无静差调速

8.3.4 单闭环无静差直流调速系统上面介绍的采用比例调节器的单闭环调速系统，其控制作用需要用偏差来维持，属于有静差调速系统，只能设法减少静差，无法从根本上消除静差。

对于有静差调速系统，如果根据稳态性能指标要求计算出系统的开环放大倍数，动态性能可能较差，或根本达不到稳态，也就谈不上是否满足稳态要求。

采用比例积分调节器代替比例放大器后，可以使系统稳定且有足够的稳定裕量。

但是采用PI调节器之后的系统稳态性能是否满足当时并未提及。

通过下面的讨论我们将看到，将比例调节器换成比例积分调节器之后，不仅改善了动态性能，而且还能从根本上消除静差，实现无静差调速。

积分调节器和积分控制规律图所示为用线性集成电路运算放大器构成的积分调节器（简称I调节器）的原理图。

根据运算放大器的工作原理，我们可以很容易地得到（）式中，——积分调节器的积分时间常数。

式（）表明积分调节器的输出电压是输入电压对时间的积分。

当积分调节器在输入和输出都为零时，突加一个阶跃输入，其输出将随时间线性增大（如图所示），即（）其上升的速度取决于积分时间常数。

在积分调节器中，只要在调节器输入端有Uin作用，电流i不为零，电容C就不断积分，输出Uex也就不断线性变化，直到运算放大器饱和为止。

图积分调节器图阶跃输入时积分调节器的输出特性从以上分析可知，积分调节器具有下述特点“（1）积累作用。

只要输入端有信号，哪怕是微小信号，积分就会进行，直至输出达到饱和值（或限幅值）。

只有当输入信号为零，这种积累才会停止。

（2）记忆作用。

在积分过程中，如果突然使输入信号为零，其输出将始终保持在输入信号为零瞬间前的输出值。

（3）延缓作用。

即使输入信号突变，例如为阶跃信号，其输出却不能跃变，而是逐渐积分线性渐增的。

这种滞后特性就是积分调节器的延缓作用。

积分调节器的积累作用和记忆作用是使采用积分调节器和单闭环调速系统完全消除静差的根本原因，这就是积分控制规律。

在采用比例调节器的调速系统中，调节器的输出是功率变换器的控制电压Uct，且。

一、填空题1、直流调速的种类有：改变电枢电压、电枢串电阻、弱磁调速。

2、实现无静差调速，则需要在控制电路中包含有积分环节。

3、比例调节器的输出量完全取决输入量。

4、多环控制系统的校正步骤为：先校正环。

校正好后，并通过适当的等效变换、简化处理，再校正环。

5、典型Ⅰ型系统中，若以快速性为主，则宜取ζ= ，若以稳定性为主，则宜取ζ= 。

6、α=β配合控制的有环流可逆调速系统中存在的是环流。

7、两组晶闸管装置组成的可逆线路有两种接线方式为和。

8、直流电动机有两个独立的电路：电枢回路与励磁回路。

9、积分环节的输出量取决于积分环节的大小。

10、比例—积分调节器兼顾了系统的快速性和实现无静差的两个方面的要求，因此在自动控制系统中获得广泛的应用。

11、根据转速方向和它与电磁转矩间的关系，可分成四种工作状态：正向运行、正向制动、反向运行、反向制动。

12、双闭环调速系统的两个调节器一般采用调节器，实行联接。

13、采用比例调节器的调速系统，依靠系统的与的偏差进行工作，是一种有静差的调速系统。

14、自动调速指的是：由转速负反馈自动调节转速。

15、最大超调量是输出量与稳态值的最大偏差与稳态值之比。

17、有静差调速系统，其自动调节作用只能尽量减少系统的静差，而不能完全消除静差。

18、积分环节的输出量，取决于输入量对时间的累积过程。

19、反向运行的情况与正向运行相类似，只是由反组取代了正组。

电压、电流、转矩与正向运行相反。

20、反馈控制的一般规律是：要想维持某一被控量不变或少受内部和外部干扰的影响，只要引入该量的__反馈量__与__给定量__进行比较，用它们的___偏差__进行控制，组成__________即可。

21．直流电动机调压可获得调速，直流电动机调励磁可获得调速。

22．双闭环调速系统在稳定时，控制电压Ｕct的大小取决于。

23．在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，突减负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压U较之负载变化前是(增加、减少、d不变) 。

2022学年9月《电机驱动与调速》复习题一、单选题（）1、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A、比例控制B、积分控制C、微分控制D、比例微分控制正确答案：B2、【单选题】SVPWM控制方式与一般的SPWM相比较,输出电压最多可提高()。

A、8%B、14.1%C、17.3%D、15%正确答案：D3、数字PI调节器考虑限幅时,需要同时设置积分限幅和输出限幅的是( )式数字PI调节。

A、增量B、饱和C、位置D、绝对答案：C4、【单选题】数字PI调节器考虑限幅时,需要同时设置积分限幅和输出限幅的是( )式数字PI调节。

A、增量B、饱和C、位置D、绝对正确答案：C5、相对于模拟控制系统,微机数字控制系统最大的特点是( )。

A、系统易于稳定B、物理概念清晰的特点C、调节器易于实现D、离散化特点答案：D6、调速系统在调试过程中,保护环节的动作电流应调节成。

A、熔断器额定电流大于过电流继电器动作电流大于堵转电流B、堵转电流大于过电流继电器电流大于熔断器额定电流C、堵转电流等于熔断器额定电流正确答案：A7、【单选题】转速、电流双闭环直流调速系统起动过程包括了三个特点,但是不包括( )。

A、准时间最优控制B、最大允许电流起动C、饱和非线性控制D、转速有超调正确答案：B8、【单选题】可逆调速系统中的静态环流包括直流( )环流和瞬时( )环流。

A、脉动、平均B、脉动、脉动C、平均、脉动D、平均、平均正确答案：C9、常用的数字滤波方法不包括( )。

A、算术平均值滤波B、中值滤波C、中值平均滤波D、几何平均值滤波正确答案：D10、【单选题】若被控对象为三个惯性环节的系统,欲将其校正成本课程选用的典型I型系统,需要引入( )调节器。

如果三个惯性环节中有两个惯性环节的时间常数很小,则可以通过大惯性环节的简化处理,采用( )调节器将其校正为典型II型系统。

A、PI、PIDB、PID、PIDC、PI、PID、PID、PI正确答案：B11、【单选题】直流电力拖动控制系统和交流电力拖动控制系统比较,( )流电力拖动控制系统的数学模型简单;( )流电力拖动控制系统调节器的设计简单。

自动控制系统复习问题1-1：无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（D）A、消除稳态误差；B、不能消除稳态误差也不能加快动态响应C、既消除稳态误差又加快动态响应；D、加快动态响应问题1-2：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（B）A．PID B．PI C．P D．PD问题1-3：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，则静差率（A）A．越小B．越大C．不变D．不确定问题1-4：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（B）A．比例控制 B．积分控制C．微分控制 D．比例微分控制问题1-5：控制系统能够正常运行的首要条件是A．抗扰性B．稳定性C．快速性D．准确性问题1-6：转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是（A）A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR问题1-7：双闭环直流调速系统的起动过程中不包括（D）A．转速调节阶段B．电流上升阶段C．恒流升速阶段D．电流下降阶段问题1-8：下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是（D）A．饱和非线性控制B．转速超调C．准时间最优控制D．饱和线性控制问题1-9：SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的（A）A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波问题1-10：比例微分的英文缩写是（B）A．PI B．PD C．VR D．PID问题1-11：调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准（C）A．平均速度 B．最高速C．最低速D．任意速度问题1-12：采用旋转编码器的数字测速方法不包括A．M法B．T法C．M/T法D．F法问题1-13：转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是（C）A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR问题1-14：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（B）A．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问题1-15：笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好（）A．恒控制B．恒控制C．恒控制D．恒控制问题1-16：正弦波脉宽调制的英文缩写是（C ）A ．PIDB ．PWMC ．SPWMD ．PD问题1-17：采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于A ．无静差调速系统B ．有静差调速系统C ．双闭环调速系统D ．交流调速系统问题1-18：在桥式可逆直流脉宽调速系统当中，镇流电阻的作用是（ ）。

电气控制技术判断题：1.自动控制就是应用控制装置使控制对象[如机器、设备和生产过程等]自动地按照预定的规律变化或运行。

（√）2.闭环控制系统输出量不反送到输入端参与控制。

（×）3.开环控制系统和闭环控制系统最大的差别在于闭环控制系统存在一条从被控量到输入端的反馈通道。

（√）4.前馈控制系统是建立在负反馈基础上按偏差进行控制。

（×）5.复合控制系统就是负反馈控制系统。

（×）6.直流电动机改变电枢电压调速是恒转矩调速，弱磁调速是恒功率调速。

（√）7.静差率与机械特性硬度以及理想空载转速有关，机械特性越硬，静差率越大。

（×）8.当系统的机械特性硬度相同时，理想空载转速越低，静差率越小。

（×）9.如系统低速时的静差率能满足要求，则高速时静差率肯定满足要求。

（√）10.调速范围是指电动机在空载情况下，电动机的最高转速和最低转速之比。

（×）11.晶闸管—电动机系统的主回路电流连续时，开环机械特性曲线是互相并行的，其斜率是不变的。

（√）12.对积分调节器来说，当输入电压为零时，输出电压保持在输入电压为零前的那个瞬间的输出值。

（√）13.比例积分调节器，其比例调节作用，可以使得系统动态响应速度较快；而其积分调节作用，又使得系统基本上无静差。

（√）14.比例积分调节器的等效放大倍数在静态与动态过程是不相同。

（√）15.带正反馈的电平检测器的输入、输出特性具有回环继电特性。

回环宽度与Rf、R2的阻值及放大器输出电压幅值有关。

Rf的阻值减小,回环宽度减小。

（×）16.带正反馈的电平检测器的输入、输出特性具有回环继电特性，回环宽度与放大器输出电压幅值有关,输出电压幅值减小,回环宽度减小。

（√）17.无静差调速系统在静态[稳态]与动态过程中都是无差。

（×）18.在转速负反馈系统中，若要使开环和闭环系统的理想空载转速相同，则闭环时给定电压要比开环时给定电压相应地提高1+K倍。