl2/ncl1同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比（K11）（/K21）Dcl1/Dcl2Dcl2Dcl1K21K113011511.94思考2-12转速单环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？答：1）闭环调速系统可以比开环调速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。

电力拖动自动控制系统习题集附带参考答案Last revision date: 13 December 2020.一、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 ．PIDB ．PIC ．PD ．PD2．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 ．ACRB ．AVRC ．ASRD ．ATR9．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 αB ．21.17cos U αC ．22.34cos U αD ．21.35cos U α11．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 ．PIB ．PDC ．VRD ．PID17．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 18．下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是A ．降电压调速B ．串级调速C ．变极调速D ．变压变频调速 19．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc 越高,则系统的稳定精度A ．越高B ．越低C ．不变D ．不确定 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 ．ACRB ．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 C ．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定 D ．系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度 23．笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好 A ．恒1s U ω控制 B ．恒1rE ω控制 C ．恒1g E ω控制D ．恒1s E ω控制 24．SPWM 技术中，载波是频率比期望波高得多的A ．正弦波B ．方波C ．等腰三角波D ．锯齿波25．下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是A ．高阶B ．线性C ．非线性D ．强耦合26．在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，工作程序正确的是A ．显示故障原因并报警——分析判断故障——封锁PWM 输出——系统复位B ．显示故障原因并报警——封锁PWM 输出——分析判断故障——系统复位C ．封锁PWM 输出——分析判断故障——显示故障原因并报警——系统复位D ．分析判断故障——显示故障原因并报警——封锁PWM 输出——系统复位27．正弦波脉宽调制的英文缩写是A ．PIDB ．PWMC ．SPWMD ．PD28．转速负反馈调速系统的静特性方程中K 的表达式为A ．s e K K C α=B ．p s e K K KC = C ．p s K K K α=D ．p s e K K K C α=29．采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于A ．无静差调速系统B ．有静差调速系统C ．双闭环调速系统D ．交流调速系统30．异步电动机数学模型的组成不包括A ．电压方程B ．磁链方程C ．转矩方程D ．外部扰动二、填空题1．常用的可控直流电源有晶闸管整流器、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。

电力拖动自动控制系统第四版课后答案习题二2-1 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：先减小控制电压，使1gU 得正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压dU 降低。

但是由于机械惯性，转速和反电势还来不及变化，因而造成dEU>的局面，很快电流di 反向，VD2 截止，在onttT≤<期间2gU 为正，于是VT2 导通反向电流产生能耗制动作用。

在onTtTt≤<+期间，VT2 关断，di−经VD1 续流，向电源回馈能量。

同时VD1 两端压降钳住VT1，使他不能导通。

在制动状态，VT2 和VD1 轮流导通，VT1 始终关断。

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 系统的调速范围是1000~100 r min ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？n s解：∆n = nD(1- s) = 1000⨯ 0.02 (10⨯ 0.98) = 2.04rpm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n0 max = 1500r min ，最低转速特性为n= 150r min ，带额定负载时的速度降落∆n N = 15r min ，且在不0 min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 D = nn min (均指额定负载情况下）maxn max = n0 max - ∆n N = 1500 -15 = 1485n min = n0 min - ∆n N = 150 -15 = 135D = n max n min = 1485 135 = 112) 静差率s = ∆nNn0 = 15 150 = 10%2.4 直流电动机为P N=74kW,UN=220V，I N=378A，n N=1430r/min，Ra=0.023Ω。

电力拖动自动控制系统习题集附带参考答案集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]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 ．PIDB ．PIC ．PD ．PD2．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 ．ACRB ．AVRC ．ASRD ．ATR9．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 αB ．21.17cos U αC ．22.34cos U αD ．21.35cos U α11．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 ．PIB ．PDC ．VRD ．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 18．下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是A ．降电压调速B ．串级调速C ．变极调速D ．变压变频调速 19．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc 越高,则系统的稳定精度A ．越高B ．越低C ．不变D ．不确定 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 ．ACRB ．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 C ．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定 D ．系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度 23．笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好 A ．恒1s U ω控制 B ．恒1rE ω控制 C ．恒1g E ω控制D ．恒1s E ω控制 24．SPWM 技术中，载波是频率比期望波高得多的A ．正弦波B ．方波C ．等腰三角波D ．锯齿波25．下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是A ．高阶B ．线性C ．非线性D ．强耦合26．在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，工作程序正确的是A ．显示故障原因并报警——分析判断故障——封锁PWM 输出——系统复位B ．显示故障原因并报警——封锁PWM 输出——分析判断故障——系统复位C ．封锁PWM 输出——分析判断故障——显示故障原因并报警——系统复位D ．分析判断故障——显示故障原因并报警——封锁PWM 输出——系统复位27．正弦波脉宽调制的英文缩写是A ．PIDB ．PWMC ．SPWMD ．PD28．转速负反馈调速系统的静特性方程中K 的表达式为A ．s e K K C α=B ．p s e K K KC = C ．p s K K K α=D ．p s eK K K C α= 29．采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于A ．无静差调速系统B ．有静差调速系统C ．双闭环调速系统D ．交流调速系统30．异步电动机数学模型的组成不包括A ．电压方程B ．磁链方程C ．转矩方程D ．外部扰动二、填空题1．常用的可控直流电源有晶闸管整流器、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。

电力拖动自动控制系统阮毅第五版答案引言《电力拖动自动控制系统》是阮毅编写的一本经典教材，已经发行到第五版。

本文将为读者提供该教材的答案，以帮助读者更好地理解和应用其中的知识。

第一章系统基础知识答案1.电力拖动自动控制系统的定义是什么？答：电力拖动自动控制系统是由电机、传动装置和控制装置组成的系统，用于实现机械设备的自动化控制和调节。

2.电力拖动自动控制系统的主要组成部分有哪些？答：电力拖动自动控制系统的主要组成部分包括电机、传动装置、控制装置和电气部件。

3.电机在电力拖动自动控制系统中起到什么作用？答：电机是电力拖动自动控制系统中的执行元件，用于产生动力并驱动机械设备的运动。

4.传动装置在电力拖动自动控制系统中起到什么作用？答：传动装置是将电机的旋转运动传递给机械设备的装置，它能够改变电机输出的转矩、转速和转向。

5.控制装置在电力拖动自动控制系统中起到什么作用？答：控制装置是电力拖动自动控制系统中的核心部分，它根据输入的信号和设定的参数，对电机和传动装置进行控制，使机械设备实现自动化运行。

第二章电动机答案1.电动机的分类有哪些？答：电动机可以根据不同的标准进行分类，常见的分类方法有按电源类型分类（直流电动机、交流电动机）、按工作原理分类（异步电动机、同步电动机）等。

2.直流电动机的特点是什么？答：直流电动机的特点是转矩大、起动电流小、调速范围宽、响应速度快等。

3.交流电动机的特点是什么？答：交流电动机的特点是结构简单、维护成本低、功率因数高、运行可靠等。

4.异步电动机的工作原理是什么？答：异步电动机是利用旋转磁场的相对运动和感应电流的作用产生转矩，实现电动机工作的。

它的转速略低于旋转磁场的转速。

5.同步电动机的工作原理是什么？答：同步电动机是利用旋转磁场的转速与电动机转子的转速完全同步，实现电动机工作的。

它的转速与供电的电源频率和极对数有关。

第三章传动装置答案1.常见的传动装置有哪些？答：常见的传动装置有链传动、皮带传动、齿轮传动、联轴器等。

第五章思考题5-1 对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0<S<S m 所以调速范围不大。

电动机机械特性越软，调速范围不变，因为S m 不变。

5-2 异步电动机变频调速时，为何要电压协调控制？在整个调速范围内，保持电压恒定是否可行？为何在基频以下时，采用恒压频比控制，而在基频以上保存电压恒定？答：当异步电动机在基频以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电动机。

由此可见，最好是保持每极磁通量为额定值不变。

当频率从额定值向下调节时，必须同时降低E g 使14.44常值SgS N mN E N K f ϕ=⨯⨯=，即在基频以下应采用电动势频率比为恒值的控制方式。

然而，异步电动机绕组中的电动势是难以直接检测与控制的。

当电动势值较高时，可忽略定子电阻和漏感压降，而认为定子相电压s g U E ≈。

在整个调速范围内，保持电压恒定是不可行的。

在基频以上调速时，频率从额定值向上升高，受到电动机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变，这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态。

5-3 异步电动机变频调速时，基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式？为什么？所谓恒功率或恒转矩调速方式，是否指输出功率或转矩恒定？若不是，那么恒功率或恒转矩调速究竟是指什么？答：在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式；在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，输出功率基本不变，属于“近似的恒功率调速”方式。

5-4基频以下调速可以是恒压频比控制、恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制方式，从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。

习 题 二2、2 系统的调速范围就是1000~100min r ,要求静差率s=2%,那么系统允许的静差转速降就是多少？解:10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn 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？系统允许的静差率就是多少？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 =∆==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、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 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 ∆=-=⨯⨯=2、7 某闭环调速系统的调速范围就是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就是多少？如果开环系统的静态速降就是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 -∆=1/1015002%/98%N n =⨯∆⨯15002%/98%10 3.06/min N n r ∆=⨯⨯=2、9 有一V-M 调速系统:电动机参数P N =2、2kW, U N =220V , I N =12、5A, n N =1500 r/min,电枢电阻R a =1、5Ω,电枢回路电抗器电阻RL=0、8Ω,整流装置内阻R rec =1、0Ω,触发整流环节的放大倍数K s =35。

电力拖动自动控制系统课后习题答案运动控制系统第四版｛上海大学阮毅陈伯时｝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U g!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，VT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％ax和最低转速n min之比叫做调速范围，用字母D表示，即：n maxD 二-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与理想空载转速n°min之比，称为系统的静差率S, 即: s—叽n0min调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：由于在一定的n N下，D越大，n min越小又一定，则S变大。

所以，如果不考虑D,贝y 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n0m ax =1500r/min，最低转速特性为n0min =150r/min，带额定负载的速度降落「F N =15r/min，且不同转速下额定速降F 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？｛全，内含两份无一失｝解1-5闭环调速系统的调速范围是 1500----150r/min ，要求系统的静差 S<=2%,那末系统允许的静态速降是多少？如果幵环系统的静态速降是100r/mi n 则闭环系统的幵环放大倍数应有多大？r/min ，如果将幵环放大倍数他提高到 30，它的速降为多少？在同样静差率要求下, 调速范围可以扩大多少倍？同样静差率的条件下调速范围与幵环放大倍数加 1成正比D=20,额定转速 n =1500r/min ，幵环转速降落 10%减少到5%则系统的幵环增益将如何变化？原系统在范围D=20,静差 率为10%寸，幵环增益为：静差率10%寸原系统的幵环增益为：1-8转速单环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为 什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什 么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？答：1)闭环调速系统可以比幵环调速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。