2022年运动控制系统期末复习题 .pdf
0 运动控制直流部分复习题一、填空：1. 调速系统的稳态性能指标主要是指和静差率。2. 采用 V-M 系统，当系统处于深调速状态时，功率因数将较。3. 直流调速系统中，晶闸管触发和整流装置的传递函数可近似成环节，时间常数称为。4. 晶闸管 -电动机转速、电流双闭环调速系统中，环为内环，环为外环。5. 双惯性环节校正成典型 型系统，引入的调节器是调节器。6 直流调速的方法包括改变电枢回路电阻调速、调速和减弱磁通调速。7闭环调速系统对于 _ 的扰动具有抑制作用，而对于_ _的扰动则无能为力。8转速、电流双闭环调速系统中，调节_ _的限幅值可以调节系统最大电流；调节 _ _的限幅值可以调节UPE的最大输出电压。9双极性直流 PWM 变换器的占空比，当时，输出平均电压为正，要使输出平均电压为负，应使。二、选择题1.以下说法正确的选项是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。电流调节器具备的作用为A 对负载变化起抗扰作用。B 对电网电压波动起及时抗扰作用。C 输出限幅决定允许的最大电流。D 使转速跟随转速给定电压变化。3.双闭环调速系统中转速调节器不具备的作用为A 对负载变化起抗扰作用。B 对电网电压波动起及时抗扰作用。C 输出限幅决定允许的最大电流。D 使转速跟随给定电压变化。4.在工程设计中，如果将系统校正成典型型系统的过程， KT 值取为时为无超调。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页1 5. 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 PI B PI C P D P 6. G-M直流调速系统中的 G 指的是哪一种直流电源 。A 直流发电机；B 静止整流器；C 脉宽调制电源；D 以上情况均可能。三、分析与简答1.在调速系统中， 为什么在开环系统中晶闸管整流装置的控制电压前面没有加放大器，而在闭环之后要添加放大器？2. 双闭环调速系统中，电流调节器的作用各是什么？3.采用双极型 PWM 变换器的调速系统， 当电动机停止时， 电枢电流是否等于零，为什么？4. 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。5. 转速、电流双闭环直流调速系统设计后，ASR 限幅对应倍额定电流，但是在空载额定励磁稳速运行时突加额定转矩负载，转速不能回到给定转速， 请分析原因？6. 在转速、电流双闭环直流调速系统中， 两个调节器均采用 PI调节器。当系统带额定负载运行时， 转速反馈线突然断线， 试分析系统进入稳态后调节器、 转速、电枢电流的情况。7. 写出直流电动机反馈闭环调速系统的临界放大系数表达式，并请说明表达式中各个参数含义。8. 请写出双闭环调速系统起动过程的三个特点。9. 请简述 H型双极式 PWM 变换器的缺点。四、设计题1、某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：直流电动机 220V、136A、1460r/min，Ce=0.132Vmin/r，允许过载倍数=1.5。晶闸管装置放大系数40。时间常数 Tl=0.03s，Tm=0.18s。电流反馈系数=0.05V/A IN ，转速反馈系数=0.007Vmin/r 10V/nN 。将电流环校正成典型 型系统，取 KT=0.5 ；将转速环校正成典型 型系统，取 h=5。电流环滤波时间常数0.002s；转速环滤波时间常数0.01s。请选择并设计各调节器参数。2、有一转速、电流双闭环调速系统,已知电动机参数为： PN=5.5kw，UN=220V，IN =28A，nN=1490 r/min，电枢回路电阻 R=0.8,允许电流过载倍数=1.8，电磁时间常数TL48s，机电时间常数Tm85s，主电路采用三相桥式整流电路， 触发整流环节的放大倍数Ks=35 ，整流电装置内阻 Rres，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页2 平均失控时间常数Ts017s,最大输入、输出电压均为10V，电流反馈滤波时间常数 Toi，转速反馈滤波时间常数Ton15s。1计算电流反馈系数，转速反馈系数。2按典型 I 型系统设计电流调节器结构和参数，其中KT=0.5 。3按典型 II 型系统设计转速调节器，其中h=5，选择调节器结构并计算参数。(计算时小数点后保留3 位，假设数值较小时，应保留三位有效位)19分3、转速单闭环控制系统如以下图所示，已知数据如下： 电动机：kWPN10，VUN220，AIN55，min/1500rnN，5.0aR。整流装置内阻3 .0recR, 触 发 整 流 环 节 的 放 大 倍 数35sK。 最 大 给 定 电 压VUnm8*，当主电路电流到达最大值时,整定电流反馈电压VUim8。设计指标：要求系统满足调速范围25D，静差率%10s。1. 计算 Ce，额定负载时，开环系统的稳态速降nop，满足静差率要求时，闭环系统的稳态速降 ncl及闭环系统的开环放大系数K。2. 转速反馈系数，调节器放大系数pK。3. 定性画出当NdII时，NnnU*和NnnU21*的闭环静特性。4系统是否有静差？假设有静差，应采取何种实际可行的措施消除静差。(计算时小数点后保留3 位，假设数值较小时，应保留三位有效位) 15 分MTGUPEAUn* UnUcUdUtgUnIdn六、按下述两种情况定性分析转速、电流双闭环直流调速系统的转速和电精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页3 流的变化规律，两个调节器的输出与控制作用，定性画出转速、电流的过渡曲线： 负载电流为dLI时，突加给定的起动过程，设最大电枢电流为dmI； 系统稳定后，负载电流由dLI加大到dNI，dmdNII。 12分答：段： ASR很快进入饱和状态，输出限幅值*imU，在 ACR的调节下，电流迅速上升到ddmII，电流上升阶段段：ASR始终饱和，相当于转速开环，系统成为在*imU下的电流调节系统，同时为了克服反电动势E，所以在 ACR的作用下，dI基本上保持略小于dmI的恒值，恒流升速阶段。段：ASR退饱和，*iU，dI迅速减小，该段 ASR ，ACR都不饱和。 ASR起主导的转速调节作用， ACR则使dI尽快地跟随*iU，转速调节阶段。段：加负载导致n，在 ASR作用下，*iU，dI，当ddmII时，n 停止下降段：由于 n 仍小于给定值*iU dI 直到 n=给定值，电流也到达最大值段：此时，ddNII n， 转速超调，*iU，dI， 直到ddNII，n 到达峰值，此后系统在负载阻力下减速，直到稳定。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页4 nn*ttt1t2t3t4IdIdLIdm00ttndIdLIdNI*n画出图中所缺部分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页5 1. 有一 V-M 转速单闭环调速系统，采用比例控制，电动机参数为60kW，220V、150A、1000r/min，电枢电阻，整流装置内阻，主电路电感 L=10mH,系统运动部分 GD2=60Nm2，触发整流环节的放大倍数为30。要求系统满足调速范围不小于 20，静差率不超过5%. 求：1)计算调速要求所允许的闭环静态速降。2)计算闭环系统开环放大系数；3)整流装置采用三相桥式电路，Ts，判断此时系统是否稳定。2、某 PWM 变换器供电的双闭环直流调速系统，采用三相桥式电路，基本数据如下：直流电动机 220V、130A、1500r/min ，Ce，允许过载倍数。PWM 变换装置放大系数40，失控时间 Ts。电枢回路总电阻。时间常数 Tl，Tm。当给定信号nU=10V时，对应稳态转速为Nn；转速调节器饱和输出为10V时IdIN。将电流环校正成典型型系统， 取；将转速环校正成典型型系统， 取 h=5。转速环滤波时间常数，忽略电流环的滤波环节。请选择并设计各调节器参数。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页
