02297电力拖动自动控制系统习题集附带答案.docx

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02297电力拖动自动控制系统习题集附带答案

02297电力拖动自动控制系统习题集附带答案

一、选择题

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．PIDB．PIC．PD．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，则静差率

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

根据能量转换的角度看，把调速系统分为三类

第一类：

转差功率消耗型，包括将电压调速，转差离合器调速，转子串电阻调速

第二类：

转差功率馈送型，包括串级调速，双馈电动机调速

第三类：

转差功率不变型，包括变极调速，变频变压调速

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

积分控制可以使系统在无警察的情况下保持恒速运行，实现无静差调速

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

控制系统正常工作，稳定性是首要条件。

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

截止频率与相角裕度对应，截止频率越高，系统响应变快，但稳定性变差。

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．ACRB．AVRC．ASR

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．PIB．PDC．VRD．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

18．下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是

A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速

19．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越高,则系统的稳定精度

A．越高B．越低C．不变D．不确定

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．ACRB．AVRC．ASRD．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，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

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．PIDB．PWMC．SPWMD．PD

28．转速负反馈调速系统的静特性方程中K的表达式为

A．

B．

C．

D．

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晶闸管整流器、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系统可以得到一族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指标。

7．电力牵引设备上最先进的可控直流电源是V-M可逆直流调速系统。

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、电磁脉冲测速器等。

10．VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。

11．常用的可控直流电源有旋转变流机组、晶闸管可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。

12．电流截止负反馈的作用是解决启动和堵转时电流过大的问题。

13．负反馈的作用是稳定输出。

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占空比来调节输出电压。

17．SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。

18．PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和电流型。

19．VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。

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。

23．调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。

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。

26．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。

27．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。

28．电流调节器可以对电网电压的波动起及时抗扰的作用。

三、名词解释题

1．V—M系统：

晶闸管-电动机可逆直流调速系统

2．串级调速：

在异步电动机在低于同步转速下做电动运行的双馈调速

3.静差率：

负载由理想空载增加到额定负载时候所对应的转速降落Δn与理想空载转速之比，称为静差率。

4.ASR：

转速调节器

5.测速方法的分辨率：

改变一个数值所对应的转速变化量，当转速有n2变为n1时，计数记录值增量为1，则测速分辨率为n2-n1

6．PWM：

脉宽调制

7．直接转矩控制：

DTC，通过控制马达的转矩来控制转速的目的。

8.调速范围：

生产机械要求系统能提供的最高转速与最低转速之比称为调速范围

9.ACR：

电流调节器

10.测速误差率：

测量值与实际值之差与实际值得比值称为测速误差率

四、简答题

1．什么是环流？

它是怎样产生的？

它的二重性的含义是什么？

直流调速系统中，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，有两个产生原因，直流平均环流和瞬时脉动环流两个方面。

2．在变频调速时，为什么必须要进行电压、频率协调控制？

获得恒定的磁通，防止磁通饱和。

3．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？

可以调速，相当于转速开环。

此时电机的最高转速受系统设定的电压饱和点影响。

4．什么叫同步调制？

什么叫异步调制？

它们各有什么优缺点？

PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为载波比N，如果调制过程中N不等于常数，则为异步调制，当N等于常数，则为同步调制。

异步模式不适用于高频信号，希望采用较高的载波频率。

同步模式不适用于低频信号调制，希望载波比N为奇数。

5．电流截止负反馈起到什么作用的，其工作原理是什么？

发生堵转或者过载时，限制电枢电流的最大值，提高系统的稳定性。

原理是监控电机的电枢电流，然后将此信号与设定的截止点作为比较，最终信号作为负反馈引入到速度给定端。

6．双闭环直流调速系统的启动过程有什么特点？

饱和非线性，速度环经过非饱和，饱和、退饱和三个阶段

转速超调。

准时间最优原则。

7．常用的数字滤波方法有哪几种？

8．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？

电网电压波动，引起转速降落可以调节

放大器的放大倍数，引起转速变动，可以调节

电动机磁通，电压反馈系数，电枢电阻都在转速环内，系统都可以调节。

9．有环流可逆系统和无环流可逆系统相比较，有何优缺点？

有环流系统，反向快，过渡平滑，但需要专门设计环流电抗器

无环流系统，不需要设计环流电抗器，但是保留平波电抗器

10．什么是静态环流？

什么是动态环流？

静态环流是：

不流过负载，而在两组晶闸管之间流过的短路电流称为静态环流，包括直流平均环流和瞬时脉动环流

动态环流是：

在VM调速系统中，过渡过程中可能出现动态环流，由于滞后效应带来的环流，称为动态环流

11．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？

12．闭环调速系统的静态性表示哪两者之间的稳态关系？

13．在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？

其输出幅值应按什么要求整定？

转速调节器的作用：

作为主给定，如果采用PI调节器，可以实现无静差。

其整定值限定系统的最大电流

对负载的变化起抗扰作用加

电流调节器的作用

内环调节器，使电流紧紧跟随电压调节器的输出

对电网电压的波动起抗扰作用

保证获得电动机运行的最大电流，加快动态过程

当电动机堵转或者过载时，限制电枢上的最大电流，快速自动保护，当故障消时，又快速自动回复正常。

14．异步电机中电磁功率与转差功率是什么关系？

为什么变频调速的调速效率比绕线式异步电动机转子串电阻调速的调速效率高？

15．调节器的设计过程可以简化为哪两步？

五、计算题

1．直流电机额定转速nN=375r/min，电枢电流额定值IdN=760A，允许过流倍数λ=1.5，计算机内部定点数占一个字的位置（16位），试确定数字控制系统的转速反馈存储系数和电流反馈存储系数（适当考虑余量Imax=1.8IN，nmax=1.3nN）。

2．某闭环调速系统，测得的最高转速为nmax=1500r/min，最低转速为nmin=150r/min，要求系统的静差率s≤2%，试计算：

（1）该系统的调速范围D；

（2）系统允许的静态速降ΔnN；

（3）如果开环系统的静态速降为100r/min，则闭环系统的开环放大倍数K是多少？

1、调速范围：

2、静态速降：

3、若开环Δn=100，为了满足s≤2%，则有

3．某直流调速系统电动机额定转速为：

nN=1230r/min，额定速降ΔnN=105r/min，当要求静差率s≤30%时，允许多大的调速范围？

如果要求静差率s≤20%时，则调速范围是多少？

如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？

1、调速范围为：

2、调速范围为：

3、满足的静差率为：

4．某直流电机的额定电枢电流IN=115A，允许过流倍数λ=1.5，额定转速nN=1260r/min，计算机内部定点数占一个字的位置（16位），试确定电枢电流和转速存储系数（适当考虑余量Imax=1.8IN，nmax=1.3nN）。

5．有一V—M调速系统，电动机参数为：

PN=2.5KW，UN=220V，IN=15A，nN=1500r/min，Ra=2Ω，可控硅整流装置内阻Rrec=1Ω，触发整流环节的放大系数KS=40，要求调速范围D=20，静差率S=10%，最大给定电压30V。

（1）计算开环系统的稳态速降和系统所允许的稳态速降。

（2）计算转速反馈系数α。

（3）计算所需放大器的放大系数KP。

1、

2、

3、

6．某直流电机的额定电枢电流IN=125A，允许过流倍数λ=1.5，额定转速nN=1360r/min，计算机内部定点数占一个字的位置（16位），试确定电枢电流和转速存储系数（适当考虑余量Imax=1.8IN，nmax=1.3nN）。