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交直流调速系统复习题及答案一、判断题：(判断题正确打T，错误打F)1、当系统机械特性硬度相同时，理想空载转速越低，静差率越小。
（F）2、如果系统低速时的静差率能满足要求，则高速时肯定满足要求。
（T）3、电流截止负反馈是一种用来限制主电路过电流的方法。
（T）4、电压负反馈调速系统的调速精度要比转速负反馈的精度高。
（F）5、电压负反馈调速系统不能补偿电动机电枢电阻引起的转速降。
（T）6、要改变直流电动机的转向，可同时改变电枢电压和励磁电压的极性。
（F）7、在转速电流双闭环调速系统中，转速调节器的输出电压是电流环的给定电压。
（T）8、α=β工作制可以消除直流平均环流，但不能消除瞬时脉动环流，故称作有环流可逆调速系统。
(T)9、调速系统工程设计方法中，典型Ⅱ型系统是由两个积分环节、一个惯性环节和一个二阶微分环节组成的单位反馈系统。
（F）10、相对于单闭环控制，双闭环调速系统中内环的存在可以及时抑制环内的扰动。
（T）11、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时，其中电流环既可设计成典型I型，也可设计成典型II型。
（T）12、绕线式异步电动机串级调速属转差功率回馈型调速。
（T）13、电流源型变频器比电压源型变频器的调速动态响应慢。
（F）14、从电源的性质出发，可将静止式变频装置分为两类：电压源和电流源型变频装置。
（T）15、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时，要先设计内环后设计外环。
（T）16、α=β工作制可以消除直流平均环流和瞬时脉动环流，故称作无环流可逆调速系统。
(F)17、电气串级调速系统具有恒转矩调速特性。
(T）18、工程设计法中，近似处理的原则是近似前后的相角裕度不变。
（T）19、电动机可逆运行的本质是电磁转矩可逆。
(T）20、调速系统工程设计方法中，典Ⅰ系统是由一个积分环节和一个惯性环节串联而成的单位反馈系统。
(T）21、异步电机的变频调速属转差功率不变型调速，是各种调速方案中性能最好的一种方法。
《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。
《运动控制系统》课程试卷（A 卷）答案第 1 篇直流调速系统（60分）一、填空题（每空 1 分，共 23 分）1.运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成。
2.转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制相同重要。
3.生产机械常有的三种负载是恒转矩负载、恒功率负载和平方率负载。
4.某直流调速系统电动机额定转速 n N 1430 r / min ，额定速降n N115r / min ，当要求静差率 s 30% 时，赞成的调速范围为，若当要求静差率 s 20% 时，则调速范围为，假如希望调速范围达到10，所能满足的静差率是 44.6%。
5.数字测速中， T 法测速合用于低速， M 法测速合用于高速。
6.生产机械对调速系统转速控制的要求有调速、稳速和加减速三个方面。
7、直流电机调速的三种方法是：调压调速、串电阻调速和弱磁调速。
8、双闭环直流调速系统的起动过程分为电流上涨阶段、恒流升速阶段和转速调理三个阶段。
9.单闭环比率控制直流调速系统可以减少稳态速降的本质在于它的自动调理作用，在于它能跟着负载的变化而相应的改变电枢电压，以赔偿电枢回路电阻压降的变化。
二、选择题（每题 1 分，共 5 分）1、双闭环直流调速系统，ASR、 ACR 均采纳 PI 调理器，此中 ACR 所起的作用为（D）。
A 、实现转速无静差B、对负载变化起抗扰作用C、输出限幅值决定电动机赞成的最大电流D、对电网电压颠簸起及时抗扰作用2、典型 I 型系统与典型 II 型系统比较，（ C ）。
A 、前者随从性能和抗扰性能均优于后者B、前者随从性能和抗扰性能不如后者C、前者随从性能好，抗扰性能差D、前者随从性能差，抗扰性能好3、转速单闭环调速系统对以下哪些扰动无战胜能力，（D）。
A 、电枢电阻B、负载转矩C、电网电压D、速度反响电位器4、下述调理器能除掉被控制量稳态偏差的为（C）。
A 、比率调理器B、微分调理器C、PI 调理器D、PD 调理器5、双闭环调速系统， ASR、ACR 采纳 PI 调理器，以下说法正确的选项是（C）。
交流调速期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 交流调速系统的主要功能是什么？A. 调节电流大小B. 调节电压大小C. 调节频率大小D. 调节相位大小答案：C2. 下列哪个不是交流调速器的组成部分？A. 电源模块B. 控制模块C. 显示模块D. 电阻模块答案：D3. 交流调速器在工业自动化中的主要应用是什么？A. 温度控制B. 速度控制C. 压力控制D. 湿度控制答案：B4. 交流调速器的调速范围通常是多少？A. 0-10%B. 10-50%C. 50-100%D. 100-200%答案：C5. 交流调速器的调速精度可以达到多少？A. 0.1%B. 0.5%C. 1%D. 5%答案：B...10. 交流调速器的控制方式有哪些？A. 开环控制B. 闭环控制C. 混合控制D. 所有以上答案：D二、填空题（每空2分，共20分）1. 交流调速器的基本原理是通过改变________来实现对电机速度的控制。
答案：频率2. 在交流调速系统中，________是实现精确控制的关键。
答案：反馈3. 交流调速器的输出频率范围通常在________到________之间。
答案：40Hz，50Hz4. 交流调速器的调速方式可以分为________和________两种。
答案：恒压调频，恒频调压5. 交流调速器在运行过程中，________是保证系统稳定运行的重要参数。
答案：负载...三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述交流调速器的工作原理。
答案：交流调速器的工作原理是通过改变输入到电机的交流电的频率来改变电机的转速。
当频率增加时，电机的转速也会相应增加；反之，频率减少时，电机的转速也会减少。
2. 交流调速器在工业自动化中有哪些优势？答案：交流调速器在工业自动化中的优势包括：调速范围广，精度高，响应速度快，可靠性好，维护成本低，以及与现代控制技术兼容性好等。
3. 请列举交流调速器在实际应用中的几种常见问题，并简述其解决方法。
1、写出直流电动机的转速表达式，说明它有哪3种调速方式？每种调速方式的优、缺点是什么？答：转速表达式ΦK R I U ΦK En e d d e -==；有三种调速的方法，即调节电枢电压0d U ；减弱励磁磁通Φ；改变电枢回路电阻R 。
（1）调0d U 可平滑地调节转速n ，机械特性将上下平移。
但电压只能向小于额定电压的方向变化。
（2）弱磁调速是在额定转速以上调速，其调速范围不可能太大。
但所需功率小。
（3）改变电枢电阻调速简单，但是损耗较大，只能进行有级调速。
2、画出直流电动机理想启动时的转速、电流与时间的关系曲线。
采用理想启动的目的是什么？如何实现？，（∞）(a)(b)i n I 图1-30 调速系统启动过程的电流和转速波形理想启动是使启动电流一直保持最大允许值，此时电动机以最大转矩启动，转速迅速以直线规律上升，以缩短启动时间。
工程上常采用转速电流双闭环负反馈调速系统。
启动时，让转速外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节启动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用。
3、分别画出单闭环转速负反馈调速系统和单闭环电压负反馈调速系统的静态结构图；标出静态结构图中各个环节的信号；再分别说明两种系统在电网电压降低后如何进行恒压调节？从而说明哪种系统对电网电压的扰动具有更强的抗扰能力？答：（1）单闭环转速负反馈调速静态结构图和信号标注图1-11 转速负反馈单环调速系统稳态结构图恒压调节过程：↑↑→↑→-=∆↓→↓→↓→↓→↓→0*0)(d ct n n n n d d U U U U U U n I U 电网电压（2）单闭环电压负反馈调速静态结构图和信号标注1-20 电压负反馈调速系统稳态结(a)UK 1CUU(b)+-恒压调节过程：↑↑→↑→-↑=∆↓→↓→↓→d0ct u *n n u 0)(U U U U U U U d 电网电压（3）单闭环电压负反馈调速系统对电网电压的扰动具有更强的抗扰能力4、交流异步电机变频调速有3种基本控制方式，在额定频率以下的变频调速控制方式是哪2种？在额定频率以上的变频调速控制方式是哪种？（6分）答：额定频率以下：恒压频比控制。
直流调速系统练习题一、选择题1. 直流调速系统中，下列哪种方法可以减小电机的启动电流？A. 串电阻启动B. 星角启动C. 自耦变压器启动D. 变频器启动A. 速度调节器B. 电流调节器C. 位置调节器D. 速度反馈环节A. 无刷直流电机B. 永磁同步电机C. 串励直流电机D. 并励直流电机4. 直流调速系统中，下列哪个参数与电机的转速无关？A. 电枢电流B. 电枢电压C.励磁电流D. 转子电阻二、填空题1. 直流调速系统主要由________、________、________和________四个部分组成。
2. 在直流调速系统中，速度环的反馈信号通常取自________。
3. 直流调速系统中，为了提高系统的动态性能，常采用________控制策略。
4. 直流调速系统的稳态精度主要取决于________的精度。
三、简答题1. 简述直流调速系统中速度闭环和电流闭环的作用。
2. 直流调速系统中的转速反馈环节有哪些类型？分别适用于哪些场合？3. 直流调速系统在启动过程中，为什么需要限制启动电流？4. 简述PWM（脉宽调制）在直流调速系统中的应用。
四、计算题1. 已知一台直流电动机的电枢电阻为0.5Ω，电枢电感为0.01H，励磁电流为2A，电枢电压为220V，求该电动机在额定负载下的转速。
2. 一台直流电动机的额定电压为220V，额定电流为10A，额定转速为1500r/min，求该电动机的额定输出功率。
3. 某直流调速系统采用PI调节器，速度环比例系数为Kp，积分时间常数为Ti，电流环比例系数为Kpi，积分时间常数为Tii。
若系统稳态误差要求小于0.01%，求Kp、Ti、Kpi和Tii的取值范围。
4. 已知一台直流电动机的额定电压为220V，额定电流为10A，额定转速为1500r/min，电枢电阻为1Ω，电枢电感为0.02H。
若采用转速反馈闭环控制，求转速反馈系数Kv的取值范围。
五、判断题1. 在直流调速系统中，电流环的作用是保证电机的快速响应，同时限制电机的最大电流。
标准答案及评分标准第 1 页课程名称：电机拖动控制系统A（ A 卷）一、选择题（每题2分，总计20分）1. V-M 直流调速系统利用改变直流电动机的（）实现速度的调节。
A 电枢回路电阻；B 电枢电压；C 励磁电流；D 以上情况均可能。
2. 晶闸管触发整流装置可以近似成一阶惯性环节，其时间常数为（）A 机电时间常数；B 电磁时间常数；C 失控时间常数；D 滤波时间常数。
3. 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。
4. 双惯性环节校正成典型Ⅰ型系统，引入的调节器是（）调节器。
A PB PIC ID PID5. 在工程设计中，如果将系统校正成典型Ⅰ型系统的过程，当KT 值取为（）时为无超调？A 0B 0.25 C0.5 D 16. 双闭环直流调速系统中，依靠（）调节器来产生抗负载扰动的作用。
A转速B电流C转矩D励磁7. 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 P8. 基于三相零式整流的反并联连接可逆调速系统中用了（）个环流电抗器。
A 1B 2C 3D 49. 逻辑控制无环流可逆直流调速系统中，无环流逻辑控制环节依靠（）进行判断。
A转速给定和转速值B转速给定和电流给定C电流值和转速值D电流给定和电流值10. 采用V-M 系统反并联可逆线路，当电动机工作在反向回馈制动时，正组桥处于（）状态，反组桥处于（）状态。
A 逆变待整流B 待逆变整流C 整流待逆变 B 待整流逆变答案：BCABB AABDA第2 页二、分析简答题（每题8分，总计40分）1. 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。
答：电源电压突然降低，直流侧电压降低，电流下降低于负载电流，转速下降，转速反馈电压下降，转速调节器输入增加，控制电压上升，直流侧电压上升，电流上升高于负载电流，转速上升，最后转速稳定，电流与负载电流平衡。
《交直流调系统系统》（第三版）习题答案第1章 直流调速简介思考题答案1.1.3-1 调压调速、串电阻调速、弱磁调速。
调压调速。
1.1.3-2 弱磁调速，调压调速，串电阻调速。
1.2.3-1 直流调速系统经历了G-M 调速系统、V-M 调速系统、PWM 调速系统三个发展阶段，目前应用最广的是V-M 调速系统。
1.2.3-2 V-M 系统由给定电路、整流电路（含触发电路）、电机主回路、励磁电源等几部分构成。
给定电路电压为0，电机不转，给定电压升高，电机转速升高，反之，给定电减小，电机转速降低。
1.3.2-1额定负载下，生产机械要求电动机提供的最高转速与最低转速之比称为调速范围。
当系统在某一机械特性下运行时，电动机的负载由理想空载增加到额定负载时所对应的转速降N n ∆与理想空载转速0n 之比，称为静差率。
1.3.2-2 静差率是针对某一条机械特性曲线定义的，调速系统的静差率指的是最低转速min n 所在特性曲线的静差率。
1.3.2-3 （1）对某一条机械特性曲线而言，显然特性越硬，静差率越小；（2）对不同机械特性曲线，各曲线硬度相同时，静差率是不同的。
（3）系统的调速范围是满足某静差要求下的调速范围，静差率是某调速范围下的静差率。
两者之间的关系式为()N N1sn D s n =-∆ 1.3.2-4150010150D =＝，稳态转速降()()N N 0.0515007.89r/min 11010.05sn n D s ⨯∆-＝＝＝－ 1.5-1 通过调节给定电路的给定电压来控制电机的转速：给定电路电压为0，电机不转，给定电压升高，电机转速升高，反之，给定电减小，电机转速降低1.5-2 （1）先将负载电阻调至最大，给定电压调到零，此时电机不转；（2）慢慢增加给定电压，将电机转速升到1000r/min ；（3）减小负载电阻，电枢电流会增大，使之增大到1.1A ；（4）增大负载电流时，转速会有所下降，再增加给定电压转速会升高，但电流也会增大，适当增大负载电阻让电流回到1.1A 。
明达职业技术学院考试试卷
2011—2012 学年第一学期
机电工程系08电气自动化专业《交直流调速控制系统》课程
期末试卷A卷答案
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，分别是改变电枢供电电压U、改变励磁通器、改变电枢回路电阻R
2. 可控直流电源有三种形式：旋转变流机组、静止可控整流器、直流斩波器。
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，高速机械特
= 1000r/min；低速机械特性的理想空载转速n0min=200r/min，在额定负性的理想空载转速n
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= 9，静差率δ= 0.5 。
4. 在直流调速系统中，常用的校正方法有串联校正、并联校正两种。
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_电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段。
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_预期特性典型化、典型
系统性能指标与其参数的关系表格化。
二、名词解释（共4小题；每小题5分，共20分）
7．V-M 系统
答：直流调速系统中的可控变流装置广泛采用晶闸管变流器，这种系统称为晶闸管—电动机直流调速系统，简称V-M 系统。
其功能是进行功率放大，能量转换和传递，取得和处理系统中有关变量的信息，并按预定的控制规律产生控制信号或作用。
8．ASR 和ACR
答：双闭环系统中由转速调节器（ASR ）和电流调节器（ACR ）两个调节器组成，采用串级调速的方式。
即用ASR 的输出去“驱动”ACR,再由ACR “驱动”晶闸管触发装置。
9．调速范围D
答：电动机在额定负载下运行的最高转速与最低转速之比，用D 表示，即max min
n D=
n ，D 值越大，系统的调速范围越宽。
10．退饱和超调
答：双闭环系统在突加给定时，ASR 经历了不饱和、饱和、退饱和三个阶段，ASR 在饱和时处于开环状态，起着饱和的非线性控制，只有当转速出现超调后，ASR 才退出饱和参与调节，这一现象称为退饱和超调状态。
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？
答：转速调节器的作用：①使转速n 跟随给定电压Un 变化稳态进行无静差②在负载变化或给定电压变化或产生扰动而出现转速偏差时，则靠ASR 的调节起抗扰作用③当转速出现较大偏差时，ASR 的输出限幅值决定了允许的最大电流，作用于ACR 以获得较快的动态响应。
ASR 的输出限幅为Um ，主要用来限制最大电流dm I 。
电流调节器的作用：①对电网电压的波动起到及时的抗扰作用，几乎不对转速产生影响②在起动时，由于ASR 饱和，电流调节器获得允许的最大电流，使过渡过程加快，实现了快速起动③在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压U 变化④在电动机过载甚至堵转时，一方面限制了过大的电流起到快速的保护作用，另一方面使转速迅速下降实现了很陡的下垂特快。
ACR 的输出限幅值为ctm U ，主要限制晶闸管触发装置的最大电压d0m U 。
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：有时为了避免运算放大器长期工作时的零点漂移，故意将其放大系数压低一些，在R1—C1两端并接一个大电阻'1R ，其值一般为几M Ω,这样调节器的稳态放大系数更低于无穷大，为''10P
R K R =, 系统也只是一个近似的无静差调速系统。
如果需要的话，可以利用'P K 来计算系统的实际静差率。
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?
答：①当电动机转速达到给定值时，则有n n U U *
=，此时ASR 的输入信号n U 0∆=，由于
ASR 的积分作用，其输出仍保持限幅值in U *
，同时电流保持最大值dm I ，n U ∆改变极性，则
ASR 退出饱和并参与调节作用，系统进入双闭环调节阶段。
②在给定积分器起动时转速调节器不存在退饱和超调现象，只有经过一定时间满足一定条件时才会出现腿饱和超调现象。
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)
解：查典型I 型系统，跟随性能表3-1，要求5%σ<，应选
11K=50220.01
T ==⨯ 根据系统两个时间常数的比值T/T 1=0.01/0.3=1/30，查表3-2，知最大动态降落为b ΔCmax/C =12.9%，恢复时间v t (5%)/T=30.4，
由已知得211K =
=(1/Ω)R 6
基准值b 2111C =NK =32226⨯⨯A=83A 电流最大降落m b ΔI =0.129C =0.344A
则m n
ΔI 0.007170.717%I ==， v v t (t /T)T=30.4T =30.4×0.01S=0.304S
15. 某个V-M 调速系统，电动机：2.5 kW 、220V 、15A 、1500r/min ，电枢内阻为2Ω；晶闸管装置内阻1Ω，触发晶闸管装置电压放大系数为30。
要求调速范围D = 20，静差率s 8%≤。
(1)计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的稳态速降。
(2)采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图。
(3)调整该系统，使得*n U 10V =时，转速n=1000r/min ，计算所需放大器的放大系数K P 至少为多大？
解：(1) nom nom a e nom
U -I R C =n =0.13V ·min/r op Δn ==346.15r/min d e
I R
C
Δn = 4.79r/min (1)nom nom n s D s ≈-
(2) 系统的稳态结构图略。
(3) Δn = 4.79r/min (1)nom cl n s
D s ≈- 15(12)
K =1171.70.13 4.79nom e cl I R C n ⨯+-=-≈∆⨯
*
n
nom
U α==0.01n
KC K =K e
P s
α=31.07。
