运动控制系统的题目库
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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。
填空1、常用的可控直流电源三种: 旋转变流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器2、谐波与无功功率造成的“电力公害”是晶闸管可控整流装置进一步普及的障碍,必须添置无功补偿和谐波滤波装置。
3、由于电流波形的脉动,可能出现电流的连续和断续两种情况。
(指VM系统)电感大,负载大连续,反之断续。
4、抑制电流脉动的措施:1)增加整流电路相数,或采用多重化技术。
2)设置平波电抗器5、由于直流电源靠二极管整流器供电,不可能回馈电能,电机制动时只好对滤波电容充电,这将使电容两端电压升高,称作“泵升电压”。
6、稳态性能指标:1)调速范围:生产机械要求电动机提供的最高转速nmax和最低转速nmin 之比叫做调速范围。
D=nmax/nmin.2)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n0之比s=△nN /n0 100%。
7、调速系统的静差率指标应以最低速时所能达到的数值为准。
*、一个调速系统的调速范围,是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。
8、开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系: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)要取得上述三项优势,闭环系统必须设置放大器。
**概括上四点,结论: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,为此所需付出的代价是,须增设电压放大器以及检测与反馈装置。
9、反馈控制规律:(1)只用比例放大器的反馈控制系统,其被调量仍是有静差的。
(2)反馈控制系统的作用:抵抗扰动,服从给定。
——反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
(3)系统的精度依赖于给定和反馈监测的精度。
10、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,又克服了各自的缺点。
比例积分能迅速响应控制作用,积分部分则最终消除稳态偏差。
运动控制系统练习题运动控制系统是现代工业领域中的关键技术之一,主要用于控制机械设备的运动,从而实现自动化生产。
为了提高对运动控制系统的理解和应用能力,我们为您准备了一些练习题。
通过这些题目的答题过程,您将能够进一步熟悉运动控制系统的基本原理和操作方法。
1. 运动控制系统中的位置控制是指什么?如何实现位置控制?2. 请简要介绍运动控制系统中的速度控制和加速度控制。
3. 在运动控制系统中,怎样实现对运动方向的控制?4. 什么是PID控制器?请解释其作用和原理。
5. 在运动控制系统中,如何实现对步进电机的控制?6. 请简述闭环控制和开环控制在运动控制系统中的应用。
7. 运动控制系统中,如何实现位置零点的设定和校准?8. 在运动控制系统中,如何调整速度和加速度的大小?9. 请解释运动控制系统中的伺服控制和步进控制的区别。
10. 运动控制系统中的PLC控制器有什么作用?请简要介绍其特点和应用领域。
11. 在运动控制系统中,如何实现对转矩的控制?12. 运动控制系统中,如何实现对运动过程中的位置误差的补偿?13. 在运动控制系统中,如何实现对多个运动轴的同步控制?14. 运动控制系统中的位置传感器有哪些类型?请简要介绍其原理和应用。
15. 如何通过运动控制系统实现物料输送的自动化控制?以上是一些关于运动控制系统的练习题,通过对这些问题的思考和解答,您将深入了解运动控制系统的原理和应用场景。
希望这些题目能够帮助您巩固对运动控制系统的知识,并提升您的运动控制技术水平。
请注意,在实际应用运动控制系统时,确保安全是至关重要的。
在操作过程中,请遵循相关安全规范,并保持警惕。
以上是本文档关于运动控制系统练习题的内容,希望对您的学习有所帮助。
祝您在运动控制系统的应用中取得更大的成功!。
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。
第1篇一、引言随着科技的发展,运动控制领域在体育科学、康复医学、机器人技术等多个领域都显示出其重要性和应用价值。
本面试题目旨在考察应聘者对运动控制基本概念、人体运动机制、相关技术及其应用的理解和掌握程度。
以下为面试题目及解析。
二、面试题目1. 基础理论- 请简述运动控制的定义及其在人体运动中的作用。
- 人体运动的基本单位是什么?请详细解释其构成和功能。
- 神经系统在运动控制中扮演什么角色?请举例说明。
2. 运动系统- 请描述骨骼肌的结构和功能,以及其在运动中的作用。
- 关节在人体运动中起到什么作用?请举例说明关节在运动过程中的变化。
- 请解释骨杠杆原理,并举例说明其在运动中的应用。
3. 神经调节- 神经系统如何调节和控制运动?请详细说明神经调节的基本过程。
- 神经递质在神经调节中扮演什么角色?请举例说明。
- 请解释反射弧的概念,并说明其在运动控制中的作用。
4. 肌肉协调- 请简述肌肉协调的概念及其在运动中的作用。
- 请举例说明肌肉协调在完成复杂动作时的表现。
- 请解释肌肉协同收缩和拮抗收缩的概念,并说明其在运动中的应用。
5. 能量供应- 运动时,人体如何获取能量?请简述能量代谢的基本过程。
- 请解释ATP在运动中的作用,并说明其在能量供应过程中的重要性。
- 请解释乳酸积累对运动表现的影响,以及如何缓解乳酸积累。
6. 运动控制技术- 请简述运动控制技术的定义及其在运动训练中的应用。
- 请举例说明生物力学在运动控制中的应用。
- 请解释运动控制系统的组成,并说明其在运动控制中的作用。
7. 应用案例- 请举例说明运动控制技术在康复医学中的应用。
- 请举例说明运动控制技术在体育训练中的应用。
- 请举例说明运动控制技术在机器人技术中的应用。
8. 未来展望- 请展望运动控制领域未来的发展趋势。
- 请讨论运动控制技术在解决实际问题时可能面临的挑战。
- 请提出您对未来运动控制领域研究的建议。
三、解析1. 基础理论- 运动控制是研究人体运动产生、调节和控制规律的科学。
一、选择填空:(每空2分、共20分)1、一个调速系统的调速范围,是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。
答案:(1)1)最低速;2)最高速;3)平均速;4)不能确定;2、闭环调速系统可以获得比开环调速系统的稳态特性。
答案:(2)1)硬得不多;2)硬得多;3)软得多;4)软得不多;3、无静差调速系统的最高转速n max,最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。
答案:(2)1)n max/U*nmax2)U*nmax/n max3)n max×U*nmax4)不确定4、反并联无环流配合控制的条件是答案:(4)1)α+β=240o2)α+β=300o3)α+β=360o 4)α+β=180o5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时,。
答案:(4)1)正、反组同时封锁;2)封锁正组开放反组;3)正、反组同时开放;4)封锁反组开放正组;6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波,它是一个内阻为零的恒压源,输出交流电压波形是。
答案:( 3 )1)锯齿波;2)正弦波3)矩形波;4)不能确定;7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波,它是一个相当于一个恒流源,输出交流电流波形是。
答案:(1)1)矩形波;2)正弦波3)锯齿波;4)不能确定;8、SPWM变频器中,如果在正弦调制波的半个周期内,三角载波只在正或负的一种极性范围内变化,所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内,叫做方式。
答:( 3 )1)多极性控制;2)双极性控制;3)单极性控制;4)没用定义9、调速系统的动态性能就是控制的能力。
答案:(2)1)磁场;2)转矩;3)转速;4)转差率;10、矢量控制系统是控制系统。
答案:(2)1)静止坐标;2)旋转坐标;3)极坐标;4)不能确定;二、什么是有静差闭环调速系统怎样减少静差什么是无静差闭环调速系统怎样实现(12分)答:系统在稳态时,需要一定的速度偏差来维持的速度控制系统为有静差调速系统。
电力拖动自动控制系统复习题一、填空题1. 直流调速系统用的可控直流电源有: 旋转变流机组(G—M系统) 、静止可控整流器(V-M统)、直流斩波器和脉宽调制变换器(PWM).2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制和转速超调。
3。
交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控制三种.4。
变频器从结构上看,可分为交交变频、交直交变频两类,从变频电源性质看,可分为电流型、电压型两类。
5。
相异步电动机的数学模型包括:电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。
6。
异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。
7. 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.8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率.9. 反馈控制系统的作用是:抵抗扰动,服从给定.10。
VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制11、转速、电流双闭环调速系统当中,两个调节器采用串级联接,其中转速反馈极性为负反馈、电流反馈极性为负反馈.12、直流斩波器的几种常用的控制方法:①T不变,变ton——脉冲宽度调制(PWM);②ton不变,变T——脉冲频率调制(PFM);③ton和T都可调,改变占空比—- 混合型。
13、转速、电流双闭环系统,采用PI调节器,稳态运行时,转速n取决于给定电压、ASR的输出量取决于负载电流。
14. 各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。
15。
V-M系统中,采用三相整流电路,为抑制电流脉动,可采用的主要措施是设置平波电抗器。
16、在单闭环调速系统中,为了限制全压启动和堵转电流过大,通常采用电流截止负反馈。
17、在α=β配合控制的直流可逆调速系统中,存在的是直流平均环流,可用串接环流电抗器抑制。
18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时,转速调节器经历不饱和、饱和、退饱和三种状态。
二、选择题1。
判断题1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。
(Ⅹ)2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中,M法适用于测高速,T法适用于测低速。
(√)3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。
(√)4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。
(√)5静差率和机械特性硬度是一回事。
(Ⅹ)6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。
(Ⅹ)7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k的大小并非仅取决于速度定 U g*的大小。
(√)8双闭环调速系统在起动过程中,速度调节器总是处于饱和状态。
(Ⅹ)9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。
(Ⅹ)10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向(正或反)由驱动脉冲的宽窄决定。
(√)11双闭环可逆系统中,电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。
(Ⅹ)与开环系统相比,单闭环调速系统的稳态速降减小了。
(Ⅹ)12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段(√)13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。
(Ⅹ)14 电压闭环相当于电流变化率闭环。
(√)15 闭环系统可以改造控制对象。
(√)16闭环系统电动机转速与负载电流(或转矩)的稳态关系,即静特性,它在形式上与开环机械特性相似,但本质上却有很大的不同。
17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。
(√)18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。
(Ⅹ)19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰,严重时会造成系统振荡。
(√)20对电网电压波动来说,电压环比电流环更快。
(√)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BA.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,静差率AA.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不变型的调速系统是DA.降电压调速B.串级调速C.变极调速D.变压变频调速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BA.比例控制B.积分控制C.微分控制D.比例微分控制5.控制系统能够正常运行的首要条件是BA.抗扰性B.稳定性C.快速性D.准确性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8.转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是AA.ACR B.AVR C.ASR D.ATR 9.双闭环直流调速系统的起动过程中不包括DA.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11.下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是DA.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CA.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AA.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BA.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AA.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BA.PI B.PD C.VR D.PID17.调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准CA.平均速度B.最高速C.最低速D.任意速度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DA.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CA.ACR B.AVR C.ASR D.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BA.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,恒?控制方式控制性能最好C24.SPWM技术中,载波是频率比期望波高得多的CA.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BA.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CA.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CA.PID B.PWM C.SPWM D.PD29.采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于AA.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DA.电压方程B.磁链方程C.转矩方程D.外部扰动31 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)。
一、单项选择题(在每小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内。
每小题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、转速反馈参数的变化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,如果转速的反馈值与给定值相等,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、电流截止正反馈B、电流截止负反馈C、电压截止正反馈D、电压截止负反馈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.电流正反馈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馈的()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、电流反馈系数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、转速反馈电压UnC、电流给定电压UI*D、电流反馈电压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()。
第一章闭环控制的直流调速系统第一节可控直流电源—电动机系统——暨直流驱动单元1.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.调压调速是直流调速系统的主要方法,而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。
3.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。
4.简称为G-M的系统,具有四象限连续运行的功能,国际上通称Ward-Leonard系统。
5.晶闸管-电动机调速系统(简称V-M系统),图中VT是晶闸管可控整流器,通过调节触发装置GT 的控制电压U c来移动触发脉冲的相位,即可改变整流电压U do ,从而实现平滑调速。
6.用触发脉冲的相位角(控制角)α控制整流电压的平均值U d0是晶闸管整流器的特点。
U d0与触发脉冲相位角(控制角)α的关系因整流电路的形式而异;不同整流电路的整流电压值7.在V-M系统中,脉动电流会产生脉动的转矩,对生产机械不利,同时也增加电机的发热。
为了避免或减轻这种影响,须采用抑制电流脉动的措施,主要是:⏹设置平波电抗器;⏹增加整流电路相数;⏹采用多重化技术。
8.平波电抗器的计算⏹⏹⏹9.晶闸管触发与整流装置动态结构:考虑到T s很小,可忽略高次项,则传递函数便近似成一阶惯性环节9.脉冲宽度调制(PWM)变换器的作用是:用PWM调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、幅值一定、宽度可变的脉冲电压系列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电动机转速。
10.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—M调速系统11.可逆PWM变换器——直流电动机的主电路有多种形式,最常用的是桥式,也称为H形主电路。
12.H形主电路的PWM—M系统,电路中A、B两点间电压的极性随开关器件栅极驱动电压极性的变化而改变,其控制方式有双极式、单极式、受限单极式等多种,现代最常用的是双极式控制的可逆PWM变换器—电动机系统。
13.双极式控制可逆PWM变换器的输出平均电压为14.双极式控制可逆PWM变换器—电动机系统即PWM——M系统调速时,ρ的可调范围为0~1,–1<γ <+1。
⏹当ρ>0.5时,γ为正,电机正转;⏹当ρ<0.5时,γ为负,电机反转;⏹当ρ= 0.5时,γ= 0 ,电机停止。
15.双极式控制方式的不足之处是:在工作过程中,4个开关器件可能都处于开关状态,开关损耗大,而且在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故,为了防止直通,在上、下桥臂的驱动脉冲之间应设置逻辑延时环节。
16.对于PWM 变换器—电动机系统中的滤波电容,其作用除滤波外,还有当电机制动时吸收运行系统动能的作用。
由于直流电源靠二极管整流器供电,电机制动时不可能回馈电能,只好对滤波电容充电,这将使电容两端电压升高,称作“泵升电压”电力电子器件的耐压限制着最高泵升电压,因此电容量就不可能很小,一般几千瓦的调速系统所需的电容量达到数千微法。
在大容量或负载有较大惯量的系统中,为了限制电容器过高的泵升电压,这时,可以采用下图中的镇流电阻R b 来消耗掉部分动能。
分流电路靠开关器件 VTb 在泵升电压达到允许数值时接通。
第二节 单闭环直流调速系统17.对于调速系统的转速控制的基本要求有以下三个方面(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。
18.某直流调速系统电动机额定转速为1430 r/min ,额定速降 ∆n N = 115r/min ,当要求静差率30%时,允许多大的调速范围?如果要求静差率20%,则调速范围是多少?如果希望调速范围达到10,所能满足的静差率是多少?解:35701153014301%30。
)(时:要求=⨯⨯=-∆⋅==S n S n D S N N13801152014301%20。
)(时:要求=⨯⨯=-∆⋅==S n S n D S NN%64444601151014301151010。
时,静差率:希望==⨯+⨯=∆⋅+∆⨯==N N N n D n n D S D19.[2-2;1。
4]调速系统的调速范围是1000~100 r/min ,要求静差率S =2%,那麽系统允许的稳态转速降是多少?解:r/min。
)(则:;根据给定条件:04129810210001101001000=⨯⨯=-⋅=∆==S D S n n D N N20.[2-3;1。
5] 某一调速系统,在额定负载下,最高转速为n 0max =1500r/min ,最低转速为n 0min =150r/min ,带额定负载时的速度降落m in /15r n N =∆,且在不同转速下额定速降不变,试问系统的调速范围有多大?系统的静差率是多少?解:%1010151114851511%1010150151115150151500max 0min 0min 0max 0==⨯+⨯=∆⋅+∆-∆⋅====∆==--=∆-∆-=。
)(或:;。
根据静差率的定义,;根据给定条件,N N N N N N n D n n n D S n n S n n n n D21.[2-4;1。
6] 直流电动机:m in /1430,023.0,378,220,74r n R A I V U kW P N a N N N =Ω====晶闸管整流器内阻Ω=022.0S R系统采用降压调速,当生产机械要求静差率S =20%,求系统的调速范围有多大?如果要求静差率S =30%,则系统的调速范围又有多大?解:3570115301430%301380115201430%201115147700450378/1477014300230378220。
;要求。
;要求)(。
速度降落:首先求取额定负载下的=⨯⨯===⨯⨯==-∆⋅==⨯=⋅=∆=⨯-=-=∑D S D S S n Sn D rpm C R I n rpmV n R I U C N N e N Nop N a N N e22---1.[例题]某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机,其额定数据如下:60kW 、220V 、305A 、1000r/min ,采用V-M 系统,主电路总电阻Ω=∑18.0R ,电动机电动势系数rpm V Ce /2.0=。
如果要求调速范围 D = 20,静差率5%,采用开环调速能否满足?若要满足这个要求,系统的额定速降最多能有多少?解:min/6329520510001%808.0649054905.2742010005.274202019.0955.27451000%515.27420180305/20r S D S n n n D n n D S D D S S n S n D rpm C R I n rpm C N cl N N N N N N e N Nop e 。
)(要求反馈:,满足这个要求需要负开环系统不能满足要求则要求;要求)(。
速度降落:首先求取额定负载下的=⨯⨯=-⋅⋅=∆===⨯+⨯=∆⋅+∆⋅===⨯⨯==-∆⋅==⨯=⋅=∆=∑22---2。
[2-5;1.7] 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机,采用V-M 系统,已知电动机额定数据如下:Ω======∑180/2.0m in;/1000,305,220,60。
;R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N 。
求:⑴ 当电流连续时,在额定负载下的转速降落 ⑵ 开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率⑶ 额定负载下的转速降落为多少,才能满足D = 20,静差率S ≤5%的要求 解:22---3。
[尔例2-1——2-2] 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机,采用V-M 系统, 已知电动机额定数据如下:Ω======∑180/2.0m in;/1000,305,220,60。
;R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N 。
且已知晶闸管与触发装置的放大倍数,30=S K 转速负反馈系数rpm V /015.0=α为满足D = 20,静差率S ≤5%的要求:⑴ 开环系统能否满足要求?⑵ 接成转速负反馈单闭环系统,为满足要求,计算放大器的电压放大系数!解:22---4。
[尔例2-1——2-2——2-3] 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机,采用V-M 系统,已知电动机额定数据如下:Ω======∑180/2.0m in;/1000,305,220,60。
;R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N 。
且已知晶闸管与触发装置采用三相桥式电路,放大倍数,30=S K 转速负反馈系数rpm V /015.0=α,电枢回路总电感m H 6.21=∑L ,整个系统的飞轮惯量22Nm 78=GD为满足D = 20,静差率S ≤5%的要求: (1) 开环系统能否满足要求?(2) 接成转速负反馈单闭环系统,为满足要求,计算放大器的电压放大系数! (3) 判断系统的稳定性 解:22---5。
[参李]已知转速负反馈单闭环系统参数: 电动机额定数据:Ω======∑10/12.0m in;/1750,226,220,45。
;R rpm V C r n A I V U kW P e N N N N 。
且已知晶闸管与触发装置采用三相桥式电路,放大倍数,36=S K 转速负反馈系数rpm V /006.0=α,为满足D = 10,静差率S ≤0。
05%的要求,进行静态计算:Kop 、Kp 。
解:23.根据自动控制原理,反馈控制的闭环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。
调速系统中由负载引起的的转速降落是转速偏差,显然,引入转速闭环负反馈将使调速系统应该能够大大减少转速降落。
24.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,为此所需付出的代价是,须增设电压放大器以及检测与反馈装置。