简述反馈控制规律

反馈控制摘要：反馈控制是控制论中的灵魂，在我们的现实生活中，反馈控制的应用也是无处不在的。

小到日常生活用品，大到人的思想、行为、我们赖以生存的环境都处在反馈控制体系中。

关键词：反馈控制日常生活物极必反、盛极必衰自身与反馈一、基本概念反馈泛指发出的事物返回发出的起始点并产生影响，指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程，即将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程。

反馈可分为负反馈和正反馈。

前者使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定；后者使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。

对负反馈的研究是控制论的核心问题。

任何控制系统都是由施控和受控两个子系统所构成。

由于干扰信息的作用，受控系统的输出状态往往会偏离目标，由此形成的偏差信息恰是反馈控制的依据。

反馈控制原理描述为：施控系统把依据偏差信息调整后的输入信息转换为控制信息，控制信息作用于受控系统后产生的结果通过反馈通道被返送到原输入端，并对信息的再输入产生影响，从而减少或消除系统偏差，使受控系统的运行状态维持在一个给定(或容许)的偏差范围内，以此提高受控系统运行过程中的稳定性，实现受控系统的行为、活动、功能和结果的理想化。

其中，施控系统施加控制作用，接收反馈信息；而受控系统接受控制作用，提供反馈信息。

从施控系统到受控系统是传递信息的正向通道，反过来为反向通道，它们一起构成了闭环反馈控制系统。

在控制系统中我们的首要任务是保证系统的稳定性，这恰恰是反馈系统在起作用；在现实生活中，我们更是要求我们的社会能达到一种稳定和谐的局面，因此，“反馈”在我们的生活中起到的作用是我们不能忽视的。

二、反馈在日常生活中的应用冰箱是现在家家户户都能使用到的电器之一，而我们所学到的反馈原理在这普通的生活用品中就能体现出来。

我们使用冰箱制冷,由于外界温度较高,冰箱向外界释放热量,冰箱内温度会朝着我们制定的度数降低,而外壳温度会越来越高,一段时间后,当冰箱内的温度达到所设置的度数后,冰箱会进行自动调节,让温度不再进一步地降低。

第2章三、思考题2-1 直流电动机有哪几种调速方法各有哪些特点答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。

特点略。

2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。

答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。

三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。

2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么答：脉动直流电压。

2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。

其中直流 PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。

因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或 60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。

2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压电路中是否还有电流为什么答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。

电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。

2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用如果二极管断路会产生什么后果答：为电动机提供续流通道。

若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。

2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好为什么答：不是。

因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。

反馈控制规律嘿，咱今儿来聊聊反馈控制规律呀！这玩意儿就像是生活中的一个小魔法，能让好多事情变得顺顺当当呢！你想想看，反馈控制就像是你走路的时候，时不时瞅瞅自己走的方向对不对。

要是走偏了，赶紧调整回来，不然可就走到沟里去啦！比如说，你打算减肥，那你就得时刻关注自己的体重变化，这就是一种反馈呀。

要是体重没降反升，那你就得反思一下，是不是最近吃太多啦，或者运动太少啦，然后赶紧调整策略。

这就好比你开车，你得看着仪表盘上的速度啊、油量表啥的。

速度太快了，就松松油门；油不够了，就赶紧找加油站。

反馈控制规律就是这么个道理，它能让你及时发现问题，然后解决问题。

咱再拿学习来说吧。

你做了一套题，结果错了好多，这时候你就得分析分析，是哪些知识点没掌握好呀？然后针对性地去复习，这不就是根据反馈来调整自己的学习方法嘛。

要是你做完题就扔一边，也不管对错，那怎么能进步呢？这就好像划船，你不看水流的方向，闷着头划，能划到目的地吗？在工作中也是一样啊。

你完成了一个任务，领导给了你一些意见，这就是反馈呀。

你得认真听，好好琢磨，下次才能做得更好。

要是你觉得领导就是在挑刺儿，根本不理会，那你就等着原地踏步吧！反馈控制规律还能让我们避免一些大的错误呢。

就像身体不舒服了，这就是身体给你的反馈呀，你要是不当回事儿，等到病得厉害了，那就麻烦啦。

所以说，要时刻保持敏锐的“触角”，去接收这些反馈信息。

你说，这反馈控制规律是不是特别重要？它就像是我们生活中的导航仪，指引着我们走在正确的道路上。

没有它，我们就像无头苍蝇一样乱撞。

而且啊，这反馈控制规律还能让我们不断进步呢。

每次根据反馈做出调整，我们就会变得越来越好。

就像爬山一样，一步一步地往上爬，每一步都离不开反馈的指引。

所以啊，咱可得好好重视这个反馈控制规律，让它为我们的生活和工作服务。

可别小瞧了它哟，它说不定能给你带来意想不到的惊喜呢！这就是反馈控制规律，简单却又神奇，好好利用它，让我们的人生更加精彩吧！。

第一批次单选题题目说明：（10.0分）1. 2•对于变电阻调速，当总电阻R越大，机械特性越（）。

aA :软B :硬C :大D :小ff808081504704da015（10.0分）2.交流电动机变压调速方法属于转差功率（）调速。

A:消耗型B:回馈型C :不变型D :不存在型ff808081504704da015（10.0分）3. 4.调速系统的静差率指标应以（）所能达到的数值为准。

rA :最高速时B :最低速时C :额定转速D :理想空载转速ff808081504704da015（10.0分）4. 17.在交一直一交变频装置中，若采用不控整流，则PWM逆变器的作用是O oA :调压B :调频C :调压调频D :调频与逆变ff808081504704da015（10.0分）5.转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，ASR的输出量取决于（）。

A :负载电流B :给定电压C :速度反馈D :电流反馈系数ff808081504704da015（10.0分）6.在单闭环调速系统中，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ff808081504704da015（10.0分）7.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. D :交流调速系统ff808081504704daO15（10.0分）8.在电机调速控制系统屮，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ff808081504704da015（10.0分）9.下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是（）oA :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ff808081504704da015（10.0分）10.目前直流调速系统采用的主要方案是（）。

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。

一、简答题1. 被控对象、被控量、干扰各是什么？答：对象：需进行控制的设备或装置的工作进程。

被控量：被控对此昂输出需按控制要求变化的物理量。

干扰：对生产过程产生扰动，使被控量偏离给定值的变量。

2. 按给定信号分类，控制系统可分为哪些类型？答：恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。

3. 什么是系统的静态？答：被控量不随时间改变的平衡状态。

4. 什么是系统的动态？答：被控量随时间变化的不平衡状态。

5. 什么是系统的静态特性？答：系统再平衡状态下输出信号与输入信号的关系。

6. 什么是系统的动态特性？答：以时间为自变量，动态系统中各变量变化的大小、趋势以及相互依赖的关系。

7. 控制系统分析中，常用的输入信号有哪些？答：阶跃、斜坡、抛物线、脉冲。

8. （3次）传递函数是如何定义的？答：线性定常系统在零初始条件下输出响应量的拉氏变换与输入激励量的拉氏变换之比。

9. 系统稳定的基本条件是什么？答：系统的所有特征根必须具有负的实部的实部小于零。

10. 以过渡过程形式表示的质量指标有哪些？答：峰值时间t p 、超调量δ%、衰减比n d 、调节时间t s 、稳态误差e ss 。

11. 简述典型输入信号的选用原因。

答：①易于产生；②方便利用线性叠加原理；③形式简单。

12. 什么是系统的数学模型？答：系统的输出参数对输入参数的响应的数学表达式。

13. 信号流图中，支路、闭通路各是什么？答：支路：连接两节点的定向线段，其中的箭头表示信号的传送方向。

闭通路：通路的终点就是通路的起点，且与其他节点相交不多于一次。

14. 误差性能指标有哪些？答：IAE ，ITAE ，ISE ，ITSE二、填空题1. 反馈系统又称偏差控制，起控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。

2. 复合控制有两种基本形式，即按参考输入的前馈复合控制和按扰动输入的前馈复合控制。

3. 某系统的单位脉冲响应为g(t)=10e -0.2t +5e -0.5t ，则该系统的传递函数G(s)为ss s s 5.052.010+++。

自动控制系统习题Document number : NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT自动控制系统习题—、简述题1. 简述转速、电流双闭环调速系统的启动过程。

答：转速、电流双闭环调速系统的启动有三个阶段，即：强迫建流阶段、恒流升速阶段、稳速阶段。

强迫建流阶段中，电枢电流由壽上升到电机允许的最大电流，速度调节器ASR饱和”其输岀限幅,电流环线性调节；恒流升速阶段中,电机在允许的最大电流下,转速由零上升到给定速度，速度开环控制，电流为恒流系统；稳速阶段中，系统经退饱和超调后，速度调节器线性状态，系统为调速系统，调节电流、速度达到稳态。

2. 简述PWM变换器中，泵升电压是怎样形成的如何抑制。

答：PWM变换器的直流整流电源由整流二极管构成，不能反馈能量，能量只能单向传递。

当主回路的能量反馈时，该能量储存在储能电容上，使电容上电压升髙，该升高的电压为泵升电压。

抑制泵升电压的措施有2 : 1是提高储能电容的容量，使上升的电压得到抑制；2 是在主电踣的母线上接电流分流器，当主电路电压过高时,通过分流器将能量释放，使主电路电压下降。

3. 简述自然环流电枢可逆转速、电流双闭环调速系统的正向制动过程分为几个阶段各阶段的能量传递的特点。

答：电枢可逆调速系统制动有四个过程，即本组逆变、反接制动（它组建流子阶段）、回馈制动（它组逆变子阶段）、它组逆变减流子阶段。

本组逆变阶段中，主电踣中电感电能传递给电网，电动机电动状态；反接制动阶段中，电网的电能以及电动机机械能传递给主回踣的电阻和电感转化为热能和磁场能量，电动机反接制动；回馈制动中，电动机的机械能传递给电网，电动机回馈制动；它组逆变减流子阶段中，主电踣中电感电能传递给电网。

4. 闭环控制系统的静特性和开环机械特性的主要区别是什么5. 什么叫调速范围、静差率它们之间有什么关系怎样提高调速范围答：调速范围：生产机械要求电动机提供的最高转速与最低转速之比。

电力拖动自动控制系统考纲及试题直流调速系统一判断题5串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。

（Ⅹ）6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。

（Ⅹ）7普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速范围的转子变频调速系统。

（√）9交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。

（Ⅹ）13转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。

（Ⅹ）计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。

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。

（√）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。

（Ⅹ）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。

二选择题2绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B）A0S1，输出功率低于输入功率BS0，输出功率高于输入功率C0S1，输出功率高于输入功率DS0，输出功率低于输入功率4绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C）Ａnn1，输出功率低于输入功率Bnn1，输出功率高于输入功率Cnn1，输出功率高于输入功率Dnn1，输出功率低于输入功率5与矢量控制相比，直接转矩控制（D）A调速范围宽B控制性能受转子参数影响大C计算复杂D控制结构简单7异步电动机VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是A补偿定子电阻压降B补偿定子电阻和漏抗压降C补偿转子电阻压降D补偿转子电阻和漏抗压降8异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（D）A恒压频比控制B恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D恒转子磁通控制9电流跟踪PWM控制时，当环宽选得较大时，A开关频率高，B电流波形失真小C电流谐波分量高D电流跟踪精度高4系统的静态速降△ned一定时，静差率S越小，则（）。