2022年电力拖动自控系统综合复习资料 .pdf

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1、电力拖动自动控制系统综合复习资料一、 填空题1、直流调速系统的主要形式是晶闸管电动机调速系统，简称为系统。2、对调速系统的转速控制的要求主要集中在以下三个方面：、和。3、在闭环调速系统中，常优先考虑串联校正方案。用运算放大器实现的串联校正装置可有、和三类调节器。4、常用的H 型 PWM 变换器按控制方式分为、型和等。5、 常用的可逆PWM 变换器的主电路的结构的结构型式有、型和等。6、 在随动系统动态校正中，常用的有、和。7、位置随动系统一般由五个部分组成，这五个部分分别是：位置传感器、电压比较放大器、和减速器与负载。8、可逆VM 系统存在环流的问题，环流可以分为静态环流和动态环流两种，静态环

2、 流 由 可 分 为和两种。9、对于可逆调速系统来说，要实现有源逆变必须满足以下两项条件：和。10、调速系统实际的转矩和功率究竟有多少，要由具体的负载决定。不同性质的负载要求也不一样，对矿井卷扬机和载客电梯，当最大载重量相同时，无论速度大小，负载转矩都一样，属于“”的负载；机床主轴传动，调速时允许的最大切削功率一般不变，属于“”的负载。11 、 转 速 、 电 流 双 闭 环 直 流 调 速 系 统 的 起 动 过 程 有 三 个 特 点 ， 具 体 如名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -

3、 - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - 1 下：、和。12、对调速系统转速控制的要求主要集中在三个方面，具体为、和。其中和稳态性能指标相对应的是：和。二、 选择题1、在直流电动机调速方法中，调速性能最好的是（）A、减弱励磁磁通B、调节电枢供电电压C、改变电枢回路电阻D、改变负载2、在直流电动机变压调速中，最常用的得到可变电压的方法为（）A、旋转变流机组B、直流斩波器C、脉宽调制变换器D、静止可控整流器3、与开环系统相比，闭环系统增加了反馈电路，反馈电路对干扰（）不起作用。A、电压扰动B、负载扰动C、反馈电路元件的本身影响D、负载冲击4、调速系统和随动系统在控

4、制中十分常用，两者的主要性能不同。对随动系统来说，主要是要求输出量准确地跟随给定量的变化，因此它的（）成了主要指标。A、快速性B、灵活性C、跟随性能D、准确性三、 简答题1、直流调速方法有哪几种? 2、双闭环调速系统中转速环的作用？3、某双闭环调速系统，ASR、ACR 均采用近似PI 调节器，试问调试中怎么才能做名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - 2 到 Uim*=6V 时， Idm=20A ；如欲使Unm*=10

5、V 时， n=1000r/min ，应调什么参数？如发现下垂特性不够陡或工作段特性不够硬，应调什么参数？4、 试比较闭环控制系统中串联校正方案中PD、 PI、PID 三种方法。5、 直流脉宽调速系统的优点。6、 闭环系统可以减少速降的实质是什么？结合负载增加的情况加以说明。7、 试比较开环系统机械特性和闭环系统机械特性的静特性。8、 试说明双极式H 型 PWM 变换器的优点。9、与开环系统相比，闭环系统可以减少速降的实质是什么？10、在他励直流电动机调速系统中，何为“恒转矩调速方式”和“恒功率调速方式”？11、调速系统常用的稳态性能指标分为那几类？并写出相应的性能指标。名师资料总结 - - -

6、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - 3 12、试比较串联校正中常用的三种方法的优缺点。13、位置随动系统和调速系统的区别。四、绘图题1、试画出双闭环调速系统的原理图和稳态结构图。五、计算题1、 有一 VM 调速系统，电动机参数为Pnom=2.5kw 、 Unom220V、 Inom15A 、 nnom=1500rmin、Ra=2，整流装置内阻Rrec=1，触发整流环节的放大系数Ku=30，要求调速范围 D=20，转差率s=10%。试：（1

7、）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VUn20*时转速n=1000r/min ，此时转速反馈系数应为多少？（可认为*nnUU）（4）计算所需的放大器放大系数。2、设控制对象的传递函数为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - 4 ) 1sT)(1sT)(1sT)(1sT(K) s(W43211obj式中， K12；T10.4s；

8、T20.08s；T30.015s；T40.005s。要求阶跃输入时系统的超调量 %5%。试分别用I、PI 和 PID 调节器校正成典型系统，并设计各调节器参数并计算调节时间ts。3、 有一个 VM 调速系统，电机参数为： Pn=2.8kW ， Un=220V ， In=15.6A ， nn=1500r/min ，电枢电阻Ra=1.5，电源内阻Rn=1，Ks=37。（ 1）开环工作时，试计算D=30 时 s 的值。（ 2）当 D=30、s=10%时，计算系统允许的稳态速降。（3）如为转速负反馈有静差调速系统，要求D=30、s=10%，在 Un*=10V 时，使电动机在额定点工作，计算放大器放大系

9、数Kp 和转速反馈系数。六、分析题试分析双极性H 型变换器是如何实现系统可逆的？并画出相应的电压、电流波形。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - 5 电力拖动自动控制系统综合复习资料参考答案一、填空题1、VM 系统。 2、稳速、调速和加减速。3、PD、PI、PID。4、双极式、单极式和受限单极式。5、M、T、H 6、串联校正、并联校正和复合控制7、电力电子变换器、伺服电机。8、直流平均环流、瞬时脉动环流。9、控制角大

10、于90 度和外电路必须有一直流电源且极性与原直流电压反向。10、恒转矩、恒功率。11、饱和非线性控制、转速超调、准时间最优控制。12、调速、稳速、加减速、调速、稳速。二、选择题1、B2、 D3、C4、C 三、简答题1、有三种方法调节电动机的转速。（1）调节电枢供电电压U。（2）减弱励磁磁通 。（3）改变电枢回路电阻R。2、(1) 使转速 n 跟随给定电压Um*变化，稳态无静差。 (2)对负载变化起抗扰作用。 (3)其输出限幅值决定允许的最大电流。3、当 Uim*固定时，只需调节电流反馈系数即可实现；当Unm*已知时，调节转速反馈系数可实现。发现下垂特性不够陡时，可增大ACR 的稳态放大系数；如

11、工作特性不够硬时，可增大ASR 的稳态放大系数。4、由 PD 调节器可构成的超前校正，提高稳定裕度和改善快速性能；由PI 调节器构成的滞后校正，可以保证系统的稳态精度；用PID 调节器构成滞后超前校正，兼具两者的优点。5、 （ 1）主电路线路简单，需用的功率元件少；（ 2）开关频率高，电流容易连续，谐名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 6 波少，电机损耗和发热都较小；（3）低速性能好，稳速精度高，因而调速范围宽；（

12、4）系统频带宽，快速响应性能好，动态抗扰能力强；（5）主电路元件工作在开关状态，导通损耗小，装置效率较高；（6）直流电源采用不控三相整流时，电网功率因数高。6、闭环调速系统的稳定转速的实质：通过反馈调节电枢电压。7、 （1）闭环系统静特性比开环系统机械特性 硬得多。 （2）如果比较同一no的开环和闭环系统，则闭环系统的静差率 要小得多。 （3）当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围 。8、 （1）电流一定连续； （2）可使电动机在四象限中运行；（3）电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；（4）低速时，每个晶体管的驱动脉冲仍较宽，有利于保证晶体管可靠导通； （5）低速平稳性好，调速

13、范围可达20000 左右。9、 转速反馈减小引起控制器输入偏差变化，输出电压发生变化，调节输出电压使转速跟随给定。10、按照电力拖动原理，在不同转速下长期运行时，为了充分利用电机，都应使电枢电流达到其额定值恒转矩调速方式：由于电磁转矩IKTm，在调压调速范围内，因为励磁磁通不变，容许的转矩也不变。恒功率调速方式：在弱磁调速范围内，转速越高，磁通越弱，容许的转矩不得不减少，转矩与转速的乘积则不变，即容许功率不变。11、稳速和调速调速范围和静差率12、PD ，超前校正，提高稳定裕度，快速性好，稳态精度差；PI，滞后校正，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

14、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - 7 保证稳态精度，限制快速性；PID，滞后 - 超前校正，集中PI 和 PD优点，但实现与调试复杂。13、位置随动系统要求输出跟随给定变化，强调快速跟随性能；调速系统保证稳定和抵抗扰动，强调抗扰性。四、绘图题1、试画出双闭环调速系统的原理图和稳态结构图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - -

15、- - - 8 五、计算题1、计算电动机的Ce由nomeanomnomnCRIU可得rmin/V127.01500215220nRIUCnomanomnome开环系统的稳态压降为min/r33.354127.0)12(15C)RR(ICRInerecanomenomop满足调速要求所允许的稳态压降为min/r33.8) 1.01(201.01500) s1(Dsnnnnomnomcl采用转速负反馈系统的稳态结构如图所示。当V20U*n时 n=1000r/min ，则转速反馈系数为rmin/V02.0rmin/V100020nUnU*nn闭环系统的开环放大系数为54.41133.833.3541

16、nnC/KKKclopesp名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 9 则所需的放大器放大系数为79.802.030127. 054.41KKCKsep改用电压反馈后，电动机电枢电阻Ra 造成的稳态速降已经是min/ r33.8min/ r236min/r127. 0215CRIeanom可见，不可能达到题中提出的调速要求。采用电压负反馈调速系统的稳态特性方程为nomeanomerece*nspICRI)K1(CR)K

17、1 (CUKKn式中spKKK其中电压反馈系数为1364.022030UUUUnom*nnomn所以97.351364.03079.8K2、用 I 调节器校正时，调节器的传递函数为sK)s(WII按典型 I 型系统校正，校正后的开环传递函数为)1T s(sK1T sKsK)s(W1I式中，s5 .0tTTTT4321按 %T 2，则电枢两端的平均电压为正，在电动运行时电动机正转。当正脉冲较窄时， tonT 2， 平均电压为负， 电动机反转。 如果正、负脉冲宽度相等， ton=T2，平均电压为零，则电动机停止。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - 12 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -