1．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
A．PID B．PI C．P D．PD
2．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,静差率
A．越小B．越大C．不变D．不确定
3．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是
A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速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
A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制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
6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度
A．越高B．越低C．不变D．不确定
7．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
8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是
A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR
9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括
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
11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是
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
12．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是
A．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
13．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的
A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波
14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是
A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合
15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是
A．故障保护B．PWM生成C．电流调节D．转速调节
16．比例微分的英文缩写是
A．PI B．PD C．VR D．PID 17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准
A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度20．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
21．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是
A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 22．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
23．笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，恒?控制方式控制性能最好
24．SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的
A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波25．下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是
A．高阶B．线性C．非线性D．强耦合26．在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，工作程序正确的是
A．显示故障原因并报警—分析判断故障—封锁PWM输出—系统复位
B．显示故障原因并报警—封锁PWM输出—分析判断故障—系统复位
C．封锁PWM输出—分析判断故障—显示故障原因并报警—系统复位
D．分析判断故障—显示故障原因并报警—封锁PWM输出—系统复位
27．正弦波脉宽调制的英文缩写是
A．PID B．PWM C．SPWM D．PD 29．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
30．异步电动机数学模型的组成不包括
A．电压方程B．磁链方程C．转矩方程D．外部扰动
二、填空题
1．常用的可控直流电源有旋转交流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器
2．调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率
3．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定
4．当电流连续时，改变控制角，V—M系统可以得到一组平行的机械特性曲线。
5．常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方式
6．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标
7．电力牵引设备上最先进的可控直流电源是直流斩波器或脉宽调制变换器
8．SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。
9．常见的转速检测装置有测速发电机、旋转编码器、电磁脉冲测速器.
10．VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。
12．电流截止负反馈的作用是限流
13．负反馈的作用是抵制扰动
14．静态环流可以分为直流平均环流和瞬时脉动环流
15．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标。
16．PWM变换器可以通过调节电力电子开关来调节输出电压。
18．PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和频率型
20．转速单闭环直流控制系统可以通过引入电流环控制以提高系统动态性能。
21．转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历不饱和、饱和、退饱和三种情况。
22．交流调速的基本类型中最好的一种节能省力型调速方案是变压变频调速
24．无静差直流调速系统的实质是调节器包含比例积分环节。
25．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，比例部分能迅速响应控制作用。
28．电流调节器可以对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
2．双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是（A）。
（A）ASR饱和、ACR不饱和（B）ACR饱和、ASR不饱和
（C）ASR和ACR都饱和（D）ACR和ASR都不饱和
5．无静差调速系统中，调节器一般采用（C）调节器。
（A）P调节器（B）PD调节器（C）PI调节器
8．在速度负反馈单闭环调速系统中，当下列（C）参数变化时系统无调节能力。
（A）放大器的放大倍数Kp （B）负载变化
（C）转速反馈系数（D）供电电网电压
10.为了增加系统响应的快速性，我们应该在系统中引入（A ）环节进行调节。（A）比例（B）积分（C）微分
6.PID控制器各环节的作用是什么？
答：PID控制器各环节的作用是：
（1）比例环节P：成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦出现，控制器立即产生控制作用，以便减少偏差，保证系统的快速性。
（2）积分环节I：主要用于消除静差，提高系统的控制精度和无差度。
（3）微分环节D：反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号变得过大之前，在系统中引入一个早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
三、名词解释题
1．V—M系统
晶闸管-电动机调速系统
3. 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的比
4. ASR
转速调节器
5. 测速方法的分辨率
衡量一种测速方法对被测转速变化的分辨能力
6．PWM
可逆脉冲宽度调制
7．直接转矩控制
利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩
8. 调速范围
电动机提供的最高转速与最低转速之比
9. ACR
电流调节器[]’;
10. 测速误差率
15．调节器的设计过程可以简化为哪两步？
1.选择调节器的结构
2.选择调节器的参数
1、带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ）。
A、零
B、大于零的定值
C、小于零的定值
D、保持原先的值不变
2、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
3、异步电动机变压变频调速时，采用（ B ）控制方式，可获得一线性机械特性。
A、U1／f1=常值
B、Eg/f1=常值
C、Es/f1=常值
D、Er/f1=常值
4、一般的间接变频器中，逆变器起（ B ）作用。
A、调压
B、调频
C、调压与逆变
D、调频与逆变
5、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（ C ）。
A、电机的调速精度
B、电机的动态转矩
C、电机的气隙磁通
D、电机的定子电流
三、简答题（每小题10分，共40分）
1、调速范围和静差率的定义是什么？
答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母D表示,即： D=nmax/nmin。当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落ΔnN与理想空载转速n0之比，称作静差率s，即s=DnN/n0。
2、简述恒压频比控制方式。
答：绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压 Us ≈ Eg，则得1 Us f =常值
这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时 Us 和 Eg 都较小，定子阻抗压降所占的份量就比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压 Us 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。
3、转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为什么？答：当两个调节器都不饱和时，它们的输入偏差电压和输出电压都是零，转速调节器ASR 的输出限幅电压Uim 决定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。
4、单闭环调速系统的基本特征。
答：（1)具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差的。（2）闭环系统具有较强的抗干扰性能反馈闭环系统具有很好的抗扰性能，对于作用在被负反馈所包围的前向通道上的一切扰动都能有效地抑制。（3）闭环
系统对给定信号和检测装置中的扰动无能为力。
1、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。
2、电流调节器可以对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
3、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
4、双闭环直流调速系统的起动过程包括：①转速调节阶段；②电流上升阶段；③恒流升速阶段。
5、交流异步电动机动态数学模型特点有高阶、非线性、强耦合。
6、常见的可控直流电源有旋转交流机组、静止式可控整流器、直流斩波器（或脉宽调制变换器）。
7、PWM变换器可以通过调节电力电子开关来调节输出电压。
8、转速、电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是ASR。
二、选择题(每小题2分，共20分)
1、异步电动机数学模型的组成不包括（D）。
A、电压方程
B、磁链方程
C、转矩方程
D、外部扰动
2、控制系统能够正常运行的首要条件是（ B）。
A、抗扰性
B、稳定性
C、快速性
D、准确性
3、SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的（C）。
A、正弦波
B、方波
C、等腰三角波
D、锯齿波
4、常用的数字滤波方法不包括（D ）。
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
5、在电机调速控制系统中，系统无法抑制（B）的扰动。
A、电网电压
B、电机励磁电压变化
C、给定电源变化
D、运算放大器参数变化
6、在速度负反馈单闭环调速系统中，当下列（ C）参数变化时系统无调节能力。
A、放大器的放大倍数K P
B、负载变化
C、转速反馈系数
D、供电电网电压
7、采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于（ A）。
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
8、双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压U ct的大小取决于（ C）。
A、Idl
B、n
C、n和Idl
D、α和β
9、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
10、在交—直—交变频装置中，若采用不控整流，则PWN逆变器的作用是（C）。
A、调压
B、调频
C、调压调频
D、调频与逆变
三、判断题(每小题2分，共10分)
1、调速范围是指电动机提供的最低转速与最高转速之比。（×）
2、在无静态调速系统中的PI调节器中，P 部分的作用是加快动态响应。（√）
3、微机数字调速系统中，采样频率应小于信号最高频率的2倍。（×）
4、当闭环系统开环放大系数大于系统的临界放大系数时，系统将不稳定。（√）
5、正弦波脉宽调制的英文缩写是PWM。（×）
四、简答题(每小题5分，共20分)
1、在《电力拖动及其自动控制系统》这门课程中如何对其定义？其基本任务是什么？
答：在《电力拖动及其自动控制系统》这门课程中对其定义如下：具有自动控制和调节工作机械的速度或位移的电力拖动系统称为“电力拖动自动控制系统”，或者“运动自动控制系统”。其基本任务是通过控制和调节电动机的旋转速度或转角来实现工作机械对速度或位移的要求。
2、ACR的是什么的英文缩写？调节器的设计过程可以简化为哪两步？
答：ACR的是电流调节器的英文缩写。
两步：①选择调节器的结构；②选择调节器的参数。
3、PID控制器中的P、I、D分别代表什么环节? 并说明I环节的作用。
答：PID控制器中的P、I、D分别代表比例环节、积分环节、微分环节。其中I环节的作用是消除静差，提高系统的控制精度和无差度。
4、简述泵升电压产生的原因及其抑制措施。
答：泵升电压产生的原因：采用二极管整流获得直流电源时，电机制动时不能回馈电能，只好对滤波电容充电，使电容两端电压升高，产生泵升电压。
泵升电压抑制措施：电容器吸收动能；镇流电阻消耗动能；并接逆变器。
五、计算题(每小题15分，共30分)
1、（15分）有一V-M系统：电动机P nom=2.5kw，U n=220V，I n=15A，n n=1500r/min，R S=2Ω，R rec=1
Ω，K S=30，要求调速范围D=20，静差率s=20%。求：（1）计算开环系统的速降和允许的静态速降；（2）采用转速负反馈，当给定电压为20V、转速为1000r/min时，计算放大器的放大倍数。
解：（1）开环系统的速降为
允许的静态速降为，
（2）计算放大器的放大倍数，，
2、（15分）有一转速负反馈单闭环V-M有静差直流调速系统，其系统稳态结构框图如下图所示，
试利用此图推导其静特性方程。
解：电压比较环节：，放大器：，电力电子变换器：
调速系统开环机械特性：，测速反馈环节：，
削去中间变量的静特性方程：
2-1 在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节什么参数?改变转速调节器的放大倍数Kn行不行? 改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行? 改变转速反馈系数α行不行?若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的哪些参数?
答：①在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节的参数有：转速给定电压U*n，因为转速反馈系统的转速输出服从给定。
②改变转速调节器的放大倍数Kn，只是加快过渡过程，但转速调节器的放大倍数Kn的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。因此，不能通过改变转速调节器的放大倍数Kn，来改变转速
③改变改变电力电子变换器的放大倍数Ks，只是加快过渡过程，但转电力电子变换器的放大倍数Ks 的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。因此，不能通过改变电力电子变换器的放大倍数Ks，来改变转速
④改变转速反馈系数α，能改变转速。转速反馈系数α的影响不在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统没有调节和抑制能力。因此，可以通过改变转速反馈系数α来改变转速，但在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行最终的转速还是服从给定。
⑤若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的参数有：转速的给定U*n、转速调节器的放大倍数Kn、转速调节器的限幅值、转速反馈系数α等，因为它们都在电流环之外。
2-2 在转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为什么?
答：在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，转速调节器退饱和，PI的作用使得转速调节器的输入偏差电压为0，转速调节器的输出电压由于维持在U*im（n*）。
在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，电流调节器不饱和，PI的作用使得电流调节器的输入偏差电压为0，形成一个电流随动子系统，力图使I d尽快跟随其给定U*i. 电流调节器的输出电压U C又后面的环节决定。
2-3 在转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是P调节器，对系统的静、动态性能将会产生什么影响?
答：在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器采用P调节器，整个系统成为一个有静差的系统。
转速调节器不饱和，一直处于主导地位；电流调节器不饱和，形成一个电流随动子系统，无法形成在最大电流下在最短时间内使速度上升/下降最快，动态响应较慢。
2-4 试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统：
①调速系统的静态性能；②动态限流性能；③启动的快速性
④抗负载扰动的性能；⑤抗电源波动的性能
答：
①调速系统的静态性能:
在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器采用PI调节器，整个系统成为一个无静差的系统。
带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，转速调节器采用PI调节器，整个系统成为一个无静差的系统。
② 动态限流性能:
在转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器采用PI 调节器，将电流限制在I dm 内。
带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，将电流限制在I dcr-I dbl 内。
③ 启动的快速性:
在转速、电流双闭环调速系统在启动/制动过程中，转速调节器饱和，电流调节器在最大电流I dm 附近进行PI 调节，时间最短，提高了启动/制动的快速性。
带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，在启动/制动过程中，当电流大于截止电流I dcr 时，电流调节器起作用，并不是在最大电流附近进行调节，启动/制动的快速性较差。
④ 抗负载扰动的性能：
在转速、电流双闭环调速系统中，负载扰动在转速外环中，负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调节器ASR 来产生抗负载扰动的作用。在设计ASR 时，应要求有较好的抗扰性能指标。
带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，负载扰动立即引起电流变化，当电流大于截止电流I dcr 时，电流调节器起作用，可以进行调节。
⑤ 抗电源波动的性能
在转速、电流双闭环调速系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗电源波动的性能大有改善。在电流截止环节的转速单闭环调速系统中，电网电压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电源电压扰动的性能要差一些。
2-5 在转速、电流双闭环调速系统中，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，当系统重新进入稳定运行时电流调节器的输入偏差信号?U i 是否为零?
答：在转速、电流双闭环调速系统中，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，转速调节器反馈电压突变为为0，转速调节器输入偏差突变为最大，转速调节器（PI 调节器）饱和，转速开环，系统变为电流单闭环调节。转速调节器的输出突变为正极限值U *im ,电流调节器的输入偏差变大，电流调节器为PI 调节器作用，直至进入新的稳定状态，电流无静差。当重新进入稳定运行时，电流调节器（PI 调节器）的输入偏差信号?U i 为零。
2-6 在转速、电流双闭环调速系统中，给定信号U *n 未变，增加转速反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压U n 是增加、减小还是不变？
答：在转速、电流双闭环调速系统中，给定信号U *n 未变，增加转速反馈系数α，转速调节器反馈电压增加，转速调节器输入偏差变大，转速调节器输出变大即电流调节器给定变大，电流调节器输入偏差变大，电流调节器输出变大即电机电流变大，进入重新调节阶段。系统稳定后，转速、电流无静差。转速调节器输入偏差为0，转速反馈电压U n 等于转速给定信号U *n ，不变。
2-7 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI 调节器。已知电动机参数为：P N ＝3.7KW ，
U N ＝220V ，I N =20A ，n N =1000r ／min ，电枢绕组总电阻R a ＝1. 5Ω，U *nm =U *im ＝U *cm =8V ，电枢回路最大电流I dm =40A, 电力电子变换器的放大倍数Ks=40,试求:
① 电流反馈系数β和转速反馈系数α
② 当电动机在最高转速发生堵转时的U d0、U *I 、U i 、U c 值.
解：① 稳态运行时，转速调节器不饱和，输入偏差为0，α=n U n *=N nm n U *8/1500=0.0056
稳态运行时，电流调节器不饱和，输入偏差为0，β=n U i *=dm im i U *=8/40=0.2
② 当电动机在最高转速发生堵转时, 电枢回路最大电流I dm =40A,
电流调节器反馈电压最大U *im =8V ,
电流调节器输入偏差最大大，电流调节器饱和, 输出最大U *cm =8V , 电流开环.
经过电力电子变换器后的U d0= Ks*U c =40*8=320V .,
电机转速很小;几乎为0, 转速反馈电压很小, 转速调节器输入偏差很大, 转速调节器饱和，转速开环,转速调节器输出U *im ＝8V .
2-8 在转速、电流双闭环调速系统中，ASR 、ACR 两个调节器均采用PI 调节器。当ASR 的输出达到U *im =8V
时，主电路电流达到最大电流80A ，当负载电流由40A 增加到70A ，试问：
① U *I 如何变化？ ② U c 如何变化？ ③ U c 值.由哪些条件决定？
答: ① 在转速、电流双闭环调速系统中，ASR 、ACR 两个调节器均采用PI 调节器。当ASR 的输出达到U *im =8V 时，ASR 饱和不起作用; 主电路电流达到最大电流80A ，电流调节器的给定电压U *i =U *im =8V 最大保持不变,
② 当负载电流由40A 增加到70A ，电流调节器反馈电压U i 增加, 电流调节器的输入偏差电压减小, 电流调节器的输出电压U c 减小.
③ U c 值.由: 电流调节器的输入偏差电压(电流调节器的给定电压U *i -电流调节器反馈电压)、条电流调节器的比例放大系数、电流调节器积分时间常数以及电机的运行状态等条件决定。
2-9 在转速、电流双闭环调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因使电动机励磁电源突然下降一半，系统工作情况会如何变化？写出U d0、U *i 、U c 、I d 、n 在系统重新进入稳定后的表达式。
答: 在转速、电流双闭环调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因使电动机励磁电源突然下降一半，电机的电磁转矩减小为原来的一半，转速下降，转速调节器反馈电压U n 减小, 转速调节器的输入偏差电压增大, 转速调节器的输出电压即电流调节器的给定电压U *i 增大. 电流调节器的输出电压U c 增大，转速上升，达到新的稳定。
在系统重新进入稳定后U d0=
U *i =
U c =
I d =
n=
2-10 某反馈控制系统已校正成典型Ⅰ型系统。已知时间常数T=0.1S ，要求阶跃响应超调量σ≤10%
① 求系统的开环增益； ② 计算过渡过程时间t s 和上升时间t r
③ 画出开环对数特性。如要求上升时间t r <0.25s, 则K=？,σ=？
解：① 典型Ⅰ型系统W （S ）=)
1(+TS S K T=0.1S 阶跃响应超调量σ≤10% 当w c < 1/T 时，的幅频特性以–20dB/dec 斜率穿越零分贝线，系统有较好的稳定性。系统的开环增益K=w c 截止频率 KT=0.5 K=5
②过渡过程时间t s =n
ξω3=6T=0.6S 上升时间t r=
)arccos (122ξπξξ--T 取ξ=0.707
③ 上升时间t r <0.25s =)arccos (122ξπξξ--T
ξ=
w n=ξT 21=
则K=w c=w n[
21
24]214ξξ-+ σ=%
100)1/(2?--ξξπe = 2-11 有一个系统,其控制对象的传递函数为W obj (S)=11+TS k =1
01.010+S ，要求设计一个无静差系统,在阶跃输入下系统超调量σ≤5%(按线性系统考虑),试决定调节器的结构,并选择其参数。
解: 要求设计一个无静差系统, 调节器结构选用I 调节器,W I (S)=S k I
,
W I (S) W obj (S)= )
101.0(10+S S K I 为典型Ⅰ型系统. 查典型Ⅰ型系统阶跃输入跟随性能指标表可知超调量σ≤ 5%, K T =0.5 K=50 K I =5
2-12 有一个系统,其控制对象的传递函数为W obj (S)=)1(1+TS S k =)
102.0(10+S S ，要求校正为典型Ⅱ型系统, 在阶跃输入下系统超调量σ≤25%(按线性系统考虑),试决定调节器的结构,并选择其参数。
解: 要求校正为典型Ⅱ型系统,调节器结构选用PI 调节器,
W PI (S)=S S k PI 11)1(ττ+, τ1=hT=7*0.02=0.14S
W PI (S) W obj (S)= )
102.0()118.0(2.512++S S S 为典型Ⅱ型系统. 查典型Ⅱ型系统阶跃输入跟随性能指标表可知超调量σ≤30%, h=7
2-13 调节对象的传递函数为W obj (S)=
)102.0)(125.0(18++S S ，要求分别校正成典型Ⅰ型系统和典型Ⅱ型系统, 求调节器的结构和参数。
解:① 要求校正为典型Ⅰ型系统,调节器结构选用PI 调节器,
W PI (S)=S S k PI 11)1(ττ+, τ1=T1=0.25S
② 要求校正为典型Ⅱ型系统,调节器结构选用PI 调节器,认为S T S T 11111≈+ T 1>>T 2
W PI (S)=S S k PI 11)1(ττ+, τ1=hT 2 一般取h=5 τ1=hT 2=5*0.02=0.1S
2-14在一个由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调速系统中，已知电动机额定参数: P N ＝
360KW ，U N ＝220V ，I N =308A ，n N =1000r ／min ，电动势系数Ce=0.196V . min ／r, 主回路总电阻R ＝0.18Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=35, 电磁时间常数T l =0.012S, 机电时间常数T m =0.12S,电流反馈滤波时间常数Toi=0.0025S 转速反馈滤波时间常数Ton=0.015S. 额定转速时给定电压U(*n )N =10V , 调节器ASR 、ACR 饱和输出电压U *im =8V ，U cm =6.5V ,
系统的静、动态指标为：稳态无静差，调速范围D=10，电流超调量σi ≤5%,空载启动到额定转速时的转速
超调量σn ≤5%, 试求:
① 电流反馈系数β(假定启动电流限制在339A 以内)和转速反馈系数α
② 试设计电流调节器ACR ， 计算其参数R i 、C i 、C oi ，画出其电路图
（调节器输入回路电阻R 0=40K Ω
③ 设计转速调节器ASR ， 计算其参数R n 、C n 、C on ， R 0=40K Ω
④ 计算电动机带40%额定负载启动到最低转速时的转速超调量σn
⑤ 计算空载启动到额定转速的时间
解：① 稳态运行时，电流调节器不饱和，输入偏差为0，β=n U i *=dm im i U *=8/339=0.024
稳态运行时，转速调节器不饱和，输入偏差为0，α=n U n *=N nm n U *=10/1000=0.001
② * 电磁时间常数T l =0.012S, 三相零式晶闸管整流装置的平均失控时间T S =0.0033S, 电流反馈滤波时间常数Toi=0.0025S 电流环的小时间常数T ∑i = T S +Toi=0.0033+ 0.0025=0.0058S,
* 根据设计要求: 稳态无静差，电流超调量σi ≤5%, 因此可按典型Ⅰ型系统设计, 电流调节器选用PI 型。检查对单源电压的抗扰性：
i L T T ∑=0.012/0.0058=6.13, 参考典型Ⅰ型系统的动态抗扰性能,各项指标是可以接受的.
* ACR 超前时间常数：τi =T l =0.012S
电流环开环增益：要求σi ≦5%时，应取K I T ∑i =0.5,因此
K I =0.5/T ∑I =0.5/0.0058=86.2 S -1
于是，ACR 的比例系数为: K i =β
τs i I K R K =(86.2*0.012*0.18)/(0.024*38)=0.222 * 根据电流调节器原理图，取R0=40KΩ,则
R i =K i R 0=0.222*40=8.88KΩ (取9KΩ)
C i =τi /R i =0.012/9=1.3μF (取1.3μF)
C oi =4τi /R 0=4*0.012/40=0.2μF (取0.2μF)
③ * 电流环等效时间常数为2T ∑I =0.0116S, 转速反馈滤波时间常数Ton=0.015S
转速环最小时间常数T ∑n =2T ∑I +T on =0.0266S, 机电时间常数T m =0.12S,
电动势系数Ce=0.196V . min ／r,
* 由于设计要求无静差，转速调节器必须有积分环节；又跟据动态要求，空载启动到额定转速时的转速超调量σn ≤5%, 应按典型Ⅱ型系统设计转速环。故ASR 选用PI 调节器.
* 按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5,则ASR 的超前时间常数为
τn =hT ∑n =5*0.0266=0.133S
K N =2221n T h h ∑+=220266.05215??+=169.6
K n =0266
.018.0001.05212.0196.0024.0)15(2)1(???????+=+∑n m e RT h T C h αβ=70.74 * 由转速调节器的原理图可知，取R 0=40KΩ,则
R n =K n *R 0=70.7*40=2828KΩ (取R n =2830KΩ)
C n =τn /R n =0.133/2830=0.047μF (取C n =0.05μF)
C on =4T on /R 0=4*0.015/40=1.5μF (取C on =1.5μF)
④ 计算电动机带40%额定负载启动到最低转速时的转速超调量σ
n σn%=（Δcmax/Cb ）%·2（λ-Z ）(Δnnom/n*)·(T ∑n/Tm) 当h=5时，（Δcmax/Cb ）%=81.2%，而
Δnnom=IdnomR/Ce=1.2*9.5/0.113=100.9r/min
σn%=81.2%*2*1.5*100.9*0.0274/(1600*0.1)=4.24%<10%
⑤ 计算空载启动到额定转速的时间
2-15有一个转速、电流双闭环调速系统，主电路采用三相桥式整流电路, 已知电动机额定参数: P N ＝
555KW ，U N ＝750V ，I N =760A ，n N =375r ／min ，电动势系数Ce=1.82V . min ／r, 主回路总电阻R ＝0.14Ω，允许电流过载倍数λ=1.5, 触发整流环节的放大倍数Ks=75, 电磁时间常数T l =0.03S, 机电时间常数T m =0.112S, 电流反馈滤波时间常数Toi=0.002S 转速反馈滤波时间常数Ton=0.02S. 设调节器输入电压U *nm =U *im =U cm =10V , 调节器输入回路电阻R 0=40K Ω
设计指标：稳态无静差，电流超调量σi ≤5%,空载启动到额定转速时的转速超调量σn ≤10%, 可电流调节器已按典型Ⅰ型系统设计，并取参数KT=0.5, 试求:
① 选择转速调节器ASR 结构， 计算其参数R n 、C n 、C on ， R 0=40K Ω
② 计算电流环的截止频率w c 和转速环的截止频率w n ，并考虑他们是否合理.
解: ① * 电流调节器已按典型Ⅰ型系统设计，并取参数KT=0.5, 由于设计要求无静差，转速调节器必须有积分环节；又跟据动态要求，空载启动到额定转速时的转速超调量σn ≤10%, 应按典型Ⅱ形系统设计转速环。故ASR 选用PI 调节器.
* 三相桥式晶闸管整流装置的平均失控时间T S =0.00167S,
电流环最小时间常数T ∑i = T S +Toi=0.00167+0.002=0.0037S
转速环最小时间常数T ∑n =2T ∑I +T on =2*0.0037+0.02=0.0274S
按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5,则ASR 的超前时间常数为
τn =hT ∑n =5*0.0274=0.137S
K N =2221n T h h ∑+=220137.05215??+=87.6
α=n U n *=N nm n U *=10/375=0.027 β=n U i *=dm im i U *=10/*1.5*760)=0.009
K n =0137
.018.0027.05212.0196.0009.0)15(2)1(???????+=+∑n m e RT h T C h αβ=1.9 * 由转速调节器的原理图可知，取R 0=40KΩ,则
R n =K n *R 0=1.9*40=76KΩ (取R n =76KΩ)
C n =τn /R n =0.137/76=1.8μF (取C n =1.8μF)
C on =4T on /R 0=4*0.02/40=2μF (取C on =2μF)
② 计算电流环的截止频率w c 的计算和验证如下：
根据设计要求: 稳态无静差，电流超调量σi ≤5%, 因此可按典型Ⅰ型系统设计, 电流调节器选用PI 型。检查对单源电压的抗扰性： i L
T T ∑=0.03/0.0037=8.11〈10 参考典型Ⅰ型系统的动态抗扰性能,各项指标
是可以接受的.
* ACR 超前时间常数：τi =T l =0.03S, 要求σi ≦5%时，应取K I T ∑i =0.5,因此
K I =0.5/T ∑I =0.5/0.0037=135.1 S -1
电流环截止频率ωci=KI=135.1 1/s
晶闸管装置传递函数近似条件： 1/3Ts=1/(3×0.0017)=196.11/s>ωc,满足近似条件。
忽略反电动势对电流环的影响的条件:
ωci≥3l m T T 1 3l m T T 1=03
.0112.013?=3*17.25=53<ωc 满足近似条件。 小时间常数近似处理条件：oi s T T 131=02.0017.0131?=180.8 S -1>ωc 满足近似条件。
和转速环的截止频率w n w c 的计算和验证如下：
转速环截止频率为：ωn=K N /ωi=K N τn =87.6*0.137=12 S -1 电流环传递函数简化条件：0037
.01.1353131=∑i I T K =63.7 S -1>ωn 满足简化条件。 转速环小时间常数近似处理条件：
02.01.1353131=on I T K =27.4>ωn , 满足近似条件。 2-16 在一转速、电流双闭环V-M 系统中，转速调节器ASR 、电流调节器ACR 均采用PI 调节器。
① 在此系统中, 当转速给定信号最大值U *nm =15V , n=n N =1500r ／min; 电流给定信号最大值U *im =10V , 允许最大电流I dm =30A, 电枢回路总电阻R ＝2Ω, 晶闸管装置的放大倍数Ks=30,电动机的额定电流I N =20A, 电动势系数Ce=0.128V . min ／r, 现系统在U *n =5V , I dL =20A 时稳定运行.求此时的稳态转速n=?, ACR 的输出电压U C =?
② 当系统在上述情况下运行时,电动机突然失磁(υ=0), 系统将会发生什么现象?试分析并说明. 若系统能够稳定下来,则稳定后n=?, Un=?, U *I =?, U i =?, I d =?, U C =?,
③ 该系统转速环按典型Ⅱ型系统设计,且按Mmin 准则选择参数, 取中频宽h=5, 转速环小时间常数T ∑n =0.05, 求转速环在跟随给定作用下的开环传递函数,并计算出放大系数及各时间常数.
④该系统由空载(I dL=0)突加额定负载时,电流I d和转速n的动态过程波形是怎样的?已知机电时
间常数T m=0.05S, 计算其最大动态降落△n max和恢复时间t v.
2-17 有一转速、电流双闭环控制的H型双极式PWM直流调速系统, 已知电动机参数为: P N＝200KW，U N＝48V，I N=3.7A，n N=200r／min，电枢电阻R a＝6.5Ω, 电枢回路总电阻R＝8Ω，允许电流过载倍数λ=2, 电动势系数Ce=0.12V. min／r, 电磁时间常数T l=0.015S, 机电时间常数T m=0.2S, 电流反馈滤波时间常数Toi=0.001S 转速反馈滤波时间常数Ton=0.005S. 设调节器输入电压U*nm=U*im=U cm=10V, 调节器输入回路电阻R0=40KΩ, 已计算出电力晶体管D202的开关频率f=1kHz,PWM环节的放大倍数Ks=4.8
试对该系统进行动态参数设计, 设计指标：稳态无静差，电流超调量σi≤5%,空载启动到额定转速时的转速超调量σn≤20%, 过渡过程时间t s≤0.1S
问题2-18：哪些是控制系统的稳态性能指标、稳定性指标和动态性能指标？
①稳态性能指标是：调速范围D=n max/n min=n nom/n min和静差率S=△n nom/n0*100%②稳定性指标：柏德图（对数幅频特性和对数幅频特性）
典型Ⅰ型系：对数幅频特性以－20dB/dec的斜率穿越零分贝线，只有保证足够的中频带宽度，系统就一定是稳定的，且有足够的稳定裕量。γ=90° -tg-1 ωc T > 45°典型Ⅱ型系统：对数幅频特性以－20dB/dec的斜率穿越零分贝线。
γ=180°-180°+tg-1ωc t-tg-1ωc T=tg-1ωc t-tg-1ωc T③动态性能指标分跟随性能指标和抗扰性能指标：
跟随性能指标上升时间：在典型的阶跃响应跟随过程中，输出量从零起第一次上升到稳态值所经
过的时间（有些教材定义为10%--90%）
超调量：在典型的阶跃响应跟随过程中，输出量超出稳态值的最大偏移量
与稳态值之比。
调节时间：又称过度过程时间原则上是系统从给定量阶跃变化到输出量完全
稳定下来的时间。一般在阶跃响应曲线的稳态值附近，
取±5%（或±2%）的范围作为允许误差。
抗扰性能指标：动态降落：在系统稳定时，突加一个约定的标准的扰动量，在过度过程中引起
的输出量最大降落值。
恢复时间：从阶跃扰动作用开始，到输出量基本恢复稳态，距新稳态值之差
进入某基准量的±5% （或±2%）范围之内所需的时间。
2-19 转速、电流双闭环调速系统启动过程的特点是饱和非线性控制、转速超调和准时间最优。
2-20、调节器的设计顺序是先内环后外环:从内环开始,逐步向外扩展。常用的调节器设计方法有工程设计方法、调节器最佳整定方法、模型系统法和振荡指标法。
2-21、转速、电流双闭环调速系统中，转速环按典型Ⅱ型系统设计，抗扰能力强，稳态无静差。
2-22、转速、电流双闭环调速系统中，电流环按典型Ⅰ型系统设计，抗扰能力较差，超调小。
2-23、在电机调速控制系统中，对于（C ）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
2-24 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，
则调节器的输出为（ A ）
A 、零；
B 、大于零的定值
C 、小于零的定值；
D 、保持原先的值不变
2-25 带有比例积分调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，
则调节器的输出为（B ）
A 、零；
B 、大于零的定值
C 、小于零的定值；
D 、保持原先的值不变
无静差调速系统的P Ｉ调节器中P 部份的作用是（ A ）
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
2-27、双闭环调速系统在稳定时，控制电压Uct 的大小取决于（C ）。P51
A 、转速n;
B 、负载电流I dl
C 、转速n 和负载电流I dl ;
D 、电流反馈系数β
2-28 转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，两个调节器的关系为（ C ）
A 、A ＳＲ和AC Ｒ均饱和限幅输出;
B 、A ＳＲ不饱和，A
C Ｒ饱的限幅输出
C 、A ＳＲ饱和限幅输出，AC Ｒ不饱和;
D 、A ＳＲ和AC Ｒ均不饱和
2-29、带电流变化率内环的三环调速系统中的电流变化率调节器一般采用 积分 调节器.
2-30、带电压内环的三环调速系统中的电压调节器一般采用 积分 调节器.
2-31转速微分负反馈的引入，可使转速调节器在起动时 转速调节器退饱和时间提前τ
dn ,使得转速调节器提前进入调节状态，从而抑制了超调。
2-32、带比例调节器的单闭环调速系统的开环放大系数_大于_临界放大系数时，系统将不稳定。P29
2-33、有一采用PI 调节器的双闭环调速系统，已知电动机参数：U nom ＝220V ，I nom =100A ，n nom =1000r ／min ，λ=1.5, U *n ＝10V, Ks=30, ASR 、ACR 限幅值为U *im ＝10V ， U ctm ＝8V ，电枢主回路总电阻R ＝1Ω，系统的转速反馈系数α＝10/1000=0.001 , β＝10/150=0.067，系统原来稳定运行在额定工作状态，突然转速反馈线断线，系统重新稳定后，U *i ＝__10V___，n=___1000r ／min_，U ct ＝__8V_，I d =_100A_.
2-34、在转速、电流双闭环调速系统中，电流环为什么校正成典型Ⅰ型系统，转速环为什么校正成典型II 型系统？
答：在转速、电流双闭环调速系统中，电流环的一项重要作用是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值，因而在突加控制作用时不希望有超调，或者超调量越小越好。从这个观点出发，应该把电流环校正成典型Ⅰ型系统。电流环的还有一项作用是对电网电压波动及时调节，为了提高其抗扰性能，又希望把电流环校正成典型II 型系统。在一般情况下，当控制对象的两个时间常数之比i L
T T ∑=〈10，典型Ⅰ型系统的
抗扰恢复时间还是可以接收的，因此一般多按典型Ⅰ型系统来设计电流环。
在转速、电流双闭环调速系统中，为了实现转速无静差，还必须在扰动作用点以前设置一个积分环节，因此需要II型系统。再从动态性能来看，调速系统首先需要有较好的抗扰性能，所以把转速环校正成典型II 型系统。
2-35、弱磁控制的直流调速系统属于（ B ）。A、恒转矩调速B、恒功率调速
C、恒磁通调速；
D、不能确定
2-36、典Ⅰ型系统在阶跃输入：R(t)=R
的稳态误差是（ A ）。
A、0；
B、R
C、R
/K；D、无穷大
2-36、典Ⅰ型系统在阶跃输入：R(t)=R
的稳态误差是（ A ）。
A、0；
B、R
C、R
/K；D、无穷大
2-37、典Ⅰ型系统在斜坡输入：R(t)=V
t的稳态误差是（ C ）。
A、0；
B、v
C、v
/K；D、无穷大
2-38、典Ⅰ型系统在加速度输入：R(t)=
22
0t
a
R
的稳态误差是（ D ）。
A、0；
B、a
C、a
/K；D、无穷大
2-39、典II型系统在阶跃输入：R(t)=R
的稳态误差是（ A ）。
A、0；
B、R
C、R
/K；D、无穷大
2-40、典Ⅰ型系统在斜坡输入：R(t)=V
t的稳态误差是（ A ）。
A、0；
B、v
C、v
/K；D、无穷大
2-41、典Ⅰ型系统在加速度输入：R(t)=
22
0t
a
R
的稳态误差是（ C ）。
A、0；
B、a
C、a
/K；D、无穷大
一：填空题（共25分,除6题和10题以外，每空0.5分） 1.异步电动机负载增大时，转速将,转子电流将，转子旋转磁场切割定子绕组的速度会。（增大、减少、不变) 2. 绕线式异步电动机转子回路串入电阻与不串电阻比较，带额定负载时，起动电流Ist ,起动转Tst ,最大电磁转矩Ｔm ，临界转差率Sm ，转子转速（增大、减少、不变）。 3．异步电动机的转差率为0．0３，则传递到转子的电磁功率P eｍ有百分之为转子铜耗,有百分之转变为机械功率。 4. 异步电动机的制动方法有: 、、。 ５．某三相异步电动机的转子转速为1450ｒ/miｎ,则气隙旋转磁场相对定子的转速 ｒ/ｍin，相对转子导体的转速为r／ｍｉn。 ６.三相异步电动机的“异步”是指。(1分) 7. 额定运行的异步电动机，电源电压下降时，电磁转矩，转差率，转速,定子电流。(增大、减小、不变) ８. 电动机分为三种工作制：、、 。 10. 三相异步电动机过载能力T的定义是。(1分) 1１.对于电力拖动系统有无反馈可分为系统和系统,对于电源种类又可分为拖动系统和拖动系统。 1２. 直流电机的励磁方式有、、和四种形式。 1３.他励直流电动机的主要人为特性有、、三种。 14.他励直流电动机的启动方式有, 两种。 15. 直流电动机一般采用和的起动方法，起动电流限制为额定电流的倍。 １6. 在电枢回路中串电阻调速，理想空载转速,特性的斜率。 17．直流电动机降压调速,理想空载转速（增大、减小、不变） １8. 当直流电机带恒转矩负载时,若为他励电动机，当电枢电压下降时,其转速,电枢电流。(增大、减小、不变） 19.他励直流电动机的串电阻调速、降压调速和弱磁调速的调速方向分别是、、。(向上、向下)
一、基础题 1、反馈控制系统的作用是：，。 2、带比例放大器的反馈控制闭环调速系统是的调速系统，采用比例积分（PI）调节器的闭环调速系统是的调速系统。 3、实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大，特别是为了避免零点飘移而采用。 4、对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能，主要是和 的性能。 5、调速系统的动态指标以为主，而随动系统的动态指标则以 为主。 6、超调量的表达式为：。 7、在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，属于。 8、当电动机由三相平衡正弦电压供电时，磁链幅值一定时，u S的大小 与成正比，其方向则与正交。 9、调速系统的动态性能就是的能力。 10、是反馈控制系统最突出的特征之一。 11、转速反馈闭环调速系统的精度信赖于和。 12、比例调节器的输出只取决于输入偏差量的；而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的。 13、在起动过程中转速调节器ASR经历了、、、三种情况。 14、自动控制系统的动态性能指标包括：指标和指标。 15、动态降落的表达式为：。 16、基频以上变频调速属于。 17、异步电机的动态数学模型是一个、、的多变量系统。 18、两种最基本的直流调速方式为：调速方式和调速方式。 19、在典型II型系统性能指标和参数的关系分析中，引入了h，h 是斜率为–20dB/dec的中频段的宽度，称作。 20、是转差频率控制系统突出的特点或优点。 21、异步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、和组成。 22、转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，转速调节器是，电流调节器是。 23、异步电动机变压变频调速时，采用控制方式，可获得线性机械特性。 24、在直流电机单闭环调速控制系统中，对于的扰动，系统是无能为力的。 25、在单闭环调速成系统中，为了实施限流保护，可以引进环节。 26、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制。 27、异步电机的动态数学模型是一个、、的多变量系统。 28、按转子磁链定向和矢量控制变频调速成系统中，在条件下，有电动机转矩与定子电流转矩分量成正比的关系。 29、直接转矩控制系统，在它的转速环里面，利用直接控制电机的电磁转矩。 30、不同电机模型彼此等效的原则是：在不同坐标下所产生的完全一致。 31、按转子磁链定向的矢量控制的意义是定子电流的励磁分量与转矩分量是。
《电力拖动》复习题 1-1、低压电器 1、在交流额定电压以下工作得电器称为低压电器。 2 3、低压电器得电压等级就是多少伏？ 1-2、低压熔断器 4 5、低压熔断器在低压配电设备中,。 6、熔断器在电路中既可作短路保护,又可作过载保护(×) 1-3、低压开关 7 8、 HK系列刀开关可以垂直安装,也可以水平安装。( × ) 9、刀开关安装时,,,(上、下) 10 11、断路器得热脱扣器用作。 12、低压断路器就是开关电器,不具备过载、短路、失压保护功能。(×) 1-4、主令电器 13 14、下列电器属于主令电器得就是( )。 A、断路器 B、接触器 C、继电器 D、位置 开关 15、按下复合按钮时( )。 A、常开触头先闭合 B、常闭触头先断开 C、常开、常闭触头同时动作 D、常开触头先断开 16、为了便于识别与避免误操作,通常用不同得颜色来区分各按钮得作用。含义就是“异常情况” 得颜色就是(黄色 );停止按钮应优先选用(黑色)。 1-5、接触器 17、 18、下面( )不就是接触器得组成部分 A、电磁机构 B、触点系统 C、灭弧装置 D、脱扣机构 19、接触器按主触点通过电流得种类分为直流与交流两种(√) 20、接触器得型号为CJ20-160,其额定电流就是( ) A、20A B、160A C、20-160A 21、接触器得额定电流指得就是线圈得电流(×) 22、交流接触器得铁芯一般用硅钢片叠压铆成,其目得就是。 23、交流接触器为减小振动一般都装有短路环( )。 24、交流接触器铁芯端面装有短路环得目得就是。 25、(铁芯)就是交流接触器发热得主要部件。 26、接触器主触点用以通断(主电路) 27、接触器除用通断大电流电路外,还具有欠电压保护功能。 ( )
第二章 1、数字控制系统的被测转速由 n变为2n时，引起测量计数值改变了 1 一个字，则测速装置的分辩率定义为Q = n-2n。要使系统控制精度越 1 高，则（ B ）2 。 A.Q越大 B.Q越小 C. n越大 D.1n越小 1 2、根据 Shannon 采样定理，采样频率 f应不小于信号最高频率 sam f的( B )倍。2 m ax A. 0.1 B. 2 C. 5 D. 10 3、采样后得到的离散信号本质上是( A ) 信号，还须经过数字量化，即用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将它转换成数字信号，称为数字化。2 A. 模拟 B. 数字 C. 开关 D. 采样 4、PI调节器是拖动控制系统中最常用的一种控制器，在微机数字控制系统中，当采样频率足够高时，可以先按模拟系统的设计方法设计调节器，然后再离散化，就可以得到数字控制器的算法，这就是（ D ）调节器的数字化。2 A.数字 B.自动 C.离散 D.模拟 5、在微机控制系统中，当采样频率足够高时，先按模拟系统的设计方法设计调节器，然后再离散化，得到数字控制器的算法，这就是( 模拟调节器) 的数字化。2 6、图2-1绘出了比例积分调节器的输入输出动态过程，PI调节器的输出电压U c有快速响应性能和消除调速系统的 ( 静差 )。2 图2-1 7、数字PI调节器有位置式和增量式两种算法，下式表述的是差分方程为（位置式）算法。2
()()()1)(-++=k k e k e k u u T K K i sam i p 8、 图2-1为转速反馈控制直流调速系统的动态结构框图，请在上面 圈画出直流电机的模型 2 图2-1 9、比例控制的闭环直流调速系统具有被调量有静差、抵抗扰动、服从给定以及精度依赖于给定和反馈检测精度的三个基本特征。----------------------------------------（ ）2-P31 10、图3-3表示的是额定励磁下交（ 直 ）流电动机的动态结构图。（ ） 2-P28 图3-3 11、调速系统的两个动态 （ 稳态 ）性能指标是“调速范围”和“静差率”。----------------------------------------（ F ）2-P21 12、由下式可知，一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需要静差率的转速可调范围()s S D n n N N -=??1 。 （ T ）2-P23 第三章 1、 直流电机的转矩与电枢电流（ Ｂ ），控制电流就能控制转矩，因此，把直流双闭环调速系统转速调节器的输出信号当作电流给定信号，也就是转矩给定信号。3 A.成反比 B.成正比 C. 相关 D.相等 2、 在双闭环直流调速系统，当ASR 不饱和时，转速环( A )，
《电力拖动控制线路与技能训练》教学大纲及复习习题库 版本：中国电力出版社 主编：程建龙 定价：29.80元 适用班级：13电大二 代课人：田芳于长超 出题人：田芳于长超 制定时间：2014年 审核人：
电力拖动》教学大纲 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。 重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。 第二章直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法了解：直流电动机的结构与原理 重难点：他励直流电动机的基本控制线路 删除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路第三章常用机械的电气控制线路 了解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。 第四章电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除）
电力拖动试题库 重点部分 绪论 一、填空 1、电源分交流电源和（）。 二、名词解释 2、电力拖动 三、简答 3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？ 4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？ 5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？ 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 第一节三相异步电动机的手动正转控制线路 一、填空 6、低压断路器类型品种很多，常用的有（）、框架式、（）、漏电保护式。 7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作（）保护。 8、低压熔断器在使用时（）联在被保护的电路中。 9、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 10、负荷开关一般在照明电路和功率小于（） KW的电动控制线路中。 11、低压断路器又称（）。 13、低压控制电器依靠人力操作的控制电器称为 ( ) 。 14、低压控制电器根据信号能自动完成动作的称为 ( ) 。 15、断路器的文字符号是 ( ) 。 17、熔断器文字符号是（）。 18、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 19、开启式负荷开关文字符号是（）。 20、封闭式负荷开关文字符号是（）。 21、组合开关文字符号是（）。
电力拖动自动控制系统复习（14电气工程本） 一．题型 填空（20）、选择（10）、简答（30）、计算（40） 二．各章节内容提要 （一）绪论——基本概念 1.运动控制系统的组成（电动机、功率放大与变换装置、控制器、相应的传感器）【P1】【填空】 2.直流电机的数学模型简单，转矩易于控制。交流电机具有结构简单等优点，但其动态数学模 型具有非线性多变量强耦合的性质。【P3】【填空】 3.转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。【P5】【填空】 4.典型的生产机械负载转矩特性主要包含恒转矩负载特性、恒功率负载特性、风机与泵类负载 特性。【P5】【填空】 （二）第2章 1．基本概念 （1）直流调速转速公式、方法。【P7】【填空】 公式：方法：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）可控直流电源（G-M系统、V-M系统、PWM变换器）【P9】【填空】 （3）增设平波电抗器来抑制电流脉动，总电感量的计算。【P12】【选择题】 三相桥式 三相半波 单相桥式 （4）失控时间的选择【p15】【选择题】 整流电路形式最大失控时间 单相半波20 10 单相桥式（全波）10 5 三相半波 6.67 3.33 三相桥式 3.33 1.67 ★★★★（5）PWM调速系统的优越性表现【p16】【简答题】 ○1主电路简单，需要的电力电子器件少；
○2开关频率高，电路容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小； ○3低速性能好，稳速精度高，调速范围宽； ○4若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； ○5电力电子器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； ○6直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高 （6）不可逆PWM系统中，γ与ρ的关系。【P17】 γ=ρ （7）泵升电压【P20】【填空题】 对滤波电容充电的结果造成直流侧电压升高 （8）调速系统的稳态性能指标S与D及相互之间的关系。【P21-22】【填空题】 ○1——额定负载时的最高和最低转速 => ○2最低速 => 空载转速 ○3例： ★★★★（9）开环系统与闭环系统比较（4点结论）【P29-30】【简答题】 ○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当要求的静差率一定时，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。 ★★★★（10）闭环系统能减少稳态转速降的实质问题是什么？结合图形分析【P31】【简答题】闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。 （11）反馈控制规律（3点）【P31】【简答题】 ○1比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统 ○2反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定 ○3系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度
《电力拖动自动控制系统》复习题 一、简答题： 1、为什么直流电动机在电力拖动领域中得到了广泛的应用？答：直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。 2、在《电机拖动自动控制系统》课程体系内，为什么非常重视直流拖动控制系统部分？答：直流拖动控制系统在理论和实践上都比较成熟，而且从反馈闭环控制的角度来讲，又是交流拖动系统的基础。 3、直流电动机调速的基本方法有几种？答：调节励磁电压、调节励磁磁通、改变电枢回路电阻 4、直流调速系统用的可控直流电源有哪些种类？答：旋转变流机组、静止可控整流器、直流斩波器和 脉宽调制变换器 5、在直流调速系统内，晶闸管有何缺陷？ 答：（1）晶闸管的单向导电性不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。 （2）晶闸管对过电压过电流和过高的du/dt 和di/dt 都十分敏感，任意指标超过允许值都可能使原件快速损坏。 （3）系统在深度调速状态时，晶闸管的导通角很小，使得系统的功率因数很低，产生较大谐波，引起电网电压畸变，使附近用电设备损坏。 （4）晶闸管依靠反向偏置电压关断，强迫关断电路中电容易失效，从而无法通过充放电提供反压，造成电路失控使晶闸管无法关断。 6、牵引传动系统的基本控制方式有几种类型？ 答：（没找到） 7、V-M 直流调速系统中，晶闸管整流桥的触发角在何范围时系统电功率处于何种状态？答：触发角为 0°- 90°时，晶闸管整流桥处于整流状态，系统输出电功率。 触发角为90°- 180°时，晶闸管整流桥处于逆变状态，系统吸收电功率。 8、V-M直流调速系统中，可能会出现电流断续现象，有何种危害，又有哪些抑制措施？ 答： 危害：电流断续使得系统空载转速很高，机械特性变软；使电动机产生转矩断续，对生产机械不利。 抑制措施：增加整流电路相数、设置平波电抗器、采用反并联可逆线路，形成环流，使电流连续。 9、调速系统的稳态性能指标包括哪些？ 答：调速范围、静差率 10、反馈控制系统的有何作用？答：同开环控制系统相比，闭环反馈控制系统的机械特性硬度提供， 转速平稳；静差率 更小；调速范围更大。 11、为何需要可逆调速系统？ 答：单组晶闸管装置供电的调速系统中，电动机都只是朝着一个方向旋转的，因此只能获得单象限运行，然而许多的生产机械却要求电动机正反转和快速制动，需要四象限运行的 特性，此时必须采用可逆调速系统。
一、填空题（每空1分，共50分） 1、位置开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。 2、除照明和电加热电路外，熔断器一般不宜用作过载保护电气，主要用于短路保护。。 3、要求几台电动机的启动或停止必须按一定的先后顺序来完成的控制方式，叫电动机的顺序控制。 4、能够在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫电动机的多地控制。对多地控制，只要把各地的启动按钮并联、停止按钮串联就可以实现。 5、通常规定：电源容量在180KVA以上，电动机容量在7KW以下的三相异步电动机可以采用直接启动。 6、常见的降压启动方法有四种分别是：定子绕组串电阻降压启动、自耦变压器降压启动、Y-△降压启动、延边三角形降压启动。 7、所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转或限制其转速。制动方法一般有两类：机械制动和电力制动。 8、电力制动常用的方法有反接制动、能耗制动、电容制动和再生发电制动等。 9、在电动机控制线路中，实现短路保护的电器是熔断器和低压断路器。 10、根据工作电压的高低，电器可分为高压电器和低压电器。 11、工作在额定电压交流1200Ｖ及以下或直流1500Ｖ及以下的电器称为低压电器。 12、低压开关一般为非自动切换电器，常用的主要类型有刀开关、组合开关和低压断路器等。 13、熔断器是低压配电网络和电力拖动系统中用作短路保护的电器，使用时串联在被测电路中。 14、熔断器主要由熔体、熔管和熔座三部分组成。 15、接触器按主触头的电流种类，分为交流接触器和直流接触器两种。
16、低压断路器应垂直安装，电源线接在上端，负载线接在下端。 17、交流接触器的触头按通断能力可分为主触头和辅助触头。 18、电路图一般分为电源电路、主电路和辅助电路三部分。 19、电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型两种。 20、三速异步电动机有两套定子绕组，第一套有七个出线端，可作△或YY 连接；第二套绕组有四个出线端，只作Y 形连接。 21、当启动按钮松开后，接触器通过自身的辅助常开触头使其线圈保持得电的作用叫做接触器的自锁。 22、当一个接触器得电动作时，通过其辅助常闭触头使另一个接触器不能得电动作，接触器之间的这种相互制约的作用叫做接触器的联锁。二、判断题（每题1分，共38分） 1．由于直接启动所用设备少，线路简单，维修量较小，故电动机一般都采用直接启动。(×) 2．在安装定子绕组串接电阻降压启动控制线路时，电阻器R产生的热量对其他电器无任何影响，故安装在箱体内或箱体外时，不需采用任何防护措施。(×) 3只要电动机过载，其保护电器热继电器会瞬间动作并切断电动机电源。(×) 4由于热继电器的热惯性大，所以在电动机控制线路中，只适合用作过载保护，不宜作短路保护。 （√） 5．接触器可起欠压、失压保护作用，两者的保护原理是一样的。 (×) 6．对电动机的选择，以合理选择电动机的额定功率最为重要。 （√） 7.开启式负荷开关用作电动机的控制开关时，应根据电动机的容量选配合适的熔
1. 运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，交流调速系统取代直流调速系 统已成为不争的事实。 2. V-M系统：晶闸管整流器一电动机调速系统；SPVWM :电压空间矢量PWM控制 3. 直流PWM调速系统：脉宽调整变换器一直流电动机调速系统； 脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可 变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速 4. 泵升电压：当系统工作在逆变状态时，会对滤波电路中滤波电容进行充电，使电容两端电压升高 5. 静特性：表示闭环系统电动机转速与负载电流(转矩)间的稳态关系 6. 有静差调速系统：在比例控制调速系统中，存在扰动引起的稳态误差； 7. 无静差调速系统：对于积分控制和比例积分控制系统，由阶跃扰动引起的稳态误差为0； 8. 电流截止负反馈：当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控 制转速。 9. 准时间最优控制：在设备物理上的允许条件下，实现最短时间的控制； 10. 双闭环调速系统：在电流、转速反馈控制系统中，从闭环结构上看，由电流环在里面构成的内环和由__________ 转速环在外面构成的外环，两个闭环构成的控制系统称作双闭环调速系统; 11. 可逆调速系统：可以实现电机正反转，具有四象限运行功能的调速系统称为可逆调速系统; __________ 12. 环流的定义：采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时岀现，便会产生 不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流 (1 )静态环流一一两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：直流平均环流一一由晶闸 管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。 瞬时脉动环流一一两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。 (2)动态环流一一仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。 两种抑制环流方法：(1)只要实行> 配合控制就能保证消除直流平均环流。 (2)可在环流回路中串入环流(均衡)电抗器，抑制瞬时脉动环流 13. 双极式控制的桥式可逆PWM变换器有下列优点： (1 )电流一定连续；(2)可使电动机在四象限运行；(3)电动机停止时有微振电流，能消除静磨擦死区； (4)低速平稳性好，系统的调速范围大；(5)低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件 的可靠导通。 14. 转差频率控制系统调速：在转差率S很小的范围内，只要能够维持气隙磁通$ m不变异步电机的转矩 就近似与转差角频率3 S成正比，即在异步电机中，控制转差率就代表了控制转矩。 15. 脉冲宽度调制(PWM )：利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽 度或周期达到变压变频的目的 16. SPWM控制方式：SPWM即以正弦波作为调制信号对载波信号进行调制后，产生一组等幅而脉冲宽 度正比干正弦波的矩形脉冲。将该组脉冲作为逆变器开关元件的控制信号，从而在逆变器负载上(多为异步电动机)得到与控制信号波形相同，等效于正弦波的驱动电压。 17. 电压空间矢量PWM (SVPWM )的基本思想：按空间矢量的平行四边形合成法则，用相邻的两个有效工作矢量合 成期望的输出矢量。 18. 电流截止负前反馈的作用：(1)限流保护(过载自动保护)；(2)加速起动过程。 载流环节的物理实现方法：(1)比较电压法；(2)稳压管法;(3)封锁运放法 19. PID控制器各环节的作用是： (1) 比例环节P :成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一日出现，控制器立即产生控制作用，以便 减少偏差，保证系统的快速性。 (2) 积分环节I :主要用于消除静差，提高系统的控制精度和无差度。
电力拖动自动控制系统复习题
电力拖动自动控制系统复习题 一、填空题 1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。 2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制和转速超调。 3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控制三种。 4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为电流型、电压型两类。 5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方式。 8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制 11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极
性为负反馈、电流反馈极性为负反馈。 12、直流斩波器的几种常见的控制方法：①T不变，变ton——脉冲宽度调制（PWM）；②ton不变，变 T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T都可调，改变占空比——混合型。 13、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、ASR的输出量取决于负载电流。 14. 各种电力拖动自动控制系统都是经过控制电动机转速来工作的。 15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电抗器。 16、在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，一般采用电流截止负反馈。 17、在α＝β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均环流，可用串接环流电抗器抑制。 18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退饱和三种状态。 二、选择题 1. 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A、零； B、大于零的定值
电机与拖动考试试题 （电机与拖动一至三单元） 一、选择题（本大题共50小题，每小题2分，共100分） 1、在380V/220V低压供电系统中，人体发生两相触电时，承受的电压为（） A、220V B、380V C、311V D、600V 2、发现有人触电且出现假死现象，使触电者脱离电源后，应首先（） Ａ、通知有关部门停电Ｂ、立即现场急救并设法联系医生 Ｃ、拨打急救电话等医生救援Ｄ、送触电者去医院诊治 3、关于跨步电压触电，说法正确的是（） A．步距越大，跨步电压一定越大B．离接地点越近，越安全 C．可采取单脚跳方式跳出危险区域D．应迅速跑离危险区域 4、关于试电笔的使用，说法错误的是（） A、能区分相线和中性线 B、能区分直流电的正负极 C、氖管两端电压超过36V就会发光 D、能区分交流电和直流电 5、通常用于剪切电子元件引线的工具是（） A．钢丝钳B．电工刀C．斜口钳D．剥线钳 6、MF47型万用表测量直流电流应从（）刻度线读出测量值 A、从上到下第一条 B、从上到下第二条 C、从上到下第三条 D、从上到下第四条 7、下列关于钳形电流表的说法正确的是（） A、测量电流时应将导线放入钳口内偏下的位置 B、可以用来测量裸导线的电流 C、钳形电流表利用自感原理进行测量 D、若事先不能确定被测电流的大小，应首先选用较大的量程测量 8、关于兆欧表的使用，说法错误的是（） A．测量前应合理选择电压等级B．严禁测量带电设备的绝缘电阻 C．短路测试时转速必须为120r/min D．与被测设备的连接线应为单股线 9、工作在电源中性点已接地的三相四线制供电系统中的某台电器应采用（） A、工作接地 B、重复接地 C、保护接零 D、保护接地 10、复合按钮是一种常用的主令电器，按下按钮时动作特点是（） A．动断触点先断，动合触点再合B．动合触点先合，动断触点再断 C．动断触点、动合触点一齐动作D．动作具有随机性 11、某三相电动机的额定电流为12A，现用按钮、接触器控制，其主电路的熔断器应选（） A．RL1-60/15 B．RL1-60/30 C．RL1-60/40 D．RL1-60/60 12、热继电器的辅助触点应（） A．串联在控制电路中B．并联在主电路 C．并联在控制电路中D．串联在主电路中 13、交流接触器线圈电压过低会烧毁的部件是（） A.主触点 B.线圈 C.动合辅助触点 D.动断辅助触点 14、DZ5-20型低压断路器中，能提供过载保护的元件是（） A、热脱扣器 B、电磁脱扣器 C、欠压脱扣器 D、失压脱扣器 15、变压器中起传递电能作用的是（） A、电压 B、电流 C、主磁通 D、漏磁通 16、双绕组变压器的绕组特点是（） A、高压绕组匝数多，线径细 B、低压绕组匝数多，线径细
电力拖动自动控制系统期末考试复习 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
电力拖动自动控制系统复习（14电气工程本） 一．题型 填空（20）、选择（10）、简答（30）、计算（40） 二．各章节内容提要 （一）绪论——基本概念 1.运动控制系统的组成（电动机、功率放大与变换装置、控制 器、相应的传感器）【P1】【填空】 2.直流电机的数学模型简单，转矩易于控制。交流电机具有结构 简单等优点，但其动态数学模型具有非线性多变量强耦合的性 质。【P3】【填空】 3.转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重 要。【P5】【填空】 4.典型的生产机械负载转矩特性主要包含恒转矩负载特性、恒功 率负载特性、风机与泵类负载特性。【P5】【填空】 （二）第2章 1．基本概念 （1）直流调速转速公式、方法。【P7】【填空】 公式：n=U U?U U U 方法：1）调节电枢 U UΦ 供电电压U； 2）减
弱励磁磁通Φ； 3）改变电枢回路电阻R （2）可控直流电源（G-M系统、V-M系统、PWM变换器）【P9】【填空】 （3）增设平波电抗器来抑制电流脉动，总电感量的计算。【P12】【选择题】 三相桥式L=0.693U2 U UUUU 三相半波L=1.46U2 U UUUU 单相桥式L=2.87U2 U UUUU （4）失控时间的选择【p15】【选择题】 ★★★★（5）PWM调速系统的优越性表现【p16】【简答题】○1主电路简单，需要的电力电子器件少； ○2开关频率高，电路容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小； ○3低速性能好，稳速精度高，调速范围宽； ○4若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；
判断题 采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√）只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√）直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 静差率和机械特性硬度是一回事。（×） 使用PI调节器构成的无静差调速系统稳态精度不受反馈检测装置的影响。 电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压的大小并非仅取决于速度给定的大小。（√） 转速、电流反馈控制无静差可逆调速系统稳态时电力电子装置控制电压的大小取决于电流调节器输入信号的大小。（×） 反馈控制系统的精度只取决于给定的精度。（×） 双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（×） 对于有环流可逆V-M系统，在一般情况下允许两组晶闸管同时处于整流状态。（×）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。（×） 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。（√） 双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（×） 与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（×） α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√） α=β配合工作制的有环流可逆调速系统的正向制动过程中，转速调节器饱和，电流调节器不饱和。（×） 转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（×） 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 闭环系统可以改造控制对象。（√） 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。 V-M系统中平波电抗器的电感量一般按照额定负载时保证电流连续的条件来选择。（×）直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（√） 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（×） 电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（√）
华侨大学08-09学年第二学期期末考试 《电力拖动》试卷（A ） 班级 姓名 学号 得分 一 解答题（本大题共56分，每小题4分） 1、在电力拖动系统的分析中，可以将一个复杂的多轴电力拖动系统用一个简单的单轴系统来等效，并使两者的动力学性能保持不变。如图所示，将一个两轴电力拖动系统等效成单轴系统，请写出等效后的单轴系统中J 、T L 的表达式。 答： L L L T T ωω' = 2 L e L ()J J J ωω =+ 2、请写出电力拖动系统中运动方程式的一般形式，并说明公式中的各量正方向如何规定及其电动机的工作状态的判断方法。 答：（1）2375Z GD dn T T dt -= （2）转矩T 正向取正，反向取负；阻转矩T Z 正向取负，反向取正。 （3）T>T Z ,加速；T=T Z ,等速；T 3、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？下图中1、2、3分别为3种情况下的电动机机械特性，试说明3种情况下，电动机带动负载T L时，能否稳定运行？ 答：电力拖动系统稳定运行条件：①电机特性与负载特性存在交点；②在交点所对应的转速之上T 电拖整理 第一章： 1.运动控制系统组成：电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器 2.恒转矩负载包括位能性和反抗性、恒功率负载、风机及泵类负载。看P5的图 第二章： 一．V—M系统 1、V-M系统（晶闸管整流器—电动机调速系统）原理图，P10，图2-1 优点：通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲相位改变可控整流器平均输出直流电压Ud，实现直流电动机的平滑调速，功率放大倍数高，控制简单，响应时间快，功耗小。 公式2-1,2-2 2.V—M系统中，抑制电流脉动：增加整流电路相数或多重化技术、选择电感量足够大的平波电抗器 3、P13 公式2-7，图2-5 P14，公式2-10，图2-7 4、可将晶闸管触发与整流装置看成一个纯滞后环节，由晶闸管的失控时间引起。最大失控时间是两相邻自然换相点间的时间。公式2-11 二．直流PWM变换器—电动机系统 1、相比V-M的优越性：主电路简单、开关频率高、功耗小、低速性能好、调速范围宽、抗干扰强、 2、P16，公式2-15，图2.11，理解各个阶段开动器件及电流流向及此时电动机状况 3、P19，公式2-20,2-21，2-23 4、直流PWM调试系统由于二极管整流器的单向导电性，电能不能回送电网，只能向滤波电容充电，造成泵升电压应适当选择电容的电容量，以免元件被击穿 三、稳态调速性能能指标及直流调试系统的机械特性 1.稳态性能指标:调速范围P21公式2-25 静差率P22图2-25静差率一最低速是所能达到的数值为准D与S的矛盾关系 2、P22 公式2-28例题2-1 3、直流调速系统机械特性：P24 公式2-31例题2-2 四、转速反馈控制的直流调速系统（减小转速降落、降低静差率、扩大调速范围） 1、P25 图2-18 公式2-32 K值计算图2-19 2、将图2-19对比图2-23，了解各个环节数学模型公式2-42,2-43 3、为什么存在过电流问题：P47 由于转速反馈控制的直流调速系统突给电压时，由于惯性作用，转速不能马上建立，反馈电压为零，放大器和变换器的惯性都很小，电枢电压达到最大，相当于全压启动，造成过流，或者由于堵转。由此进入电流截止负反馈。P48 图2-41 可限流原因见P47第一段 五、比例控制的直流调速系统（很重要） 1、P29，公式2-47，对比2-46不同公式2-48,2-49,2-50 1．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 A．PID B．PI C．P D．PD 2．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,静差率 A．越小B．越大C．不变D．不确定 3．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是 A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速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 A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制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 6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度 A．越高B．越低C．不变D．不确定 7．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 8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括 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 11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是 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 12．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是 A．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 13．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的 A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波 14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是 A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合 15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是 A．故障保护B．PWM生成C．电流调节D．转速调节 16．比例微分的英文缩写是 A．PI B．PD C．VR D．PID 17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准 A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度20．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 21．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 22．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 《电力拖动与控制线路》期末复习题（一） （参考答案） 班级：姓名： 一、写出下列元器件的图形符号及文字符号 二、简答题 1、电力拖动有哪些组成部分？ 答：电力拖动是电动机拖动生产机械运转的统称。它通常由电动机、控制电路、保护电器与生产机械及传动装置组成。 2、试解释正反转控制线路中联锁触头怎样放置，其作用是什么？ 答：在正反转控制电路中，为了避免接触器KM1和KM2的主触点同时闭合而造成电源的相间短路，就在正转控制电路中串接了反转接触器KM2的常闭触点，而在反转控制电路中串接了正转接触器KM1的常闭触点。这 样，当KM1得电动作时，串接在反转控制电路中的KM1常闭触点分断，切断了反转控制电路，保证了KM1主触点闭合时，KM2主触点不能闭合。同样，当KM2得电动作时，其KM2的常闭触点分断，切断了正转控制电路，从而可靠地避免了两相电源短路事故的发生。 3、电力拖动中，在主电路上已安装了熔断器进行了保护，为什么还要装热继电器？ 答：电力拖动中，在主电路中安装熔断器是为了对电路进行短路保护，而安装热继电器是为了对电动机进行过载保护。由于热继电器与熔断器在控制电路中所起作用不同，不能互相替代，所以在电路中已安装了熔断器进行短路保护，还要安装热继电器对电动机进行过载保护。 4、下图是电动机接线盒内接线桩的实际布置图，画出电动机Y形接法及△接法的连接方法。 三、分析与改正 试分析图中各电路的错误，工作时会出现什么现象？如何改进？ 四、常用低压电器选择（要求能根据不同的电动机功率进行选择） 某机床电动机型号为Y-132M-2，额定功率为7.5KW，额定电压为380V，额定电流14.32A，△联结，启动电流为额定电流的6倍，现用按钮和接触器控制其单向运转，并有过载保护装置和短路保护装置熔断器。 （1）画出该电路图。 （2）应选用什么规格的熔断器、接触器，并确定热继电器的整定值。 （注：熔断器熔体额定电流等级有15、20、25、30、35、40、50A等；交流接触器规格有CJ10-10，CJ10-20，CJ10-40等） 答：(1) 控制电路图如下： 电力拖动控制系统期末复习题 1、画出它励直流电动机供电原理图，推导出给定电压Ud0与电机转速之间的数学方程式。（ 2、 写出单闭环转速负反馈控制系统的转速方程式，并解释为什么闭环控制系统可以减少稳态速降？那个参数的变化可以使稳态速降降 低很多？ 由于闭环的原因，使系统的稳态转速降落比开环系统降低了（1+K ）倍（1.5分），K 值的增加可以是稳态转速降落降低很多。 3、用开环与闭环转速与电枢电压的方程式解释，在直流电动机调速系统中，为什么闭环系统 的机械特性比开环的硬？ 4、推导出它励直流电动机，给定电压Ud0与电机转速之间的数学方程式，并解释负载电流变化对转速的影响。它励直流电动机的调速原理？电路原理图？数学方程式？ 解： 由上式看出：当负载变化时，负载电流Id 将随着变化，Id 增大使△nOP 增大，n 减小， Id 减小使△nOP 减小，n 增大，△nOP 为转速降落。 5、分别写出开环系统的调速范围、静差率和闭环系统的调速范围、静差率，写出两种系统调 速范围、静差率之间 的关系。（5分） 开环时的调速范围 闭环时的调速范围 二者之间的关系 开环调速范围和闭环调速范围的关系， 开环系统和闭环系统的静差率分别为： ) 1(op N op s n s n D -?= ) 1(c N c s n s n D l l -?=op c )1(D K D l +=op c )1(D K D l +=l l n n K C RI K C U K K n c c 0e d e * n s p ) 1() 1(?-=+- += op op 0e d 0d n n C R I U n ?-=-=op op 0e d e * n s p e d 0d n n C RI C U K K C R I U n ?-=-=-=电拖期末复习整理
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