伺服系统期末复习材料
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伺服系统复习题简答题1、什么是伺服电机?其基本特征是什么?答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
伺服系统的基本特征是:(1)必须具备高精度的传感器,能准确地给出输出量的电信号;(2)功率放大器及控制系统都必须是可逆的;(3)足够大的调速范围及足够强的低速带载性能;(4)快速的响应能力和较强的抗干扰能力。
2、PWM —电动机系统有何优越性?(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。
3、简述直流转矩控制系统存在的问题以及改进的方案。
存在的问题:(1)由于采用双位式控制,实际转矩必然在上下限内脉动;(2)由于磁链计算采用了带积分环节的电压模型,积分初值、累积误差和定子电阻的变化会影响磁链计算的精度。
改进的方案:(1)对磁链偏差和转矩偏差实行细化,使磁链轨迹接近圆形,减少转矩脉动;(2)改双位式控制为连续控制,例如间接自控制(ISR )系统和按定子磁链定向的控制系统。
4、简述直流转矩控制系统的特点。
(1)转矩和磁链的控制采用双位式控制器,并在PWM 逆变器中直接用这两个控制信号产生输出电压,省去了旋转变换和电流控制,简化了控制器的结构;(2选择定子磁链作为被控量,计算磁链的模型可以不受转子参数变化的影响,提高了控制系统的鲁棒特性;(3)由于采用了直接转矩控制,在加减速或负载变化的动态过程中,可以获得快速的转矩响应,但必须注意限制过大的冲击电流,以免损坏功率开关器件,因此实际的转矩响应也是有限的。
伺服系统题库摘要:1.伺服系统的定义与作用2.伺服系统题库的组成与分类3.伺服系统题库的应用场景与优势4.伺服系统题库的建立与维护5.伺服系统题库的发展趋势正文:一、伺服系统的定义与作用伺服系统,又称为自动控制系统,是一种通过对被控对象进行实时测量与调节,使其输出或行为达到预定要求的技术。
伺服系统在工业生产、科研试验、军事装备等领域中具有广泛的应用,对于提高工作效率、保证产品质量和提升核心竞争力具有重要意义。
二、伺服系统题库的组成与分类伺服系统题库是针对伺服系统知识和技能的一系列问题及解答的集合。
它主要包括以下几类内容:1.基础理论题:涉及伺服系统的基本概念、组成、原理等知识点。
2.应用实践题:涉及伺服系统在不同领域的实际应用,如工业控制、机器人控制等。
3.故障分析与处理题:涉及伺服系统在运行过程中可能出现的故障及其解决方法。
4.性能优化题:涉及如何提高伺服系统的性能、降低系统成本等方面的问题。
三、伺服系统题库的应用场景与优势伺服系统题库在以下场景中具有广泛的应用:1.教育培训:伺服系统题库可作为教材或辅助教学材料,帮助学生或工程师掌握伺服系统的相关知识和技能。
2.技能考核:伺服系统题库可用于对工程师的理论水平和实践能力进行考核,以评估其技术水平。
3.技术研究:伺服系统题库可以为研究人员提供有关伺服系统的技术细节,有助于深入开展相关研究。
四、伺服系统题库的建立与维护伺服系统题库的建立与维护需要以下几个步骤:1.搜集资料:从相关书籍、论文、技术报告等渠道搜集伺服系统方面的知识,形成初步题库。
2.筛选整理:对初步题库进行筛选和整理,确保题目质量,形成正式题库。
3.分类归档:将题目按照知识点、难度、应用领域等进行分类,便于使用者查阅。
4.定期更新:根据伺服系统技术的发展,定期对题库进行更新,补充新的知识点和题目。
五、伺服系统题库的发展趋势随着伺服系统技术的不断发展,伺服系统题库也将呈现以下发展趋势:1.数字化:题库将向数字化、网络化方向发展,便于用户随时随地查阅和更新。
《运动控制系统》复习题第一章伺服系统的作用及组成1•在伺服控制系统中,使输出量能够以一定跟随输入量的变换而变换的系统称为__________ ,亦称为伺服系统。
(准确度、随动系统)2. 伺服系统按调节理论分类可分为:开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统。
3. 伺服系统按使用的驱动元件分类可分为:步进伺服系统、直流伺服系统、交流伺服系统。
第二章伺服控制基础知识1. GT0/GTR/M0SFET/IGBT各自的特点及应用范围。
第三章步进电动机的控制1.简述反应式步进电机的工作原理。
2. —台无相步进电动机,工作在十拍方式,转子齿数为48,在单相绕组中测得的电流频率为500Hz,试求电动机的齿距角、步距角和转速。
3•三相步进电动机工作在双三拍方式,已知步距角为3 ° ,最大转矩T max =0.685N.m,转动部分的转动惯量J=1.725X 10-5kg.m 2,试求该步进电动机的自 由振荡频率和周期。
4. 若一台BF 系列四相反应式步进电动机,其步距角为1.8° /0.9°。
试问:(1)1.8° /0.9°表示什么意思? (2)写出四相八拍运行方式的一个通电顺序。
(4)在 A 相测得 电源频率为400Hz 时,每分钟的转速为多少?5•正常情况下步进电机的转速取决于() A.控制绕组通电频率 B.绕组通电方式6. 某三相反应式步进电机的转子齿数为 50,其齿距角为() A.7.2° B.120° C.360。
电角度 D.120° 电角度 7.某四相反应式步进电机的转子齿数为 60,其步距角为() A.1.5° B.0.75°C.450 电角度D.90。
电角度8. 某三相反应式步进电机的初始通电顺序为 电顺序为(A ) A.C B A B. B C A C.A9. 下列关于步进电机的描述正确的是() A.抗干扰能力强 B.带负载能力强 C.功能是将电脉冲转化成角位移 D.误差不会积累C.负载大小D.绕组的电流ABC,下列可使电机反转的通C BD . B AC10. 某五相步进电机在脉冲电源频率为2400Hz时,转速为1200rpm,则可知此时步进电机的步距角为(B )A . 1.5 °C. 6 °D. 4°11. 步进电机的角位移与(D )成正比。
伺服系统题库伺服系统是一种基于反馈控制的电力传动系统,广泛应用于工业自动化、机器人、航空航天等领域。
为了更好地理解和应用伺服系统,以下是一些常见的伺服系统题库,帮助读者提高对伺服系统的认识和应用。
一、基础知识题1. 伺服系统的定义是什么?它与普通电力传动系统的区别在哪里?2. 什么是反馈控制?为什么伺服系统需要反馈控制?3. 请简要介绍伺服系统的基本组成部分。
4. 什么是闭环控制?与开环控制相比,闭环控制有什么优势?5. 请列举几种常见的伺服系统传感器。
6. 伺服系统中的执行机构是指什么?7. 请解释伺服系统中的位置、速度和加速度控制。
二、传动和控制题1. 简要描述伺服系统的传动过程。
2. 如何计算伺服系统的传动比?传动比对系统性能有什么影响?3. 什么是伺服控制器?它在伺服系统中的作用是什么?4. 伺服系统中的比例、积分、微分控制(PID控制)是什么?它们如何影响系统的性能?5. 请解释伺服系统中的位置环、速度环和电流环。
6. 伺服系统中的位置校正和运动插补是指什么?它们的作用是什么?7. 如何实现位置、速度和加速度的闭环控制?三、应用题1. 请结合实际案例,描述伺服系统在工业自动化中的应用。
2. 伺服系统在机器人领域的应用有哪些?请举例说明。
3. 如何选取合适的伺服电机和伺服控制器?4. 伺服系统在航空航天领域的应用有哪些?请简要描述。
5. 伺服系统在医疗设备中的应用有哪些?请举例说明。
6. 请结合实际案例,描述伺服系统在智能仓储中的应用。
7. 伺服系统在机床领域中的应用有哪些?请简要介绍。
通过以上题目的学习和思考,读者可以深入了解伺服系统的基本原理、传动和控制方式,以及伺服系统在不同领域的应用。
这些题目也有助于读者加深对伺服系统的认识、提高解决实际问题的能力,并为进一步学习和研究伺服系统打下坚实的基础。
无论是从事相关行业的工程师,还是对伺服系统感兴趣的学生,都可以通过这些题目的练习来提高自己的技能和专业知识。
伺服系统题库【实用版】目录1.伺服系统的定义与作用2.伺服系统的组成部分3.伺服系统的工作原理4.伺服系统的应用领域5.伺服系统的发展趋势正文一、伺服系统的定义与作用伺服系统,全称为伺服控制系统,是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。
它主要通过将控制信号转换为机械运动,实现对机械设备的精确控制。
伺服系统在工业生产、自动化设备、机器人等领域中发挥着重要作用,提高了生产效率和产品质量,降低了劳动强度。
二、伺服系统的组成部分伺服系统主要由以下几部分组成:1.控制器:控制器是伺服系统的核心部分,负责接收指令和传感器信号,对伺服电机进行控制。
2.伺服电机:伺服电机是伺服系统的执行部件,根据控制器发出的指令进行旋转。
3.传感器:传感器负责检测机械位置或角度,将检测到的信号反馈给控制器。
4.信号传输和处理装置:信号传输和处理装置负责在控制器和传感器之间传输和处理信号。
三、伺服系统的工作原理伺服系统的工作原理可以概括为以下几个步骤:1.控制器接收到指令和传感器信号。
2.控制器根据指令和传感器信号,计算出伺服电机需要达到的目标位置或角度。
3.控制器将计算出的目标位置或角度转换为控制信号,发送给伺服电机。
4.伺服电机根据控制信号进行旋转,实现对机械设备的控制。
5.传感器检测到机械设备的位置或角度,将检测到的信号反馈给控制器。
6.控制器根据传感器信号,对伺服电机进行调整,使机械设备保持在设定的位置或角度。
四、伺服系统的应用领域伺服系统在许多领域都有广泛应用,如:1.工业生产:伺服系统可以用于机床、机器人、自动化生产线等设备,提高生产效率和产品质量。
2.航空航天:伺服系统在航空航天领域的应用,可以提高飞行器的控制精度和稳定性。
3.医疗设备:伺服系统在医疗设备中的应用,可以提高设备的精度和稳定性,保证治疗效果。
4.交通运输:伺服系统在交通运输领域的应用,可以提高交通工具的运行效率和安全性。
五、伺服系统的发展趋势随着科技的不断发展,伺服系统也在不断进步,发展趋势主要表现在以下几个方面:1.高精度、高速度:随着技术的进步,伺服系统的精度和速度将得到进一步提高。
伺服系统题库(最新版)目录1.伺服系统的定义与作用2.伺服系统的主要组成部分3.伺服系统的工作原理4.伺服系统的应用领域5.伺服系统的发展趋势正文1.伺服系统的定义与作用伺服系统,又称为随动系统,是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。
伺服系统主要由控制器、驱动器、伺服电机和反馈装置等组成,其作用是通过对控制对象的位置、速度、加速度等参数进行精确控制,实现对机械运动过程的自动调节。
2.伺服系统的主要组成部分(1)控制器:控制器是伺服系统的核心部分,主要负责接收指令和反馈信号,并对伺服电机进行控制。
常见的控制器有 PID 控制器、模糊控制器等。
(2)驱动器:驱动器是将控制器输出的控制信号转换为伺服电机能够接受的信号,并对电机进行驱动的装置。
(3)伺服电机:伺服电机是驱动器的负载,也是伺服系统的执行元件。
它具有较高的控制精度和响应速度,能够根据控制器发出的信号进行精确的运动。
(4)反馈装置:反馈装置主要用于检测伺服系统的实际输出和期望输出之间的误差,并将误差信号送回控制器,以便控制器对系统进行调整。
常见的反馈装置有光电传感器、霍尔传感器等。
3.伺服系统的工作原理伺服系统在工作过程中,控制器根据设定值和反馈信号计算出控制量,并将控制量作用于驱动器,驱动器再将控制量转换为电机的驱动信号,从而驱动伺服电机按照要求的速度和方向进行运动。
在运动过程中,反馈装置会实时检测伺服系统的输出,并将检测到的误差信号送回控制器。
控制器根据误差信号对系统进行调整,使伺服系统的输出与期望输出保持一致。
4.伺服系统的应用领域伺服系统广泛应用于各种自动化设备和生产线,如数控机床、机器人、自动化装配线等。
在这些设备中,伺服系统通过对机械运动过程的精确控制,能够提高设备的运动精度、运动速度和稳定性,从而提高生产效率和产品质量。
5.伺服系统的发展趋势随着科技的不断进步,伺服系统在以下几个方面呈现出发展趋势:(1)高性能:未来的伺服系统将具有更高的控制精度和响应速度,能够满足更高精度的加工和装配需求。
伺服系统题库
(原创版)
目录
1.伺服系统的定义与作用
2.伺服系统的组成部分
3.伺服系统的应用领域
4.伺服系统题库的重要性
5.如何建立和维护伺服系统题库
正文
伺服系统题库是一种包含伺服系统相关问题的数据库,它可以帮助工程师、技术人员以及学生更好地理解和掌握伺服系统的知识。
伺服系统是一种通过使用反馈装置来控制机械运动的系统,它的作用在于能够精确地控制机械的运动,提高生产效率和生产质量。
伺服系统主要由三部分组成,分别是伺服电机、伺服驱动器和控制器。
伺服电机是一种能够根据控制器发出的脉冲信号进行精确转动的电机,伺服驱动器则是将脉冲信号转换为电机能够理解的电流信号的装置,控制器则是用来发出脉冲信号的设备。
伺服系统广泛应用于各种工业生产领域,如数控机床、机器人、自动化生产线等,它的使用能够大大提高生产效率和产品质量。
伺服系统题库的重要性不言而喻,它能够帮助工程师和技术人员更好地理解和掌握伺服系统的知识,提高他们的技术水平和工作效率。
同时,伺服系统题库也是教学的重要资源,能够帮助学生更好地理解和掌握伺服系统的知识。
建立和维护伺服系统题库需要从以下几个方面入手。
首先,需要收集大量的伺服系统相关的问题和答案,这些问题和答案可以从各种专业书籍、
学术论文、技术论坛以及实际工作中获取。
其次,需要对收集到的问题和答案进行分类和整理,以便于使用和查找。
最后,需要定期对题库进行更新和维护,以确保题库的准确性和时效性。
总的来说,伺服系统题库是一种重要的资源,它能够帮助工程师、技术人员以及学生更好地理解和掌握伺服系统的知识。
第一章概述1、伺服系统分类、组成2、开环系统、半闭环系统、闭环系统的优缺点及其在硬件结构上的区别3. 数控机床伺服系统按伺服电机分类第二章伺服控制基础1、反相比例放大器、反相加法比例放大器、同相比例放大器、积分运算放大器、比例积分运算放大器的工作原理、输入输出型号关系、电阻匹配工作2、比较器工作原理、输出信号正负的决定3. 晶闸管工作原理第三章步进电机及其驱动1、步进电动机分类2、混合式步进电动机结构3、步进电机静态特性曲线及平衡点的位置(定子、转子齿对应位置)4、步进电机工作方式5、步距角计算及其影响因素6、步进电机静态矩角特性7、分析高低压供电原理。
8、频率与步进电机工作状态关系9、三相步进电机的工作方式10、单段反应式步进电机、多段反应式步进电机的各相绕组布置方式;第四章直流伺服电动机及其速度控制1. 静差率、调速范围的概念2.直流电机开环调速系统与闭环调速系统的静差率、调速范围比较3.有静差、无静差直流转速负反馈单闭环调速系统中的调节器类型、静差产生原因4. 晶体管直流脉宽调速系统中的变换器分类;5. 直流电机转速闭环有静差调速系统图中各个环节的名称与作用,并分析系统的速度调节过程。
6. 晶体管直流脉宽调速系统中的双极式可逆PWM变换器工作过程,四种模态的电路图。
7. 改变励磁磁通调速(恒转矩、恒功率调速)8. 晶体管直流脉宽调速系统中不可逆、可逆变换器第五章交流伺服电机及其速度控制10. 交流伺服电机与直流伺服电机性能比较11. 交流伺服电机变频调速的恒转矩调速和恒功率调速的频12. 交流电动机矢量控制原理、变换环节及变换公式21. 交流伺服电机变频调速的变频器可分类;26. 交流伺服电机的变频调速如何保持励磁通量不变7. 试画出三相串联电感式电压型逆变器主电路工作原理、等效电路,各区间的负载电压第六章检测装置1. 数控机床伺服系统中的速度反馈检测装置种类2. 感应同步器工作原理、作用及其辨向方法3 直线透射式光栅的光信号、光电电元件输出信号、读数头输出信号波形4. 直线透射式光栅组成、工作原理、辨向5. 莫尔条纹产生机理与作用6. 旋转变压器的作用、工作原理及其辨向方法7. 绝对值编码器消除误差的方法,及格雷循环码的误差量第七章位置伺服1、进给伺服系统数学模型、开环传递函数、闭环传递函数2、进给伺服系统动、静态性能分析3、采用比例型位置控制的闭环进给伺服系统加入前馈环节4、进给伺服系统位置控制三种阻尼状态的响应2. 利用运算放大器作为电压比较器,构成电压-脉冲变换器电路(即脉冲宽度调制电路),电路如图a所示,三角形波ut 和控制电压u波形分别如图b、c所示,试在图b、c上画出c输出脉冲波形。
《运动控制系统》复习题第一章伺服系统的作用及组成1.在伺服控制系统中,使输出量能够以一定跟随输入量的变换而变换的系统称为,亦称为伺服系统。
(准确度、随动系统)2.伺服系统按调节理论分类可分为:开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统。
3.伺服系统按使用的驱动元件分类可分为:步进伺服系统、直流伺服系统、交流伺服系统。
第二章伺服控制基础知识1.GTO/GTR/MOSFET/IGBT各自的特点及应用范围。
第三章步进电动机的控制1.简述反应式步进电机的工作原理。
2.一台无相步进电动机,工作在十拍方式,转子齿数为48,在单相绕组中测得的电流频率为500Hz,试求电动机的齿距角、步距角和转速。
3.三相步进电动机工作在双三拍方式,已知步距角为3°,最大转矩T max =0.685N.m ,转动部分的转动惯量J=1.725×10-5kg.m 2,试求该步进电动机的自由振荡频率和周期。
4.若一台BF 系列四相反应式步进电动机,其步距角为1.8°/0.9°。
试问:(1) 1.8°/0.9°表示什么意思?(2)写出四相八拍运行方式的一个通电顺序。
(4)在A 相测得电源频率为400Hz 时,每分钟的转速为多少?5.正常情况下步进电机的转速取决于( )A.控制绕组通电频率B.绕组通电方式C.负载大小D.绕组的电流6.某三相反应式步进电机的转子齿数为50,其齿距角为( ) A.7.2° B.120° C.360°电角度 D.120°电角度7.某四相反应式步进电机的转子齿数为60,其步距角为( ) A.1.5° B.0.75° C.45°电角度 D.90°电角度8.某三相反应式步进电机的初始通电顺序为C B A →→,下列可使电机反转的通电顺序为(A )A.A B C →→B.A C B →→C.B C A →→D.C A B →→9.下列关于步进电机的描述正确的是()A.抗干扰能力强B.带负载能力强C.功能是将电脉冲转化成角位移D.误差不会积累10. 某五相步进电机在脉冲电源频率为2400Hz 时,转速为1200rpm ,则可知此时步进电机的步距角为(B )。
画伺服系统的主电路与控制电路图(单相220V)。
(10分)
1
伺服的三种控制方式分别是什么?(6分)
2
画出输入输出信号的的典型连接图。
(20分)
3
IS500伺服驱动器的CN3与CN4是什么连接关系(串,并),是什么4
功能?(4分)
5
默写伺服的功能码参数总表(15分)
6
简述端子点动试运行的操作步骤?(10分)
7
超程的设定方法(P-ot N-ot),理解超程开关的硬接线方式。
通常8
采用常开还是常闭按钮?为什么?(10分)
9
说说你对伺服系统的应用时应注意什么?(5分)
10
常见的报警信号与故障信号是什么码,什么含义?(5分)
11
简述伺服监视的项目有哪些?(5分)
12
画出PLC与IS500的位置控制的连接图。
(10分)
13。
电测速盘位置检测:①感应同步器 ②光栅莫尔条纹特性的三种效应:①莫尔条纹的移动与栅距成比例 均效应③放大效应2.晶闸管的伏安特性曲线,以及导通条件和关断条件,维持电流,器件写出三种名称(IGBT , GTO MOSFET 优缺点;GTO 缺点:门极反向关断电流大,开关缓冲电路要消耗一定能量,且需要快速恢复无感电 阻、无感电容、二极管等元器件。
优点:在于 GTO 是四层器件,开关频率较高,不需要辅助转流电路和开关容量等。
绝缘门极晶体管IGBT :优点:具有输入阻抗高、开关速度快、驱动电路简单、通态电压低、能承受高电压 大电流等优点。
缺点:若为大电感负载IGBT 的关断时间不宜过短。
IGBT 不适合于要求器件压降低于 0.7V 的场 合下使用。
击穿电压高的IGBT 器件电流容量较低。
功率场效应晶体管 MOSFET 优点:单极型,电压驱动,开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动 功率小而且驱动电路简单。
缺点:波形失真,只能做普通功率管,不能做信号1.伺服系统的定义、概念;伺服系统的基本要求;主要特点,伺服系统分类 (按照 控制理论,按照反馈方式)它们各有什么特点?;位置速度检测元件 (名称)莫尔 条纹的特性3种效应。
定义:在自动控制系统中,使输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为随动系统, 亦称 为伺服系统。
要求:①稳定性好②精度高③快速响应并无超调 ④低速大转矩和调速范围宽 主要特点: ①精确的检测装置 ②有多种反馈比较原理与方法 ③高性能伺服电动机 ④宽调速范围的速度调节系统 控制理论分类:①开环伺服系统(信息流是单向的,即进给脉冲发出去后,实际移动值不再反馈回来) ②闭 环伺服系统(若各种参数匹配不当,将会引起系统振荡,造成不稳定,影响定位精度,而且系统复杂和成本高) ③半闭环伺服系统(不能补偿位置闭环系统外的传动装置的传动误差,却可以获得稳定的控制特性。
介于开环 与闭环之间,精度没有闭环高,调试却比闭环方便,因而得到广泛应用。
) 按反馈方式分类:①脉冲、数字 比较伺服系统(结构简单,容易实现,整机工作稳定,在一般数控伺服系统中应用十分普遍) ②相位比较伺 服系统(适用于感应式检测元件的工作状态,可得到满意的精度。
相位比较伺服系统的载波频率高,响应快, 抗干扰性强,因而很适于用做连续控制的伺服系统) ③幅值比较伺服系统(幅值大小与机械位移量成正比) 全数字伺服系统(高速度、高精度、大功率)速度检测:①异步(交流)测速发电机 ②直流测速发电机 ③光 导通条件:晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压时晶闸管才能导通,这是晶闸管导通必须同时具备的两个条件。
关断条件:在晶闸管导通之后,其控制极就失去控制作用。
欲使晶闸管恢复阻断状态,必须把阳极正向电压降低到一 定值(或断开,或反向)。
所以说晶闸管是控制导通而不控 制关断的半控器件。
维持电流IH :使晶闸管维持导通 所必需的最小电流 擎住电流IL :晶闸管刚从断态转入通 S 2-3晶阐S 的伏宝W 性曲找.态并移除触发信号后,能维持导通所需的最小电流。
②平擎住电流;全控门极关断晶闸管3.直流电动机机械特性,理想空载转速。
转速降落表达式,不同电枢电压下的机械特性曲线。
电动机的机械特性:描述了电动机的转速与转矩之间的关系。
理想空载转速:在这一曲线 族中,不同的电枢电压对应于不同的曲线,各曲线是彼此平行的。
转速II ,而/ n (R Te/ Ce Cm )称为转速降落。
U (调压调速)(转速下降,机械特性曲线平行下移。
调速5.调速系统的静态调速指标及其表达式和关系静态调速指标: ①调速范围调速范围:D =n max nmin ②静差率③调速范围与静差率的关系 静差率:S _加N 调速范围与静差率的关系: n 。
i n N (1-s ) 6.比例调节器,积分调节器控制规律,及其特点;无静差调速系统中必须采用 调节器 比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状;而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
只要 历史上有偏差,就有足够的控制电压,保证系统的稳定运行。
积分控制虽然最终能消除隐态误差,但快速性不 如比例控制。
7.采用PI 调节器的单闭环转速负反馈直流调速系统的结构图会画,简述其调节过 程和控制规律,闭环对扰动的抑制能力。
设Ider 为临界的截止电流,当电流大于 馈信号加到调节器的输入端;当电流小于 馈切断。
系统中的电流检测反馈信号 Ufi= 3 Id, 系数;允许电枢电流截止反馈的临界值 I 比较电压)。
当Id < Idcr (即Ufi < Ucon )时,电流负反馈被 截止,不起作用,此时系统仅存在转速负反馈。
当负载电流增大 使Id>Ider (即Ufi>Uw,Uw 为稳压管稳压电压),稳压管被反向 击穿,允许电流反馈信号通过,转速负反馈与电流负反馈同事起 作用,使调节器输出 Uet 下降,迫使 Udo 迅速减小,限制了电 枢电流随负载增大而增加的速度,有效抑制了电枢电流的增加。
Ider 时,将电流负反 Ider 时,将电流负反 ,3为检测环节的比例 Ider=Ueom/ 3 (Ucom 为 8. SPW 的调制方式的种类和特点;SPWM 用什么波产生,占空比概念,改变占空比 方法; 调制方式:①同步调制方式(在逆变器输出频率变化的整个范围内,皆可保持输出波形的正、负半波完全对称,只有奇次谐波存在, 而且能严格保证逆变器输出三相波形之间具有120°相位移的对称关系)②异步调制4.直流电机的调速方式有?各自特点调速方式:①调节电枢供电电压范围宽,机械特性硬,动态性能好) ②减弱励磁磁通 ①(调磁调速)(转速上升,机械特性曲线变软。
)③改变电枢回路电阻 R (调阻调速)(转速下降,机械特性曲线变软。
)nO ( U/Ce )称为―理想空载方式(改善了调速系统的低频工作特性) ③分段同步调制方式(集同步和异步调制方式之所长,克服了两者的不足。
采用分段同步调制方式,需要增加调制脉冲切换电路,从而增加控制电路的复杂性)SPWMI 波就是根据三角载波与正弦调制波的交点来确定功率器件的开关时刻,从而得到其幅值不变而宽度按正 弦规律变化的一系列脉冲。
占空比:P 为周期T 中,VT (IGBT )导通时间的比率,称为负载率或占空比。
方法:①定宽调频法②调宽调频法③定频调宽法 9.矢量控制的原理 矢量控制是把交流电机解析成与直流电机 一样,根据磁场及其正交的电流的乘积就是 转矩这一最基本的原理, 从理论上将电动机 定子侧电流分解成建立磁场的励磁分量和 产生转矩的转矩分量的两个正交矢量来出 来,然后分别进行控制,故称为矢量控制。
2 10.转速电流双闭环直流调速系统启动时转速和电流波形, 分析转速调节器和电流调节器的作用;PI 调节器饱和与非饱和; 转速调节器:①使转速 n 跟随给定电压Un 变化,实现转 速无静差调节②对负载变化起抗干扰作用 ③其饱和输出 限幅值作为系统允许最大电流的给定,起饱和非线性控制 作用,以实现系统在最大电流约束下的起动过程电流调节器:①起动时,实现最大允许电流条件下的恒流 升速调节时间最优②在转速调节过程中,使电流跟随其给 定电压Un 变化③对电网电压的波动起及时抗扰的作用 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。
饱和:一一输出达到限幅值。
当调节器饱和时,输出为恒 值,输入量的变化不再影响输出,除非有反向的输入信号 图双闭环直流谓速系统輕动时捋琏速和电流波形 使调节器退出饱和;换句话说,饱和的调节器暂时隔断了 输入和输出间的联系,相当于使该调节环开环。
非饱和:一一输出未达到限幅值。
当调节器不饱和时,正如1.6节中所阐明的那样,PI 作用使输入偏差电压 在稳态时总是零。
11.双闭环系统原理图,转速负反馈系数、电流反馈系数计算 U ; -U n =a n = a n 0 U i =Ui 式中a P ―― 由第一个关系式可得 =创d 转速和电流反馈系数。
U n n = =no a圈4灯取闭幵fl 迷購蜕匝理m制器的输出信号u积分控制器的显著特点是无差调节。
微分控制器(D调节):在微分控制器中,调节规律是:偏差经过微分控制器的微分作用得到控制器的输出信号。
特点:针对被调量的变化速率来进行调节,而不需要等到被调量已经出现较大的偏差后才开始动作,即微分调节器可以对被调量的变化趋势进行调节,及时避免出现大的偏差分类:①顺馈校正②干扰补偿③串联校正④反馈校正13.工程设计法中典型I型和II型系统的传递函数,及其参数意义,并分析在直流双闭环调速系统中分别把转速环和电流环设计成何种典型系统,为什么后面还有一个惯性环节,在分子添上一个比例微分环节(保证系统稳定,即应选择参数满足 1 <-或TT c T为了实现转速无静差,在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节,它应该包含在转速调节器ASR中(见图2-26b),现在在扰动作用点后面已经有了一个积分环节,因此转速环开环传递函数应共有两个积器+1 ),是为了把相频特性抬到-180°线以上,以> T 且T比T大得越多,系统的稳定裕度越大。
12.PID反馈控制系统框图,并写出其控制律和控制特点;按照校正装置的位置分类可分为哪些?比例控制器(P调节):在比例控制器中,调节规律是:控制器的输出信号与偏差成比例。
其方程如下:U=kpe式中kp称为比例增益。
特点:从减小偏差的角度出发,我们应该增加kp,但是另一方面,kp还影响系统的稳定性,增加kp通常导致系统的稳定性下降,过大的kp往往使系统产生激烈的振荡和不稳定。
分控制器(I调节):在积分控制器中,调节规律是:偏差经过积分控制器的积分作用得到控图1 原理框图I型: W(s)= Ks(Ts+1)■十I)典型的I型系统结构简单,其对数幅频特性的中频段以-20 dB/dec的斜率穿越0dB保证足够的中频带宽度,系统就一定是稳定的,且有足够的稳定裕量,即选择参数满足于是,相角稳定裕度QQ ◎Y =180 -90 -arctg^c T =90 -arctgeoj >45线,只要参数的选择能◎ <T 或■^cT BII 型: W(s)=字5 型會s 仃S +1) _ '.s~(Ts+1)典型的II型系统也是以-20dB/dec的斜率穿越零分贝线。
由于分母中s2项对应的相频特性是-180°,分环节,所以应该设计成典型n 型系统,这样的系统同时也能满足动态抗扰性能好的要求。
从动态要求上看,实际系统不允许电枢电流在突加控制作用时有太大的超调,以保证电流在动态过程中不超 过允许值,而对电网电压波动的及时抗扰作用只是次要的因素,为此,电流环应以跟随性能为主,应选用典型I 型系统。