自动控制系统复习题1文档格式.docx

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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（）。

A.限流B.分压C.抑制泵升电压

问题1-19：

某闭环调速系统的调速范围是1500～150r/min，要求系统的静差率

，那么系统允许的静态速降是（）。

A.3.06r/minB.4r/minC.4.13r/min

问题1-20：

采用PI调节器的转速、电流双闭环调速系统，若要改变电动机的转速，应调节（）。

A.调节器放大系数B.给定电压C.负载

问题1-21：

在伯德图上，截止频率越高，则系统的（）。

A.稳定性越好B.快速性越好C.稳态精度越高

问题1-22：

在可逆运行系统当中，抑制瞬时脉动环流措施为（）。

A.采用均衡电抗器B.采用平波电抗器C.采用α=β配合控制

问题1-23：

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

问题1-24：

关于变压与弱磁配合控制的直流调速系统中，下面说法正确的是（）。

A当电动机转速低于额定转速时，变压调速，属于恒转矩性质调速。

B当电动机转速高于额定转速时，变压调速，属于恒功率性质调速。

C当电动机转速高于额定转速时，弱磁调速，属于恒转矩性质调速。

D当电动机转速低于额定转速时，弱磁调速，属于恒功率性质调速。

问题1-25：

在晶闸管反并联可逆调速系统中，

配合控制可以消除（）。

A直流平均环流B静态环流C瞬时脉动环流D动态环流

问题1-26：

在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联可逆调速电路中，为了限制环流，需要配置环流电抗器的数量分别是（）。

A1个和2个B2个和1个C2个和4个D4个和2个

问题1-27：

交流异步电动机采用调压调速，从高速变到低速，其转差功率（）。

A不变B全部以热能的形式消耗掉了C大部分回馈到电网中

问题1-28：

异步电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量（）。

A随调速范围的增大而增大B随调速范围的增大而减小

C与调速范围无关D与调速范围有关，但关系不确定

问题1-29：

在恒压频比控制（即

=常数）的变频调速系统中，在基频以下变频调速时进行定子电压补偿，其目的是（）。

A维持转速恒定B维持定子全磁通恒定

C维持气隙磁通恒定D维持转子全磁通恒定

问题1-30：

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

问题1-31：

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

问题1-32：

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

问题1-33：

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（D）

A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速

问题1-34：

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

问题1-35：

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（C）

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

问题1-36：

无静差单闭环调速系统，稳态时，转速的给定值与反馈值相同，此时调节器的输出（D）。

A、为0B、正向逐渐增大

C、负向逐渐增大D、保持恒定终值不变

问题1-37：

下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是（C）。

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

问题1-38：

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

问题1-39：

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

问题1-40：

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

问题1-41：

双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct的大小取决于（C）。

A、IdlB、nC、n和IdlD、α和β

二、填空题

问题2-1：

转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是、和。

①饱和非线性控制

ASR饱和，转速环开环，恒值电流调节的单闭环系统；

ASR不饱和，转速环闭环，无静差调速系统.

②准时间最优控制：

恒流升速可使起动过程尽可能最快.

③转速超调：

只有转速超调才能使ASR退饱和.

问题2-2：

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。

电流环按典型Ⅰ型系统设计，抗扰能力稍差，超调小。

问题2-3：

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系统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。

问题2-4：

调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。

问题2-5：

反馈控制系统的作用是：

抵抗扰动，服从给定。

问题2-6：

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。

问题2-7：

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。

问题2-8：

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。

问题2-9：

SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。

问题2-10：

常见的转速检测装置有测速发电机、、电磁脉冲测速器.

问题2-11：

常用的可控直流电源有旋转变流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。

问题2-12：

电流截止负反馈的作用是。

问题2-13：

静态环流可以分为直流平均环流和。

问题2-14：

自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的和对扰动输入信号的抗扰性能指标。

问题2-15：

PWM变换器可以通过调节来调节输出电压。

问题2-16：

PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和。

问题2-17：

转速单闭环直流控制系统可以通过引入环控制以提高系统动态性能。

问题2-18：

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、饱和、退饱和三种情况。

问题2-19：

某直流调速系统电动机的额定转速为nN=1430r/min，额定速降为115r/min，要求静差率s≤30%，则系统允许的最大调速范围为。

问题2-20：

无静差直流调速系统的实质是调节器包含环节。

问题2-21：

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，部分能迅速响应控制作用。

问题2-22：

转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用联接，其中转速反馈极性为、电流反馈极性为。

问题2-23：

电流调节器可以对电网电压的波动起的作用。

问题2-24：

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、ASR的输出量取决于。

问题2-25：

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。

问题2-26：

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。

问题2-27：

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。

问题2-28：

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。

问题2-29：

VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制

问题2-30：

直流斩波器的几种常用的控制方法：

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。

问题2-31：

各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。

问题2-32：

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。

问题2-33：

在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用电流截止负反馈。

问题2-34：

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。

三、判断题

问题3-1：

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。

（√）

问题3-2：

闭环系统的静特性可以比开环系统硬得多。

问题3-3：

反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。

问题3-4：

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。

问题3-5：

微机数字调速系统中，采样频率应不小于信号最高频率的2倍。

问题3-6：

问题3-7：

改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。

问题3-8：

当闭环系统开环放大系数大于系统的临界放大系数时，系统将稳定。

（×

）

问题3-9：

在电机调速控制系统中，系统无法抑制电机励磁电压变化的扰动。

（√）

问题3-10：

控制系统能够正常运行的首要条件是准确性。

问题3-11：

开环系统的静特性可以比闭环系统硬得多。

问题3-12：

一般的间接变频器中，逆变器起调频与逆变作用。

）

问题3-13：

无静差调速系统中，调节器一般采用PI调节器调节器。

四、名词解释题

问题4-1：

G-M系统

G-M系统：

交流电动机拖动直流发电机G实现变流，由直流发电机给需要调速的直流电动机M供电，调节G的励磁电流及改变其输出电压，从而调节M的转速。

优点：

在允许转矩范围内四象限运行。

缺点：

设备多，体积大，费用高，效率低，有噪音，维护不方便。

问题4-2：

PFM

脉冲频率调制（PFM），晶闸管工作在开关状态，晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上；

晶闸管关断时，直流电源与电动机断开；

晶闸管的导通时间不变，只改变开关频率f或开关周期T（即调节晶闸管的关断时间t0ff）就可以调节电机电压，从而进行调速。

问题4-3：

V—M系统

晶闸管，工作在相位控制状态，由晶闸管可控整流器V给需要调速直流电动机M供电，调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变整流器V的输出电压，从而调节直流电动机M的转速。

经济性和可靠性提高，无需另加功率放大装置。

快速性好，动态性能提高。

只允许单向运行；

元件对过电压、过电流、过高的du/dt和di/dt十分敏感；

低速时易产生电力公害：

系统功率因数低，谐波电流大。

问题4-4：

串级调速

问题4-5：

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

问题4-6：

ASR

转速调节器

问题4-7：

测速方法的分辨率

问题4-8：

PWM

脉冲宽度调制（PWM），晶闸管工作在开关状态，晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上；

这样通过改变晶闸管的导通时间（即调占空比ton）就可以调节电机电压，从而进行调速。

PWM调速系统优点：

系统低速运行平稳，调速范围较宽；

电动机损耗和发热较小；

系统快速响应性能好，动态抗扰能力强；

器件工作早开关状态，主电路损耗小，装置效率较高。

PWM调速系统应用：

中、小功率系统

问题4-9：

直接转矩控制

问题4-10：

调速范围

电动机提供的最高转速与最低转速之比

问题4-11：

ACR

电流调节器

问题4-12：

测速误差率

五、简答题

问题5-1：

电机的分类？

①发电机（其他能→电能）直流发电机

交流发电机

②电动机（电能→其他能）直流电动机：

有换向器直流电动机（串励、并励、复励、他励）

无换向器直流电动机（又属于一种特殊的同步电动机）

交流电动机：

同步电动机

异步电动机：

鼠笼式

绕线式

伺服电机

旋转变压器

控制电机自整角机

力矩电机

测速电机

步进电机（反应式、永磁式、混合式）

问题5-2：

衡量调速系统的性能指标是哪些？

①调速范围D=nmax/nmin=nnom/nmin

②静差率S=△nnom/n0*100%

对转差率要求高，同时要求调速范围大（D大S小）时，只能用闭环调速系统。

③和负载匹配情况：

一般要求：

恒功率负载用恒功率调速，恒转矩负载用恒转矩调速。

问题5-3：

请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点，并说明今后电力传动系统的发展的趋势.

*直流电机调速系统

调速范围广，易于实现平滑调速，起动、制动性能好，过载转矩大，可靠性高，动态性能良好。

有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；

换向产生火花，使用环境受限；

结构复杂，容量、转速、电压受限。

*交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）

异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉，使用环境广，运行可靠，便于制造大容量、高转速、高电压电机。

大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。

调速性能比直流电机差。

*发展趋势：

用直流调速方式控制交流调速系统，达到与直流调速系统相媲美的调速性能；

或采用同步电机调速系统.

问题5-4：

直流电机有哪几种？

直流电机调速方法有哪些?

请从调速性能、应用场合和优缺点等方面进行比较.哪些是有级调速？

哪些是无级调速？

直流电动机中常见的是有换向器直流电动机，可分为串励、并励、复励、他励四种，无换向器直流电动机属于一种特殊的同步电动机。

根据直流电机的转速公式，调速方法有变压调速、变电阻调速和变转差率调速。

调压调速：

调节电压供电电压进行调速，适应于：

U≤Unom，基频以下，在一定范围内无级平滑调速。

弱磁调速：

无级，适用于Φ≤Φnom，一般只能配合调压调速方案，在基频以上（即电动机额定转速以上）作小范围的升速。

变电阻调速：

有级调速。

变转差率调速：

无级调速。

问题5-5：

调速系统的静态性能指标有哪些？

它们是怎么定义的？

它们之间有什么关系？

问题5-6：

什么是调速范围D？

什么是静差率S，两者的关系如何？

用什么方法可以使调速系统满足D大S小的控制要求？

②静差率S=△nnom/n0*100%

问题5-7：

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=nmax/nmin=nnom/nmin和静差率S=△nnom/n0*100%

②稳定性指标：

伯德图（对数幅频特性和对数幅频特性）

问题5-8：

转子位置检测的方法有哪几种？

选择其中1～2种进行论述它们的工组原理和特点及其应用场合？

①自整角机（角位移传感器，成对应用：

发送机与指令轴相连，接收机与执行轴相连）

②旋转变压器（一种特制的两相旋转电机，在定子和转子上各有两套在空间上完全正交的绕组。

当转子旋转时，输出电压与转子角呈一定的函数关系，主要作角度传感器）。

③感应同步器（圆形感应同步器用来测角位移，用于转台（立式车床）的角度数字显示和精确定位。

直线式形感应同步器用来测直线位移，安装在具有平移运动的机床上用来测量刀架的位移并构成闭环系统。

④光电编码盘分增量式绝对式两种

增量式光电编码盘实际是一个光电脉冲发生器和一个可逆计算器。

绝对式光电编码盘则是通过读取码盘的图形来表示轴的位置，码制可选二进制、二-十进制（BCD码）、和循环码（格雷码）。

具体工作原理见（陈伯时主编.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社）P154-163

问题5-9：

什么是检测误差、原理误差和扰动误差？

哪些无法克服？

哪些能克服？

①检测误差：

由检测产生的误差，它取决于检测元件本身的精度，位置随动系统中常用的位置检测元件如自整角机、旋转变压器、感应同步器等都有一定的精度等级，系统的精度不可能高于所用位置检测元件的精度。

检测误差是稳态误差的主要部分，这是系统无法克服的。

②原理误差：

又称系统误差，它是系统自身的结构形式、系统特征参数和输入信号的形式决定的，Ⅰ型系统只对位置输入是无静差的随动系统（一阶无差系统）；

Ⅱ型系统对位置输入和速度输入都是无静差的随动系统（二阶无差系统）。

③扰动误差分负载扰动、系统参数变化、噪声干扰三种。

*负载扰动（恒值负载扰动和随机性负载扰动），在抵抗负载扰动能力方面，Ⅱ型系统比Ⅰ型系统好。

*系统参数变化（放大器零漂、元件老化、电源电压波动等）

负载扰动和系统参数变化都作用在系统的前向通道上，可通过闭环予以抑制。

*噪声干扰（经检测装置混入系统，一般多为高频成分，其频谱与输入信号频谱不重叠，可滤除，但影响快速性和系统动态精度）

问题5-10：

位置随动系统解决的主要问题是什么？

试比较位置随动系统与调速系统的异同。

①位置随动系统解决的主要问题是实现执行机构对位置指令（给定量）的准确跟踪。

随动系统一般称伺服系统

②位置随动系统与调速系统的相同点：

两者的控制原理相同，它们都是反馈控制系统，即通过对系统的输出量与给定量进行比较，组成闭环控制。

③位置随动系统与调速系统的相异点：

调速系统的给定量是恒值，不管外界扰动情况如何，希望输出能够稳定，因此系统的抗扰性能显得十分重要。

位置随动系统中的位置指令是经常变化的，是一个随机变量，要求输出量准确跟踪给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性、准确性成了位置随动系统的主要特征。

位置随动系统在结构上往往比调速系统复杂一些。

位置随动系统可以在调速系统的基础上增加一个位置环，位置环是位置随动系统的主要结构特征。

问题5-11：

什么是串联校正、并联校正和复合控制？

试举例说明它们的使用场合。

①串联校正（调节器校正），采用PID校正的单位置环随动系统，可以得到较高的截止频率和对给定信号的快速响应，结构简单。

由于不使用测速机，从而排除了测速机带来的干扰，但反过来又使摩察、间隙等非线性因素不能很好地受到抑制。

负载扰动也必须通过位置环进行调节，没有快速的电流环及时补偿而使动态误差增大。

同时PID调节器是采用比例微分超前作用来对消调节对象中的大惯性，属于串联校正，常会因放大器的饱和而削弱微分信号的补偿强度，还会因控对象参数变化而丧失零极点对消的效果。

因此单位置环的随动系统仅适用于负载较轻，扰动不大，非线性因素不太突出的场合。

②并联校正

在调速系统中引入被调量的微分负反馈是一种很有效的并联校正，在随动系统中经常采用这种并联校正，有助于抑制振荡、减小超调，提高系统的快速性。

在位置随动系统中转速微分负反馈的并联校正比转速反馈的并联校正好，因为它不需增大K1就可以保证原有的稳态精度，而快速性同样可以得到一定程度的提高，只受到小时间常数及测速发电机信号中噪声干扰的限制。

③复合控制

当随动系统输入信号的各阶导数可以测量或者可以实时计算时，利用输入信号的各阶导数进行前馈控制构成前馈控制（开环控制）和反馈控制（闭环控制）相结合的复合控制，也是一种提高系统稳态和动态品质指标的有效途径。

问题5-12：

什么是环流？

它是怎样产生的？

它的二重性的含义是什么？

问题5-13：

在双闭环调速系统中，如果转速负反馈断线，能否调速，为什么？

此时电动机在最高转速时受什么限制？

问题5-14：

电流截止负反馈起到什么作用的，其工作原理是什么？

问题5-15：

双闭环直流调速系统的启动过程有什么特点？

问题5-16：

电压负反馈调速系统中，当电网电压，放大器的放大倍数，电动机的电枢电阻，电动机的磁通，电压反馈系数等发生变化时，问系统对它们有无调节功能？

问题5-17：

有环流可逆系统和无环流可逆系统相比较，有何优缺点？

问题5-18：

什么是静态环流？

什么是动态环流？

问题5-19：

双闭环PWM直流调速系统中，属于PWM调速系统特有的控制电路有哪些？

它们在系统中分别起何作用？

问题5-20：

闭环调速系统的静态性表示哪两者之间的