1、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
2、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用的控制方法：T不变，变ton 脉冲宽度调制（PWM） ；ton不变，变 T 脉冲频率调制（PFM） ；ton和T都可调，改变占空比 混合
3、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通过控制 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，通常采用 电流截止负反馈 。17、在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
4、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、U1f1=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
5、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6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 ( B )APID BPI CP DPD7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 ) A越小 B越大 C不变 D不确定8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9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
6、饱和 D. ACR和ASR都不饱和10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11、SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的（ A ）。 A、正弦波 B、方波 C、等腰三角波 D、锯齿波12、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0 B、正向逐渐增大 C、负向逐渐增大 D、保持恒定终值不变
7、13、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14、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15、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16、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17、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
8、参数变化18、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、Idl B、n C、n和Idl D、和三、 判断题1、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。 （ ）2、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。 （ ）3、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。 （ ）4、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。 （ ）5、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。 （ ）6、控制系统能够正常运行的首要条件是准确性。 （ ）7、开环系统的静特性可以比闭环系统硬得多。 （ ）8、微机数字调速系统中，采样频率
9、应不小于信号最高频率的2倍。 （ ）9、一般的间接变频器中，逆变器起调频与逆变作用。 （ ） 10、无静差调速系统中，调节器一般采用PI调节器调节器。 （ ）四、问答题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： 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nN与理想空载转速n0之比，称作静差率s，即 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 这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时 U
10、s 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
11、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。5、在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？并说明理由。 答：系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。因此转速的稳态精度还受给定电源和测速发电机精度的影响。6、晶闸管-电动机系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？ 答：当电动机需要回馈制动时，由于反电动势的极性未变，要回馈电能必须产生反向电流，而反向电流是不可能通过 VF 流通的，这时，可以通过控制电路切换到反组晶闸管装置 VR，并使它工作在逆变状态，产生逆变电压，电机输出电能实现回馈制动。
12、7、解释待正组逆变和反组逆变，并说明这两种状态各出现在何种场合下。 答：正组逆变电枢端电压为负，电枢电流为正，电动机逆向运转，回馈发电，机械特性在第四象限。 反组逆变电枢端电压为正，电枢电流为负，电动机正向运转，回馈发电，机械特性在第二象限。8、有静差系统与无差系统的区别。 答：根本区别在于结构上(控制器中)有无积分控制作用，PI控制器可消除阶跃输入和阶跃扰动作用下的静差，称为无静差系统，P控制器只能降低静差，却不能消除静差，故称有静差系统。9、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
13、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。10、什么叫环流? 并说明有环流可逆系统的适用场合。 答：只限于两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流。 适用于中小容量系统, 有较高快速性能要求的系统。11、在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负载扰动时，哪个调节器起主要调节作用？ 答：电网电压波动时，ACR起主要调节作用;负载扰动时，ASR起主要抗扰调节作用。五、 计算题 1、 某直流调速系统的电动机额定转速为 nN=1430r/min ,额定速降 nN =115r/min，当要求静差率s30时，允许多大的调速范围？如果要求静差率s20，试求最
14、低运行速度及调速范围。 解：要求s30%时，调速范围为若要求s20%时，最低空载转速为最低运行转速为调速范围为 2、某一调速系统，测得的最高转速特性为 nO max = 1500r / min ，最低转速特性为nO min = 150r / min ，带额定负载时的速度降落 nN = 15r / min ，且在不同转速下额定速降nN 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ 解：思路一：系统能够达到的调速范围为： 3. 在转速、电流双闭环系统中，两个调节器ASR、ACR均采用PI调节器。已知参数：电动机：Pnom=3.7kW ， Unom=220V ， Inom=20A
15、 ，nnom=1000r/min，电枢回路总电阻R=1.5，设Unm*= Uim*= Ucm=8V，电枢回路最大电流Idm=40A，电力电子变换器的放大系数Ks=40.试求：（1）电流反馈系数和转速反馈系数；（2）当电动机在最高转速发生堵转时的Ud0、Ui、Uc值。 解：（1）= Uim*/Idm=8/40=0.2 = Unm */ nnom=8/1000=0.008 （2）Ud0=IdmR=401.5=60V Ui= Uim*=8V（极性相反） Uc= Ud0/Ks=60/40=1.5A 4. 已知某调速系统电动机数据为：PN=18KW ,UN=220V ,IN=94A ,nN=1000r/
16、min ，Ra=0.15整流装置内阻Rrec = 0.3触发整流环节的放大倍数 Ks=40.最大给定电压Unm* =15V, 当主电路电流达到最大值时，整定电流反馈电压 Uim =10V计算： （1）转速反馈系数 。 （2）调节器放大系数Kp 。 5、如图所示的系统，要求5%，试设计调节器。 解：根据题意，该系统可以校正为典型型系统，也可以校正为典型型系统后加给定滤波器。校正成典型型系统时，若取h=5，则T1=0.1，hT1=50.01=0.05，T1hT2。因此可以把大惯性环节1/（0.1s+1）近似处理为积分环节1/（0.1s），故系统控制对象的传递函数为采用PI调节器校正，则开环传递函数为按Mpmin准则故调节器参数这时超调量=37.6%，为了减小超调量，输入通道加一给定滤波器取滤波时间常数T0=0.05，超调量=2.8%5%，满足要求。最后还要校验一下近似条件是否满足、 即，满足近似条件。
