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自控元件第一章答案

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1 第一章 习题答案

8. 由eaaaaaaKIREIRU，当aU不变，aI ，使电机过热，损坏绝缘，减少电机寿命。若下降，长期运行，电流不能超过额定值，应使电枢电压下降。

9. 电机卡死时有aaaaRIUE,00。只要电流不超过额定值，就可以加电枢电压，但时间不宜过长，因此时电机电扇不动，散热差，温升较高。不能加额定电压，因为此时反电势为零，电枢电流远远高于额定值，引起电机过热，甚至烧毁绕组绝缘，使电机损坏。

10.电枢电压和激磁电压同时改变极性，相当于电枢电流和磁场同时改变方向，定、转子之间的转矩方向不变，电机转向不变。

11.当激磁回路突然断路时，磁通tekk,.及迅速下降，考虑极端情况，atemteIKTKK由,0,0知此时电动机无电磁转矩，电机—发电机组应停转，由111111RIERIU知电流将很大，时间稍长会使温升过高而烧毁电机。此时应切断电动机电枢电源或使电动机电枢绕组电压为零，即通过电阻闭合。

12.若直流电机的磁通Φ突然减小接近于零，可产生两种情况：

1）若电机阻转矩很小，电机剩磁所产生的电磁转矩足以克服阻转矩转动，由磁场控制时的调节特性曲线可知，电机可能达到很高的转速，产生所谓飞车现象，而使装置损坏。

2．）若电机剩磁所产生的电磁转矩不足以克服阻转矩，不能使电机转动，此时电机停转，aaaaaIIRUE导致,,0,过大，时间稍长，电机就会发热导致损坏。所以直流电机必须在磁场正常时才能加上电枢电压。

综上所述，为了避免磁通很低时接通电枢电压，电磁式直流电动机起动时应先接通激磁绕组，然后再接电枢电压。停机时，应先断开电枢电压，然后再切断激磁绕组。

13. 必有增加不变时，, , emaetemaaaaaTUKKTREIRU下降，即，随着电磁转矩增加，转速下降，机械特性是下倾的。

由emteiaeaTKKRRKU知，电源内阻iR增加时，电机机械特性曲线斜率绝对值增加，机械特性变软（增加），曲线下倾得更严重。

14. 直流伺服电动机空载时，轴上存在摩擦转矩等阻转矩，所以其调节特性有死区。死区是由摩擦转矩形成的。摩擦转矩大，为使电机转动所要产生的电磁转矩和电流就越大，由aaaIRU知，所要加的电压就越大。故摩擦转矩越大，死区电压就越大。

15. r/min 4500 ,A 05.0 , V 10011nIUaa

r/min 0030 ,A 2.0 , V 10022nIUaa

2

无关。与知由amteamteamatematemateeaeaeaaeaaUKKJRKKJRBAIKTIKTRKKKRKRnKIRnKIR 3)s 02.019.019.0107.3200 )2)r/min 3000 , mN 0.04( , )r/min 4500 , mN 0.01(mN 04.02.019.0mN 01.005.019.0 200 , mN 19.0 , s/radV 19.010060300022.0100604500205.0

100602100602 )1622112211

mN 095.0,r/min 5026 rad/s 5260sT

16. 解

3 r/min 2010 r/min 2416 rad/s 211 rad/s 252A 183.0 ,mN 04.0r/min 2280 r/min 2578 rad/s 238 rad/s 270A 137.0 ,mN 03.0 130R 80 A 183.0219.004.0 , mN 04.0 A 137.0219.003.0 , mN 03.0 3)mN 118.013070219.0 rad/s 320r/min 3050 70602 1305080 , V 70 2)mN 192.08070219.0219.0rad/s 320219.07070 ,r/min 30502192607026070 70602 , 70 1)m/sN 219.0 , s/radV 219.0 1106046002055.080110602 80 ,r/min 4600 ,A 055.0 , V 110222111000202020110111acaceaaeaatcctccatemseiaaaaatseeeaateeeaaaaaITITRKRIUKRIUKTITKTITRUKTTnnKRRRURUIKTKKnnKUUKKKnKIRRnIU或

17.解 恒转矩负载，电枢电流aaaRII及不变。

V 961500300046446446446450 41221221111nnKIRUKKKIRUUIRRUIeaaeeeaasaaasa，，

V 96924 V 9222 , V 46450

2212121111EIRUEEnnEEEIRUaaaa又解

18.解 1）

4

2012112012112)(

2)(atfateaaLaaaaaaemfemeaaLaaaaaaIKTIKKEIRREEIRUTTTKEIRREEIRU

2）

mN 0625.025.025.0 mN 1125.045.025.0r/min 3342rad/s 35025.05.87A 0.45A 25.0V 5.8725.0025.0225.0)30050(11050V/(rad/s) 25.0m/A N 25.01.0025.0221112212100atematemeaaaaaaaaaateftIKTIKTKEIIEIIIEEIKKITK

19) 解

r/min 4775rad/s 50003.01.03018A 1.003.0003.0 mN 015.0003.0018.0mN 018.06.003.0 A 6.03018 V 18 1) 302430003.05.0V/(rad/s) 03.0m/AN 03.05.0015.0rad/s 300 mN 0.003 mN 0.015 A 5.0 V 240000eaatffsstsaasaaanenatenntnfnnnKIRUKTITTTIKTIUIURRUKIRKKITKTTIU，，，，，，，，

mN 017.0003.002.0V 5.2725003.003.002.030 )20feeteaeaaaTTTKKTRKIRU

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技师,高级技术题库第一章 电气传动与自动控制题库+答案

技师,高级技术题库第一章 电气传动与自动控制题库+答案

第一章 电气传动与自动控制

第一节 电力电子器件

一、填空题

1.电力电子技术是依靠电力电子器件实现电能的高效率的变换和控制。

2.按照载流子导电类型分，电力电子器件可分为双极型、单极性和混合型器件。

3.晶闸管是最古老的功率器件，也是目前容量最大的功率器件。

4.所谓半导体是指其导电性介于导体和非导体之间的物质。

5.半导体器件的特征是由带电粒子在半导体中如何运动来决定的。

6.载流子在半导体中的移动形成了电流。

7.半导体器件的基础是PN结，当在结的两端施加正向电压时，就有电流流过PN结。

8.当PN结的反向电压增大到一定程度后，其反向电流就会突然增大，这种现象叫PN结的反向击穿。反向击穿分为雪崩击穿和齐纳击穿两种。

9.场效应晶体管是一种多数载流子导电的半导体器件。

10.目前耐压最高、电流容量最大的全控型电力电子器件之一是GTO。

11.晶闸管是一种只能控制其导通，而不能控制其关断的半控型器件。

12.IGBT的选择主要有三个方面需要考虑：额定电压、额定电流和开关速度。

13.IGBT常用的保护电路由两种：过电压保护和过电流保护。

14.功率MOSFET具有工作效率高、驱动功率小、无二次击穿等优点。

15.根据反向恢复时间，功率二极管可以分为普通整流功率二极管、快恢复二极管、超快恢复二极管和肖基特二极管等。

二、选择题

1.高性能的高压变频调速装置的主电路开关器件采用（ B ）。

A、快速恢复二极管 B、绝缘栅双极晶体管 C、电力晶体管 D、功率场效应晶体管

2.（ D ）的本质是一个场效应管。

A、肖特基二极管 B、电力晶体管 C、可关断晶闸管 D、绝缘栅双极晶体管

3.晶体管串联型稳压电源中的调整管工作在（ C ）状态

A、饱和 B、截止 C、放大 D、任意

4.电力晶体管（GTR）在使用时，要防止（ D ）

A、时间久而失效 B、工作在开关状态 C、静电击穿 D、二次击穿

(完整版)自动控制原理课后习题及答案

(完整版)自动控制原理课后习题及答案

第一章 绪论

1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点.

解答：1开环系统

(1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。

(2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。

2 闭环系统

⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。

⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。

1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说明之。

解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。

1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非线性，定常，时变）？

（1）22()()()234()56()dytdytdutytutdtdtdt

（2）()2()ytut

（3）()()2()4()dytduttytutdtdt

（4）()2()()sindytytuttdt

（5）22()()()2()3()dytdytytytutdtdt

（6）2()()2()dytytutdt （7）()()2()35()dutytututdtdt

解答： （1）线性定常 （2）非线性定常 （3）线性时变

（4）线性时变 （5）非线性定常 （6）非线性定常

（7）线性定常

1-4 如图1-4是水位自动控制系统的示意图，图中Q1，Q2分别为进水流量和出水流量。控制的目的是保持水位为一定的高度。试说明该系统的工作原理并画出其方框图。

第一章 习题答案

第一章 习题答案

------来源网络，仅供参考 第一章 习题答案

1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图

(1) 将a，b与c，d用线连接成负反馈状态；

(2) 画出系统方框图。

解 （1）负反馈连接方式为：da，cb；

（2）系统方框图如图解1-1 所示。

1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。

题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统

解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。

1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。

题1-3图 炉温自动控制系统原理图

解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压cu的平方成正比，cu增高，炉温就上升，cu的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压fu。fu作为系统的反馈电压与给定电压ru进行比较，得出偏差电压eu，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。

在正常情况下，炉温等于某个期望值T°C，热电偶的输出电压fu正好等于给定电压ru。此时，0freuuu，故01auu，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使cu保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。

当炉膛温度T°C由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程：

自动控制原理完整版课后习题答案

自动控制原理完整版课后习题答案

1 请解释下列名字术语：自动控制系统、受控对象、扰动、给定值、参考输入、反馈。

解：自动控制系统：能够实现自动控制任务的系统，由控制装置与被控对象组成；

受控对象：要求实现自动控制的机器、设备或生产过程

扰动：扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。外扰是系统的输入量。

给定值：受控对象的物理量在控制系统中应保持的期望值

参考输入即为给定值。

反馈：将系统的输出量馈送到参考输入端，并与参考输入进行比较的过程。

2 请说明自动控制系统的基本组成部分。

解： 作为一个完整的控制系统，应该由如下几个部分组成：

① 被控对象： 所谓被控对象就是整个控制系统的控制对象；

② 执行部件： 根据所接收到的相关信号，使得被控对象产生相应的动作；常用的执行元件有阀、电动机、液压马达等。

③ 给定元件： 给定元件的职能就是给出与期望的被控量相对应的系统输入量（即参考量）；

④ 比较元件： 把测量元件检测到的被控量的实际值与给定元件给出的参考值进行比较，求出它们之间的偏差。常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电桥等。

⑤ 测量反馈元件：该元部件的职能就是测量被控制的物理量，如果这个物理量是非电量，一般需要将其转换成为电量。常用的测量元部件有测速发电机、热电偶、各种传感器等；

⑥ 放大元件： 将比较元件给出的偏差进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。如电压偏差信号，可用电子管、晶体管、集成电路、晶闸管等组成的电压放大器和功率放大级加以放大。

⑦ 校正元件： 亦称补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，用以改善系统的性能。常用的校正元件有电阻、电容组成的无源或有源网络，它们与原系统串联或与原系统构成一个内反馈系统。

3 请说出什么是反馈控制系统，开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？

解：反馈控制系统即闭环控制系统，在一个控制系统，将系统的输出量通过某测量机构对其进行实时测量，并将该测量值与输入量进行比较，形成一个反馈通道，从而形成一个封闭的控制系统；