运动控制系统考试简答题

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。

运动控制系统练习题运动控制系统是一种用于控制运动装置的系统。

它可以通过控制电机和传感器等设备的工作，实现对物体的运动、位置和速度等的控制。

为了帮助大家更好地理解运动控制系统的工作原理和应用，接下来将提供一些练习题。

1. 什么是运动控制系统？提示：简要描述运动控制系统的定义和主要特点。

2. 运动控制系统有哪些常见的应用领域？提示：列举并简要介绍运动控制系统在工业、机器人和机械等领域的应用。

3. 运动控制系统的基本组成部分有哪些？提示：描述运动控制系统的主要组成部分，如电机、传感器、控制器等。

4. 请简要介绍运动控制系统的工作原理。

提示：概括地描述运动控制系统的工作流程和原理。

5. 如何选择适合的运动控制系统？提示：列举几个选择运动控制系统的关键因素，并解释其重要性。

6. 请简要介绍开环控制和闭环控制的区别。

提示：概括地比较开环控制和闭环控制的特点和应用场景。

7. 运动控制系统中的 PID 控制器是什么？它的作用是什么？提示：解释 PID 控制器的含义和作用，以及在运动控制系统中的应用。

8. 运动控制系统中常见的编码器有哪些类型？提示：介绍常见的编码器类型和其特点，如绝对编码器和增量编码器等。

9. 运动控制系统中常见的电机驱动器有哪些类型？提示：介绍常见的电机驱动器类型和其特点，如直流电机驱动器和步进电机驱动器等。

10. 在运动控制系统中，如何保证精确的位置控制？提示：描述一些常见的方法和技术，如反馈控制和伺服系统等，用于实现精确的位置控制。

以上是一些关于运动控制系统的练习题。

希望通过解答这些问题能够帮助大家对运动控制系统有更深入的了解。

如果还有其他问题或者需要更详细的解答，欢迎继续交流和探讨。

运动控制系统复习题(共9页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-一、填空题1、直流电动机有三种调速方案：（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。

2、当电流大到一定程度时才出现的电流负反馈，叫做电流截止负反馈。

3、额定励磁状态下的直流电动机电枢电流与直流电动机的电磁转矩成正比。

4、他励直流电动机的调速方法中，调压调速是从基速（额定转速）往下调，在不同转速下容许的输出恒定，所以又称为恒转矩调速。

调磁调速是从基速往上调，励磁电流变小，也称为弱磁调速，在不同转速时容许输出功率基本相同，称为恒功率调速。

5、直流调速系统的静态性能指标主要包括静差率和调速范围。

6、在比例积分调节调节过程中，比例部分的作用是迅速响应控制，积分部分的作用是消除稳态误差。

7、采用积分速度调节器的闭环调速系统是无静差的。

8、直流调速系统中常用的可控直流电源主要有旋转变流机组、静止式可控整流器和直流斩波器或脉宽调制变换器三种。

9、所谓稳态是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态。

10、在额定负载下，生产工艺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。

11、负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之比叫做静差率。

12、一个调速系统的调速范围，是指在最低转速时还能满足所需静差率的转速的可调范围。

13、反馈控制的作用是抵抗扰动、服从给定。

14、脉宽调制的方法是把恒定的直流电源电压调制成幅值相同、频率一定、宽度可变脉冲序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节转速。

15、调速系统的要求有调速、稳速、加，减速。

16、直流电动机在调速过程中，若额定转速相同，则转速越低时，静差率越大。

17、在转速、电流双闭环直流调速系统中转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器。

18、双闭环调速系统在正常运行时， ACR 调节器是不会达到饱和的。

19、反馈控制系统所能抑制的知识被反馈环包围的前向通道上的扰动。

二、简答题2、为什么在变频调速时，必须要进行电压、频率协调控制？P124答：为保持电动机的磁通恒定，需要对电动机的电压与频率进行协调控制，即需要考虑基频（额定频率）以下和基频以上两种情况。

基频，即基本频率f1，是变频器对电动机进行恒转矩控制和恒功率控制的分界线，应按电动机的额定电压（指额定输出电压，是变频器输出电压中的最大值，通常它总是与输人电压相等）进行设定，即在大多数情况下，额定输出电压就是变频器输出功率等于基本频率时的输出电压值。

所以，基本频率又等于额定频率fN （即与电动机额定输出电压对应的频率）。

（仅供参考）3、比较并画出恒值恒值恒值===1'1111/,/,/f E f E f U r 时异步电动机的机械特性。

P1624、两组晶闸管反并联的可逆线路中有哪几种环流？如何消除或抑制？P125 答：1.静态环流——其中又有两类：（1）直流平均环流（2）瞬时脉动环流2.动态环流为了防止直流平均环流的产生，需要采取必要的措施，如：（1）采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组晶闸管装置工作；（2）采用配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流状态，另一组则工作在逆变状态。

直流平均环流可以用配合控制消除，而瞬时脉动环流却是自然存在的。

为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做环流电抗器，或称均衡电抗器，5、变频器的基本结构由哪几部分组成？通用变频器是由主电路和控制电路组成。

主电路主要包括整流电路、中间直流电路和逆变电路三部分，其中，中间直流电路又由电源再生单元、限流单元、滤波器、制动电路以及直流电源检测电路等组成。

控制电路主要由中央处理器（CPU）、数字信号处理器（DSP）、A/D和D/A转换电路、I /O接口电路、通信接口电路、输出信号检测电路、数字操作盘电路以及控制电源等组成。

三、作图题1、对于转速、电流双闭环直流调速系统P53（1）画出转速、电流双闭环直流调速系统的电路原理图；P54双闭环直流调速系统电（2）当负载变重使转速下降时，简述其调节过程；（3）电流调节器和转速调节器的作用？1. 转速调节器的作用（1）转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n 很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。

一、单项选择题〔在每题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确序号填在题中的括号。

每题１分，共２５分。

〕１．在电机调速控制系统中，对于〔〕的扰动，系统是无能为力的。

Ａ、运算放大器的参数的变化Ｂ、电机励磁电压的变化Ｃ、转速反应参数的变化Ｄ、电网电压的变化２．带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反应值与给定值相等，则调节器的输出为〔〕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３．在单闭环调速成系统中，为了实施限流保护，可以引进〔〕环节。

Ａ、电流截止正反应Ｂ、电流截止负反应Ｃ、电压截止正反应Ｄ、电压截止负反应４．无静差调速系统的ＰＩ调节器中Ｐ部份的作用是〔〕Ａ、消除稳态误差Ｂ、加快动态响应Ｃ、既消除稳态误差又加快动态响应Ｄ、不能消除稳态误差也不能加快动态响应５．电流正反应可以作为调速系统的补偿控制，在实际系统中应用的是电流正反应的〔〕Ａ、欠补偿Ｂ、全补偿Ｃ、过补偿Ｄ、临界补偿６．双闭环调速系统在稳定时，控制电压Ｕct的大小取决于〔〕。

Ａ、转速nＢ、负载电流IdlＣ、转速n和负载电流IdlＤ、电流反应系数β７．转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，两个调节器的关系为〔〕Ａ、ＡＳＲ和ＡＣＲ均饱和限幅输出Ｂ、ＡＳＲ不饱和，ＡＣＲ饱的限幅输出Ｃ、ＡＳＲ饱和限幅输出，ＡＣＲ不饱和Ｄ、ＡＳＲ和ＡＣＲ均不饱和８．在α=β配合控制可逆调速系统中当αf=60。

时，αr= 〔)。

Ａ、６０。

Ｂ、１２０。

Ｃ、１８０。

Ｄ、２４０。

９．α=β配合控制有环流可逆调速系统中存在的是〔〕环流。

A、直流B、动态C、平均D、脉动１０．逻辑控制的无环流可逆调速系统中逻辑装置的转矩极性信号采样于〔〕Ａ、转速给定电压Ｕn＊Ｂ、转速反应电压ＵnＣ、电流给定电压ＵI＊Ｄ、电流反应电压Ｕi１１．配合控制可逆调速系统运行在第二象限，整流装置的输出电压方向与电机反电势方向相反，此时是〔〕状态。

Ａ、正组待整流，反组逆变，电机电动Ｂ、正组待逆变，反组整流，电机反接制动Ｃ、正组待整流，反组逆变，电机回馈制动Ｄ、正级待逆变，反组整流，电机回馈制动１２．在单极性可逆ＰＷＭ变换器中，随着负载的减小，电流将〔〕。

运动控制基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 运动控制中，以下哪个不是基本的控制方式？A. 开环控制B. 闭环控制C. 半闭环控制D. 线性控制答案：D2. 伺服电机的控制信号通常是什么类型的信号？A. 模拟信号B. 数字信号C. 脉冲信号D. 交流信号答案：C3. 在运动控制中，以下哪个参数是不需要考虑的？A. 加速度B. 速度C. 位置D. 温度答案：D4. 运动控制中，PID控制器的三个参数分别代表什么？A. 比例、积分、微分B. 比例、微分、积分C. 积分、微分、比例D. 微分、比例、积分答案：A5. 以下哪个不是运动控制中常用的传感器？A. 编码器B. 光电开关C. 温度传感器D. 力矩传感器答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 运动控制中，以下哪些因素会影响系统的稳定性？A. 控制器设计B. 系统参数C. 环境温度D. 负载变化答案：A、B、D2. 伺服电机的哪些特性是运动控制中需要考虑的？A. 扭矩B. 转速C. 精度D. 功率答案：A、B、C3. 在运动控制中，以下哪些是开环控制系统的特点？A. 结构简单B. 成本较低C. 对环境变化敏感D. 无需反馈信号答案：A、B、D4. 以下哪些是闭环控制系统的优点？A. 精度高B. 抗干扰能力强C. 系统复杂D. 成本高答案：A、B5. 运动控制中，以下哪些是实现精确位置控制的方法？A. 使用高精度编码器B. 增加系统的刚性C. 使用伺服电机D. 采用开环控制答案：A、B、C三、判断题（每题2分，共10分）1. 运动控制中的开环控制不需要反馈信号。

（对）2. 闭环控制系统总是比开环控制系统更稳定。

（错）3. PID控制器中的积分项可以消除稳态误差。

（对）4. 伺服电机的响应速度比步进电机慢。

（错）5. 运动控制中的加速度越大，系统的动态响应越快。

（对）四、简答题（每题5分，共20分）1. 简述运动控制中开环控制和闭环控制的主要区别。

完整版)运动控制系统试卷A答案答：PI调节器的传递函数为Kp + Ki/s，其中Kp为比例增益，Ki为积分增益，s为Laplace 变换域中的复变量。

（1分）3、简述调压调速方法的原理。

（4分）答：调压调速方法的原理是通过改变电动机电枢电压来控制电动机转速。

当需要降低转速时，降低电动机电枢电压；当需要提高转速时，提高电动机电枢电压。

这种方法的优点是简单易行，但缺点是效率低，因为降低电压会导致电动机的效率下降。

（4分）4、简述生产机械对调速系统稳速的要求。

（4分）答：生产机械对调速系统稳速的要求是要求电动机在负载变化的情况下，能够保持稳定的转速。

这需要调速系统具有良好的抗扰性能和跟随性能，能够快速地响应负载变化并自动调节电动机的电压或电流，以维持恒定的转速。

（4分）5、简述数字测速中T法测速和M法测速的适用范围。

（4分）答：T法测速适用于低速，M法测速适用于高速。

T法测速是通过测量电动机的电动势和电枢电流来计算转速，适用于转速较低的情况；M法测速是通过测量电动机的电磁转矩和电枢电流来计算转速，适用于转速较高的情况。

（4分）答：起动开始时ACR输出增加是为了加大电流，提高转矩，加速电机起动；ACR输出减小是为了避免电流过大，保护电机。

（2分）2、起动过程中，ASR输出如何变化？（1分）答：起动过程中，ASR输出保持不变。

（1分）3、起动过程中，转速反馈信号如何变化？（1分）答：起动过程中，转速反馈信号为零，因为电机还未达到稳态转速。

（1分）4、起动过程中，电流反馈信号如何变化？（1分）答：起动过程中，电流反馈信号随着电机电流变化而变化，逐渐接近目标电流。

（1分）1.异步电机的动态数学模型由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程构成，无论是三相静止坐标系、两相静止坐标系，还是两相旋转坐标系下都是如此。

2.单项选择题：1) 异步电动机变压变频调速系统属于转差功率不变型。

2) 异步机机机械特性是一条直线的调速方法是r=常数。

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转速调节器和电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用分别是什么？转速调节器的作用1.转速调节器是调速系统的主导调节器,它使转速n很快地随给定电压Un变化,稳态时可减少转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。

2.对负载变化起抗绕作用3.其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。

电流调节器的作用1.作为内环的调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压Ui（既外环调节器的输出量）变化.2.对电网电压的波动起及时抗绕的作用。

3.在转速动态过程中,保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程。

4.当电动机过载甚至堵转时，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.这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。

在交流调速系统中，转差频率控制的规律为：(1)在Ws≤Wsm的范围内，如果气隙磁通保持不变，转矩Te基本上与ωs成正比。

（2)定子电流不同时,按照一定的US=f(w1，IS)函数关系控制定子的电压和频率,可以保持气隙磁通恒定。

按转子磁链定向矢量控制系统的基本思路：通过坐标变换,在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中,得到等效的直流电动机模型,仿照直流电动机的控制方法控制电磁转矩与磁链，然后将转子磁链定向坐标系中的控制量反变换得到三相坐标系的对应量,以实施控制.正弦波脉宽调制（SPWM）:以频率与期望的输出电压波相同的正弦波作为调制波，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波，当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得幅值相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列，这种调制方法称为正弦波脉宽调制.试述直流调速中开环机械特性与闭环静特性的关系闭环静特性可以比开环机械特性硬得多.闭环静特性的静差率比开环系统小得多。

《运动控制系统》试卷姓名: 班级: 学号: 成绩:一、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、（控制器）与相应的（传感器）构成。

2.一般负载分为恒转矩负载、（恒功率）和（风机）、泵类负载，其中恒转矩负载还分为（反抗性）负载、（位能性）负载。

3.常见的直流调速系统有G-M系统、（V-M系统）和（直流脉宽调制系统或PWM 系统）。

4.闭环控制的方式有单闭环、（多闭环）和（多环控制）。

5.内外环嵌套调节系统中（电流环）在里面，称作内环；（转速环）在外面，称作外环。

6.双闭环控制直流调速系统的动态抗扰性能包括（抗负载扰动）和（抗电网电压扰动）。

7(a) 7(b)7.如图7，当0≤t<t on时晶闸管（VT1）和（VT4）导通，U AB=（U s）,当t on≤t<T 时时晶闸管（VT2）和（VT3）导通，U AB=（-U s）。

8.两组晶闸管整流装置同时工作，产生不流过（负载）而在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作（环流）。

9.按照交流异步电动机的原理，从定子传入转子的电磁功率P m可分为两部分：一部分P mech=(1-S)P m是拖动负载的有效功率称为（机械功率）；另一部分P s=S P m 是传输给转子电路的（转差功率）。

10.从转差功率出发异步电动机调速系统分为三类：转差功率消耗型、（转差功率馈送型）、（转差功率不变型）。

二、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1.电力拖动自动控制系统（调速系统）控制的目标是（A ） A. 速度B. 角加速度C. 加速度D. 角速度2.以下公式中是闭环系统的调速范围的是（D ） A. opop op n n S 0∆=B. cl cl cl n n S 0∆=C. ()S n S n D op N op -∆=1D. ()S n Sn D cl N cl -∆=13.双闭环直流调速系统的启动过程的特点不包括（C ） A. 饱和非线性控制 B. 转速超调C. 对电网电压的波动起到抗扰作用D. 准时间最优控制44.如图4，已知一系统的晶闸管开关处于逆变状态，电动机向电网回馈能量此时关于系统的参数叙述正确的是（A ） A. α>90°，U d0 <E ，n <0B. α>90°，U d0 >E ，n >0C. α<90°，U d0 <E ，n <0D. α<90°，U d0 >E ，n >0 5.以下几个调速方式属于转差功率不变型的是（C ） A. 降电压调速 B. 转差离合器调速C. 变极对数调速D. 转子串电阻调速三、判断题（本大题共5小题，每小题1分，共5分）1.当T e =T l 时可以维持系统储在匀速旋转的稳态中，当T e >T l 系统处在减速状态，当T l >T e 系统处在加速状态（×）2.机械特性越硬则静差率越小，转速稳定度就越高（√）。