护理学基础自学指导书文档格式.docx
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C、转速下降，机械特性曲线变软。
D、转速上升，机械特性曲线变硬。
（4）直流电动机减弱励磁磁通调速特性（）
（5）直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（
）中。
A、电枢绕组B、励磁绕组C、电枢绕组和励磁绕组
（6）如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压升高（
）。
A、20%B、大于20%C、小于20%。
（7）直流电动机拖动电路，为了克服电流的波动或不连续，可在电枢回路中串接（）。
A、限流电阻B、电容器
C、滤波器D、平波电抗器
（8）工作中测速发电机的电枢电压与转速（），并将测速发电机电枢电压的一部分Uf反馈到系统的输入端，与给定电压Ug进行比较，以其差值ΔU＝Ug-Uf来控制放大器，从而达到控制电动机转速的目的。
A、正比B、反比C、平方成正比D、平方成反比
（9）有些生产机械的直流电动机可能会遇到堵转的情况，闭环系统特性很硬，若无限流措施，电流会大大超过允许值。
所以应采用（）保护。
A、过电流继电器B、电流截止负反馈
C、快速熔断器D、热继电器
多选题：
（1）直流电动机的调速的方法有（）
A、调节电枢供电电压。
B、减弱励磁磁通。
C、改变电枢回路电阻。
D、改变电枢绕组的极性。
（2）开环系统机械特性和闭环系统静特性比较（）
A、闭环系统静特性可以比开环机械特性硬的多；
B、闭环系统静特性可以比开环机械特性软的多；
C、闭环静差率小得多；
D、闭环静差率大得多；
E、静差率一定时，闭环系统可比开环系统有更大的调速范围
6、课后作业题：
（1）衡量调速系统的性能指标是哪些？
（2）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.
（3）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？
（4）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。
第二章转速、电流双闭环直流调速系统
在双闭环调速系统中，电动机、晶闸管整流装置、触发装置都可按负载的工艺要求来选择和设计。
根据生产机械和工艺的要求提出系统的稳态和动态性能指标，而系统的固有部分往往不能满足性能指标要求，所以需要设计合适的校正环节来达到。
16学时
A、闭环调速系统组成P10
B、单闭环调速系统的基本特征P12
C、电压负反馈调速系统P16
D、电流正反馈的调速系统P17
（1）单闭环调速系统的基本特征
（2）电压负反馈调速系统
（3）无静差调速系统
（1）转速、电流双闭环调速系统从闭环结构上看（）
A、电流调节环是内环；
转速调节环是外环。
B、电流调节环是外环；
转速调节环是内环。
C、电流调节环、转速调节环是内环。
D、电流调节环、转速调节环是外环。
（1）双闭环直流调速系统的起动过程特点（）
A、饱和非线性控制
B、转速超调
C、准时间最优控制（有限制条件的最短时间控制）
（2）双闭环调速系统主要扰动源（）
A、负载变化B、电源电压变化
C、电流变化D、转速变化
（3）双闭环调速系统转速调节器的作用（）
A、速度调节B、抗扰作用
C、限制电机最大电流D、过流自动保护作用
（4）双闭环调速系统电流调节器的作用（）
A、跟随作用B、抗扰作用
C、加快动态过程D、过流自动保护作用
判断题：
（1）（）采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
（2）（）要得到好的动态性能，必须控制好转矩，即控制好电流。
（3）（）电流截止负反馈环节只是用来限制电流的冲击，并不能很好地控制电流的动态波形。
（4）（）按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。
（5）（）起动过程，只有电流负反馈，没有转速负反馈。
稳态时，只有转速负反馈，没有电流负反馈。
（6）（）PI调节器未饱和时，其输出量的稳态值是输入的积分，最终使PI调节器输入为零，才停止积分。
（7）（）双闭环系统中，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，抗扰性能大有改善。
简答：
（1）在转速、电流双闭环调速系统中转速调节器有那些作用？
其输出限幅值应按什么要求来整定？
电流调节器有哪些作用？
其输出限幅值又应如何整定？
（2）为抑制零漂，通常在PI调节器的反馈回路中并联一个高阻值的电阻。
试分析这对闭环调速系统的影响。
（3）在突加给定启动时，转速调节器退饱和超调的条件是什么？
在给定积分器启动时，转速调节器是否存在退饱和超调现象?
（4）闭环系统的静特性优于开环系统的机械特性，表现在哪些方面。
第三章直流调速系统的工程设计方法
工程设计的原则是在一定的条件下将实际高价调速系统化简为低价系统，然后根据动静控制指标校正成典型系统。
A、带给定滤波的双闭环直流调速系统结构P58
B、电流环的等效闭环传递函数P59
C、电流控制器的设计P27
（1）电流控制器的设计
（2）转速环设计
（
）1、
电压负反馈调速系统，在低速运行时容易发生停转现象，主要原因是电压负反馈太强。
）2、有静差调速系统是依靠偏差进行调节；
无静差调速系统是依靠偏差的积累进行调节的。
）3、自动调速系统采用PI调节器，因它既有较高的静态精度，又有较快的动态响应。
）4、削除直流环流的典型办法是：
α=β=90°
工作制。
）5、转速超调是速度调节器退出饱和的唯一方式。
）6、及时抑制电压扰动是双环调速系统中电流调节器作用之一。
）7、矢量变换控制是将静止坐标系所表示的电动机矢量变换到以气隙磁通或转子磁通定向的坐标系。
）8、无静差调速系统是指动态有差而静态无差。
）9、单闭环直流调速系统，突加给定信号启动时，限制电流冲击的方法是电流截止负反馈。
）10、安装均衡电抗器是削除脉动环流的办法。
）11、自动调速系统采用PI调节器，因它既有较高的静态精度，又有较快的动态响应。
）12、转速超调是速度调节器退出饱和的唯一方式。
）13、及时抑制电压扰动是双环调速系统中电流调节器作用之一。
）14、电流截止负反馈是一种只在调速系统主电路过电流下起负反馈调节作用的环节，用来限制主回路过电流。
）15、调速范围满足一定的静差率条件，同理，静差率是在满足一定的调速范围条件下讲的。
）16、无静差调速系统，比例调节器的输出电压与输入电压成正比。
）17、若理想空载转速相同，直流调速闭环系统的静差率只有开环系统静差率的
）18、在转速，电流双闭环控制系统中，引入电流内环的目的是实现时间准时间最优控制。
）19、在转速单闭环调速系统中，转速调节器采用比例、积分控制器，则该系统是转速无静差系统
）20、在转速单闭环调速系统中，转速调节器采用比例控制器，则该系统是转速无静差系统。
第四章可逆调速系统
晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统，又称静止的Ward-Leonard系统），图中VT是晶闸管可控整流器，通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压Ud，从而实现平滑调速。
A、可逆直流调速系统：
P73
B、静态环流：
P77
C、逻辑无环流系统：
P83
（1）逻辑无环流系统
（2）可控环流的可逆调速系统组成的特点
（3）错位无环流系统与逻辑无环流系统的区别
（1）用晶闸管变流装置给直流电动机的电枢供电时，一般有（）种可逆运行方案。
A、1B、2C、3D、4
（2）用晶闸管开关切换的可逆线路适用于（）
A、不需要经常和快速正反转的生产机械
B、中小容量的可逆系统
C、频繁快速启动、制动的中小容量的生产机械
D、轻载或空载生产机械
（3）当可逆线路在一定的控制角下稳定时所出现的环流叫做（）。
A、动态环流B、静态环流C、间接环流
（1）晶闸管-电动机系统的可逆线路有（）方式。
A、电枢反接可逆线路
B、励磁反接可逆线路
C、逻辑无环流线路
D、可控环流的可逆调速线路
（2）励磁反接可逆线路实现直流电动机正反转的方案（）
A、用接触器切换励磁电流的可逆线路
B、晶闸管开关切换磁场的可逆线路
C、两套晶闸管装置反并联励磁反接可逆线路
D、电枢电压可逆线路
（3）有环流可逆系统的优点（）
A、制动过程完全衔接
B、启动过程完全衔接
C、不需要添置环流电抗器
D、适用于快速正反转的系统
（4）有环流可逆系统的缺点（）
A、晶闸管等元件的负担加重
B、启动过程不能完全衔接
C、需要添置环流电抗器
D、不适用于快速正反转的系统
（1）（）可逆直流调速系统，即在直流电力传动系统中，能够改变直流电动机转矩方向的系统。
（2）（）环流是指不流过电动机或其他负载，而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流。
（3）（）当可逆线路在一定的控制角下稳定工作时，所出现的环流叫做静态环流。
（4）（）稳态运行时并不存在，只在系统处于过渡过程中出现的环流，叫做动态环流。
（5）（）可控环流可逆系统可分为采样R、C环流控制环节的可控环流系统和交叉电流负反馈可控环流系统。
（6）（）逻辑无环流可逆调速系统中保留平波电抗器，保证稳定运行时电流波形连续。
第五章PWM直流调速系统
自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制（PWM）的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，即直流PWM调速系统。
A、不可逆PWM变换器：
P87
B、脉宽调速系统组成：
P95
（1）数字控制器的模拟化设计。
（2）数字PID控制器的位置算式、增量算式。
（3）常用的数字PID算法。
（4）数字控制器模拟化设计方法步骤。
（1）（）是门极可关断晶闸管。
A、GTOB、IGBTC、SCRD、GTR
（2）晶闸管从门极触发，使其从断态变为通态，撤除门极信号后仍能维持导通的最小电流是（）。
A、维持电流B、擎住电流
C、浪涌电流D、通态电流
（3）转速负反馈系统中，给定电阻尺。
增加后，则（）。
A、电动机转速下降
B、电动机转速不变
C、电动机转速上升
D、给定电阻R。
变化不影响电动机的转速
（4）电流正反馈主要补偿（）上电压的损耗。
A、电枢回路电阻B、电源内阻C、电枢电阻D、电抗器电阻
（5）无静差调速系统的调节原理是（）。
A、依靠偏差的积累B、依靠偏差对时间的积累
C、依靠偏差对时间的记忆D、用偏差进行调节
（6）双闭环系统中不加电流截止负反馈，是因为（）。
A、由电流环保证B、由转速环保证
C、由比例积分器保证D、由速度调节器的限幅保证
（7）有静差调速系统，当负载增加以后转速下降，可通过反馈环节的调节作用使转速有所回升。
系统调节后，电动机电枢电压将（）。
A、减小B、增大C、不变D、不能确定
（1）PWM驱动装置与一般晶闸管驱动装置比较有哪些优点：
（）
A、需用的大功率可控器件少，线路简单
B、调速范围宽
C、快速性好
D、电流波形系数好，附加损耗小
E、功率因素高，对用户使用有利
（1）（）PWM调制：
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系列，从而可以改变平均输出平均电压的大小。
（2）（）不可逆输出的PWM功率放大器的主电路分为有制动作用和无制动作用两种。
第六章伺服系统原理与设计
以实际工业伺服系统为对象，阐述了数字位置伺服控制系统的组成和原理，给出了伺服系统的静态和动态性能分析。
对于伺服驱动器和伺服电动机的技术细节，并没过多涉及，而是将其作为标准控制元件来看待。
10学时
A、位置信号的检测P97
B、伺服电动机P99
C、伺服驱动器P100
（1）伺服驱动器。
（2）伺服控制系统稳态性能
（1）以下哪种传感器不属于电磁感应位置传感器的是（）：
A、自整角机B、旋转变压器
C、感应同步器D、光电编码器
（1）位置伺服系统的主要组成部件有（）
A、位置（速度）传感器B、运动控制器
C、功率放大器D、伺服电动机
（2）伺服电动机一般都经特定的工艺制造而成，应符合的基本要求有（）
A、具有宽广而平滑的调速范围。
B、具有较硬的机械特性和良好的调速特性。
C、具有快速响应特性。
D、空载起动电压和转动惯量小。
是非题：
（1）（）位置伺服系统与调试系统的区别在于信号的检测。
（2）（）位置伺服系统中常用的位移传感器有自整角机、旋转变压器、感应同步器、光电编码盘等。
（3）（）电位器是最简单的位移—电压传感器，可直接给出电压信号，使用方便，但滑臂和电阻有滑动接触，容易磨损或接触不良，可靠性差。
（4）（）光电编码器由光源、光栅码盘和光敏元件组成，直接输出数字式脉冲信号。
（5）（）光电编码器是目前应用最多的位置传感器，常安装在电动机转子轴上构成半闭环系统。
（6）（）按输出脉冲与位置之间的关系有增量式、绝对式和混合式光电编码器。
（7）（）伺服驱动器与伺服电动机可构成开环、半闭环、全闭环伺服系统。
（8）（）在速度、电流双闭环调速系统的基础上，再增设一个位置控制环，构成三环控制的伺服系统。
第七章交流调速系统
交流调速系统与直流调速系统相比，种类多、原理也较为复杂。
本章主要阐述异步电动机调速控制方式、转差率闭环调速系统、坐标变换和矢量控制等目前广泛应用的交流调速控制方式。
A、交流电动机调速方式及特性P140
B、变频器P142
C、V/F控制
（1）交流电动机数学模型；
（2）交流电动机调速特性；
（3）变频器的基本结构；
（4）异步电动机矢量控制。
（1）目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。
A、SCRB、GTOC、MOSFETD、IGBT
（2）变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（）型。
A、电流型B、电阻型C、电感型D、电容型
（3）电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作为制动器而工作，这就叫（）
A、再生制动B、能耗制动C、反接制动D、电磁包扎制动
（4）从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。
如采用选用件制动单元，可以达到（）。
A、5%~10%B、50%~100%C、15%~20%D、30%~50%
（5）正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（
C
）。
A：
PWM
B：
PAM
C：
SPWM
D：
SPAM
（6）对电动机从基本频率向上的变频调速属于（）调速。
恒功率
恒转矩
C：
恒磁通
恒转差率
（7）三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（）有关系。
磁极数
B：
磁极对数
磁感应强度
磁场强度
（8）IGBT属于（
）控制型元件。
电流
电压
电阻
频率
（9）变频器的调压调频过程是通过控制（
）进行的。
A：
载波
调制波
输入电压
输入电流
（10）为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（
）功能。
转矩补偿
转差补偿
频率增益
段速控制
（11）变频器的节能运行方式只能用于（
）控制方式。
U/f开环
矢量
直接转矩
CVCF
（1）（）变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
（2）（）PWM是英文PulseWidthModulation（脉冲宽度调制）缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。
（3）（）变频器的主电路大体上可分为两类:
电压型和电流型。
（4）（）电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;
对於变频器驱动,如果频率下降时电压也下降，那麽电流一定增加。
（5）（）采用变频器运转时，电动机的起动电流为额定电流的6~7倍。
（6）（）所谓开环是指，给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。
（7）（）如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。
（8）（）PWM逆变电路的常用控制方法有两种，一是计算法；
二是调制法。
（1）常用的异步电动机调速有哪些？
哪些属于转差功率消耗型？
哪些属于转差功率不变型？
哪些属于转差功率回馈型？
（2）变极调速方法对笼型与绕线式电动机是否都适用，为什么?
（3）晶闸管交流调压调速系统中，对触发脉冲有何要求，为什么？
（4）从结构上看，静止式变频装置分为哪两类？
《电力拖动运动控制系统》答案
第一章单闭环直流调速控制系统
同步习题（客观题）：
（1）A
（2）B（3）C（4）B（5）A（6）B（7）D（8）A（9）B
（1）ABC
（2）ACE
简答题：
1、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。
2、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
优点：
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。
缺点：
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.
3、什么是检测误差、原理误差和扰动误差？
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）
4、位置随动系统解决的主要问题是什么？
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
升级会员 