交直流调速系统期末考试(运动控制系统)资料

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 0.25B 0.5C 0.75D 1.05. 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 Ⅰ PIB Ⅱ PIC Ⅰ PD Ⅱ P6. 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。

运动控制系统一．填空题1.运动控制系统的概念：以机械运动的驱动设备—电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换器为驱动，在控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。

2.直流调速系统常用的可控直流电源：（1）旋转变流机组（2）静止可控整流器（3）直流斩波器或脉宽调制变换器3.反馈控制规律：（1）比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统；（2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定；（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。

4.比例积分控制的无静差直流调速系统。

5.微机数字控制的两个特点：信号的离散化、数字化。

6.引入电流负反馈的目的：解决系统起动和堵转时电流过大的问题。

7.典型I型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能差。

典型II型系统的超调量相对较大，但抗扰性能却比较好。

8.无环流逻辑控制环节DLC工作的依据信号：（1）电流给定极性（转矩极性鉴别信号）（2）零电流检测（零电流检测信号）二．简答题1.旋转编码器的数字测速方法有哪几种?各自的特点是什么？答：（1）M法—脉冲直接计数方法。

M法测速是记取一个采样周期内Tc旋转编码器发出的脉冲个数M1来算出转速的方法。

特点：在高速段分辨率强。

（2）T法—脉冲时间计数方法。

T法测速是测出旋转编码器两个输出脉冲之间的间隔时间来计算转速的方法。

特点：在低速段分辨率强。

（3）M/T法—脉冲时间混合计数方法。

M/T法测速是将两种测速方法相结合，既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速的方法。

特点：在高速段，与M法测速的分辨率完全相同。

在低速段，M1＝1，M2随转速变化，分辨率与T法测速完全相同。

M/T法测速无论是在高速还是在低速都有较强的分辨能力。

2.转速单闭环调速系统有哪些特点？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，调节转速反馈系数是否能够改变转速？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）转速单闭环调速系统增加了转速反馈环节，可获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而保证在一定静差率下，能够提高调速范围。

运动控制考试复习题及答案(完整版)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∞。

《交直流调速控制系统》期末考试试卷考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟班号学号姓名得分一、填空题（本大题15空，每空1分，共15分）1．直流电动机有三种调速方法，分别是、、2. 可控直流电源有三种形式：、、。

3.直流调速系统采用改变电源电压调速，已知电动机的额定转速n N =900r/min，= 1000r/min；低速机械特性的理想空载转速高速机械特性的理想空载转速nn0min=200r/min，在额定负载下低速机械特性的转速n min=100r/min，电动机在额定负载下运行的调速范围D= ，静差率δ= 。

4. 在直流调速系统中，常用的校正方法有、两种。

5. 双闭环直流调速系统在突加给定启动时，动态过程有三个阶段分别是-_、、。

6. 直流调速系统的工程设计中,工程设计方法的基本指导思想是_。

二、名词解释（共4小题；每小题5分，共20分）7．V-M系统8．ASR和ACR9．调速范围D10．退饱和超调三、简答题（共3小题，每题10分，共30分）11.在转速、电流双闭环调速系统中转速调节器有那些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值又应如何整定？12.为抑制零漂，通常在PI 调节器的反馈回路中并联一个高阻值的电阻。

试分析这对闭环调速系统的影响。

答：13. 在突加给定启动时，转速调节器退饱和超调的条件是什么？在给定积分器启动时，转速调节器是否存在退饱和超调现象?四、计算题（共2题；第1小题15分，第2小题20分，共35分）14. 某典型Ⅰ型电流控制系统结构如图1所示，电流输出回路总电阻R=4Ω，电磁时间常数T 1=0.3s ，系统小时间常数T=0.01s ，额定电流n 45A I =，该系统要求阶跃给定的电流超调量σ<5%，试求直流扰动电压32V U ∆=时的电流最大动态降落(以额定电流的百分数/m n I I ∆表示)和恢复时间t v (按基准值C b 的5%计算)。

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 min②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。

青科成人教育《运动控制系统》期末考试复习题及参考答案2019/2020 学年第一学期运动控制系统课程考试试题（C）卷类别继续教育学院适用专业电气工程及其自动化专业（答案写在答题纸上，写在试题纸上无效）一、填空题（每空2分，共20分）1. 运动控制的根本问题是控制，也是控制转速和转角的唯一途径。

2.直流调速系统稳态性能指标中，用以衡量系统在负载变化下转速的相对稳定性的指标是。

3. 闭环调速系统可以获得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，为此须增设电压放大器以及。

4. 数字化测速方法检测转速或转角的器件是。

5. 转速反馈控制的单闭环直流调速系统引入环节解决系统起动和堵转时电流过大问题。

6. 转速电流双闭环直流调速系统中转速取决于转速给定和。

7. α=β配合控制有环流可逆直流调速系统的主回路中的环流是。

8. 交流调速技术中转差功率是评价调速系统效率高低的标志，从对转差功率的处理方式上，可将调速系统分为转差功率消耗型、转差功率不变型和转差功率馈送型三类，其中变频调速属于。

9. 异步电动机在恒压频比控制方式工作时，其最大转矩随电机电源频率的降低而降低，应采用补偿，增强带载能力。

10. 进行异步电动机动态数学模型简化的基本方法为。

二、选择题（每题仅有1个正确答案，每题2分，共20分）1.运动控制系统控制对象是（）A. 电动机B. 控制器C. 功率变换装置D. 检测与反馈环节2.关于开环直流调速系统缺点描述错误的是（）A.机械特性软B.静特性差，开环自身无法克服C.对扰动有抵抗能力D.无检测环节3.下列扰动中能够被闭环系统所抑制的是( )A.电网电压波动B.给定电压的电源波动C.测速发电机励磁的变化D.反馈环节检测误差4.数字测速方法中通过检测旋转编码器两个输出脉冲之间的间隔时间来计算转速的方法是（）A. M法B. T法C. M/T法D. 以上皆不对5.转速电流双闭环直流调速系统中，关于ASR和ACR均不饱和时稳定工作情况描述错误的是（）A. ASR的输入偏差电压为零B. ASR的输出未达到限幅值C. ACR的输入偏差电压为零D. ACR的输出达到限幅值6. V-M可逆直流调速系统采用α=β配合控制的目的是消除（）。

《交直流调速系统A卷》期末考试试卷附答案一、名词解释(每题2分，共10分)1. V-M系统2. 静差率s3. ASR4. CSI5. SHEPWM二、判断正误(每题1分，共10分)1. PWM控制与变换器（简称PWM装置）也可以看成是一个滞后环节，其传递函数可以近似看成是一个一阶惯性环节。

( )2. 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静差率。

( )3. 同一个调速系统，∆n N值一定，如果对静差率要求越严，即要求s 值越大时，系统能够允许的调速范围也越小。

（）4. 当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出。

( )5. M法测速只适用于低速段。

（）6. 采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。

( )7.反馈控制系统能抑制所有的扰动。

( )8. 它组制动阶段可分成三个子阶段。

( )9. 在α = β配合控制下，两组晶闸管装置都在工作的状态。

（）10.典型Ⅰ型系统在跟随性能上可以做到超调小，同时抗扰性能也好。

( )三、填空(每题2分，共10分)1.应用线性控制理论进行直流调速系统分析或设计时，须事先求出这个环节的放大系数和（)。

2.一阶惯性其传递函数可以,写成。

（）3.调速系统的转速控制要求有三个方面1。

调速；2。

稳速；3。

（）。

4.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（）。

5.数字PI调节器算法，有（）和增量式两种算法。

四、问答题（每题5分，共30分）1. 调速范围D与转差率之间的关系式是什么?2. 闭环调速系统减少稳态速降的实质在于随着负载的变化自动改变什么？3. 转速﹑电流双闭环调速系统启动过程的三个特点是什么？4.静态环流分为哪两种环流？5. 在反馈控制的闭环系统设计时，在什么情况下必须加入校正装置？6. 在无静差调速系统中,突加负载后又进入稳定运行状态,此时转速N和整流装置的输出电压U d是增加、减少、还是不变?五、简述题 (每题5分，共20分)1．转速负反馈闭环调速系统，转速比较环节△U N=U N*-U N，放大器环节输出U ct=K p△U N，晶闸管整流器与触发装置U do=K s U ct，测速发电机环节U N=αn。

PWM 变换器的工作状态和电压、电流波形 P16-P171 脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速。

2 PWM 变换器电路有多种形式，总体上可分为不可逆与可逆两大类。

3 简单的不可逆PWM 变换器-直流电动机系统： （a ）电路原理图Us----直流电源电压，C ——滤波电容器， VT--电力电子开关器件，VD--续流二极管， M —直流发电机。

（b ）电压和电流波形VT 的控制门级由脉宽可调的脉冲电压Ug 驱动，在一个开关周期T 内，当 on t t <≤0 时，Ug 为正，VT 饱和导通，电源电压Us 通过VT 加到直流电动机电枢两端。

当 T t t on <≤ 时，Ug 为负，VT 关断，电枢电路中的电流通过续流二极管VD 续流，直流电动机电枢电压近似等于零。

直流电动机电枢两端的平均电压d U 为s s ond U U Tt U ρ==改变占空比 )10(<≤ρρ ，即可实现直流电动机的调压调速。

令SdU U r =为PWM 电压系数，则在不可逆PWM 变换器中ρ=r 。

不可逆PWM 变换器-直流电动机系统不允许电流反向，续流二极管VD 的作用只是为id 提供一个续流的通道。

如果要实现电动机的制动，必须为其提供反向电流通道 。

图2-11 有制动电流通路的不可逆PWM 变换器-直流电动机系统在一般电动状态中，id 始终为正值（其正方向示于图2-11(a)中）。

在0≤t<ton 期间，1g U 为正，VT1导通，2g U 为负，VT2关断。

电源电压s U 加到电枢两端，电流id 沿图中的回路1流通。

在ton ≤t<T 期间，1g U 和2g U 都改变极性，VT1关断，但是VT2却不能立即导通，因为id 沿回路2经二极管VD2续流。

在VD2两端产生的 压降给VT2施加反压，使它失去导通的可能， 实际上是由VT1和VD2交替导通， VT2和VD1始终关断。

攀钢职教中心2005～2006学年度第 2学期期末考试试题科目：《交直流调速系统》 适用班级：工05高电 考试时间：120分钟 出题人： 审题人：注意事项：1、请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、考号和所在单位的名称。

2、请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。

3、不要在试卷上乱写乱画，不要在标封区填写无关内容 一、填空题：（每小题1分，共20分，）1、直流电机的机械特性是指电机的( )和( )之间的关系。

2、电流截止负反馈是在电动机( )或( )时才起作用。

当系统正常运行时是不起作用的。

含有电流截止负反馈的调速系统具有“挖土机特性”，可起( )作用。

3、根据交流异步电动机的转速公式n = 60 f1 (1-s) / p 可归纳出交流电动机的三种调速方法：（ ），（ ），（ ）。

4、三相方波交-交变频器的变频靠调节六个整流组的（ ）频率，变压靠调节晶闸管的（ ）来完成。

5、 转速开环的晶闸管变频调速系统中主要包括（ ），绝对值运算器，压-频转换器，（ ），脉冲输出极，（ ），逻辑开关等7个变频调速特有的环节。

6、为了保证整流组开放时晶闸管的正常触发，交-交变频器的输出周期T 必须（ ）电网的周期，其输出交流电频率只能在电网频率的（ ）以下调节。

7、电力拖动控制技术是一门以被控电动机的（ ）为研究对象，根据生产工艺的各种要求，应用（ ）建立交直流调速控制系统，是生产过程实现自动化的（ ）学科。

8、在晶闸管三相调压电路中，当负载阻抗角φ≠0º，且晶闸管控制角α>φ，则密封线内不准答题导通角θ（）180º，此时电流波形是（）的。

二、单项选择题：（每题2分，共20分）※说明：本题答案全部填在下表中：1、交流电的角频率ω等于（）。

A、2πfB、πfC、2πt2、三相异步电动机当转差率为1时，此电动机为（）状态。

A、制动状态B、同步运行状态C、启动状态3、晶闸管导通后，通电晶闸管的电流（）。

直流调速系统期末验证复习题（一）、填空1、中职生必须具备四个意识：____________ 、合作意识、创新意识、__________ ;五种能力:适应能力、协作能力、_________ 、______________ 、突发事件的处理能力。

2、安全色能传递安全信息，它包括红、_______ 、 _________ 、_______ 四种颜色。

3、现场施工中“四不伤害”指的是: ____________ 、_____________ 、_____________、__________________ ;安全生产事故“四不放过”指的是：________________________ 、事故责任人未受到处理不放过、事故责任人和员工没有受到教育不放过、事故制定切实可行的整改措施没有落实不放过。

4、凡从事电气作业人员作业时必须穿好工作服、___________ 、____________ 、_______________________________ 01、在自动调速系统中，按反馈回路的数量可分为_____________ 系统和_____系统。

2、转速负反馈系统中________________ 必须采用高精度元件。

3、负反馈闭环控制系统的一个突出优点是：凡是被包围在反馈_________ 内的扰动量，都将受到________ o4、反馈控制系统中偏差信号的变化，直接反应了被调量的________ o在有差调速系统中，就是靠________ 信号变化进行自动_______________ 的。

系统的开环放大倍数越大，则自动调节能力就越_________ 05、在转速负反馈调速系统中，调节转速实质上是落实在调节电压上，所以将转速作为__________ 调节量，而将电压作为________调节量，也可以达到调速的目的，只不过精度稍差。

6、采用比例积分调节器组成的无静差调速系统，当负载突然变化后，调节器要进行调节。