运动控制系统试卷-答案全.doc

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一、选择填空:(每空 2 分、共 20 分)

1、一个调速系统的调速范围,是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案:( 1 )

1) 最低速;2) 最高速;

3) 平均速;4) 不能确定;

2、闭环调速系统可以获得比开环调速系统的稳态特性。

答案:( 2 )

1)硬得不多;2)硬得多;

3)软得多;4)软得不多;

3、无静差调速系统的最高转速n max,最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案:( 2 )

1)n max/ U *

nmax 2) U*nmax/n max

3)n max×U *

nmax 4)不确定

4、反并联无环流配合控制的条件是答案:( 4 )

1)α+β= 240o 2)α+β= 300o

3)α+β= 360o 4)α+β= 180o

5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时,。答案:( 4 )1)正、反组同时封锁;2)封锁正组开放反组;

3)正、反组同时开放;4)封锁反组开放正组;

6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波,它是一个内阻为零的恒压源,输出交流电压波形是。答案:(3 )

1)锯齿波;2)正弦波

3)矩形波;4)不能确定;

7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波,它是一个相当于一个恒流源,输出交流电流波形是。答案:( 1)

1)矩形波;2)正弦波

3)锯齿波;4)不能确定;

8、SPWM变频器中,如果在正弦调制波的半个周期内,三角载波只

在正或负的一种极性范围内变化,所得到的 SPWM波也只处于一个极性的范围内,叫做方式。答:( 3 )

1)多极性控制;2)双极性控制;

3)单极性控制;4)没用定义

9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案:( 2 )

1)磁场;2)转矩;

3)转速;4)转差率;

10、矢量控制系统是控制系统。答案:( 2 )

1)静止坐标;2)旋转坐标;

3)极坐标;4)不能确定;

二、什么是有静差闭环调速系统?怎样减少静差?什么是无静差闭

环调速系统?怎样实现?( 12 分)

答:系统在稳态时,需要一定的速度偏差来维持的速度控制系统为有静差调速系统。减少静差的方法是提高系统的开环放大倍数,但不能消除静差。系统在稳态时,不需要速度偏差来维持的速度控制闭环调速系统为无静差系统。实现的办法是通过采用积分环节或比例积分环节。

三、简述双闭环调速系统在电机起动时两个调节器的工作过程及工

作状态。在双闭环调速系统时,电流环按几型系统设计?速度环又

按几型系统设计?( 12 分)

答: 双闭环调速系统在电机起动过程中转速调节器 ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况: 1. 起动初始阶段:由于速度调节器的输入偏差电压比较大,比例积分环节很快进入饱和状态,速度环开环,电机以最大电流起动,此时电机转速变化不大,电流调节器 ACR

一般不饱和。2. 恒流升速阶段:起动过程中的主要阶段,此时速度调节器一直处于饱和状态,速度环开环,为了保证电流环的主要调节作用,在起动过程中电流调节器不饱和。电机以最大电流加速,

此时电机转速变化大。 3. 速度调节器退饱和阶段:当电机转速超过给定转速,速度调节器输入出现负偏差,速度调节器开始反向积分,退饱和阶段,速度环闭环,电机转速出现超调。ACR不饱和。

双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点:

(1)饱和非线性控制;

(2)转速超调;

(3)准时间最优控制。

双闭环调速系统时,电流环按Ⅰ型系统设计,速度环按Ⅱ型系

统设计。

四、下图是微机数字控制双闭环直流PWM调速系统硬件结构图,试说明K2、V b、电流检测、速度检测的实现过程。(没有标准答案,同学们自己发挥想象能力,能实现就对)(12 分)

答: K2:限流电阻 R0 是为了限制充电电流,为了避免在运行中造成附加损耗,中央处理器在合上电源后,延时对K2 发出信号将 R0 短路。

Vb:镇流电阻 Rb 的作用是消耗部分动能,以限制C1、 C2两端的泵升电压。当电压检测部分检测到泵升电压达到允许数值时,中央处理器就会给Vb 的控制极

一个正脉冲信号,使Rb分流电路接通。

电流检测:通过电流互感器取出电枢回路或电动机回路的电流模拟信号,离散

化后经 A/D 转换器转换成数字信号送入中央处理器,对电流数字量信号进行相

关处理后,可构成电流反馈控制和电流保护和故障诊断信息的来源。

速度检测:旋转编码器FBS与电动机相连,当电动机转动时,带动码盘旋转,

发出数码形式的转速或转角信号,通过接收器将该数码送入中央处理器,构成

转速反馈控制。

K2的是用于系统启动时防冲击电流的,系统启动时K2断开电源经 R0给电容充电; V b消除泵升电压的,当系统进入制动状态时,逆变器将电动机的机械能

转变为电能,由于整流电路是不可逆电路,所有的电能将给C1、 C2充电,使其电压升高,威胁到其它电力电子期器件,为消除过高的电压威胁,系统将V b导通,多余的电能将通过电阻 R b消耗;电流检测分直流电流检测和交流电流检

测,交流电流检测一般采用电流互感器,而直流电流检测可以采用直流电流互感

器或霍尔效应电流变换器,转速检测有模拟和数字两种检测,模拟测速一般采用

测速发电机,数字测速则采用旋转编码器测速。

4、三相绕线式交流异步电动机有几种调速方式?它们分别是什么?

答:变电压调速、转子回路串电阻调速、利用电磁转差离合器调速、变压变频

调速。

五、下图是双闭环可逆调速系统图,试标出当 KF 闭合电机起动时,各环节的极性。(10 分)