电力拖动自动控制系统复习题样本.doc

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起动过程特点是 饱和非线性控制 、 按时间最优控制 和 转速超调 。

3. 交流异步电动机变频调速系统控制方法有 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. 相异步电动机数学模型包含： 电压方程 、 磁链方程 、 转矩方程 和 运动方程 。

6. 异步电动机动态数学模型是一个 高阶 、非线性 、强耦合 多变量系统 。

7. 常见调速系统中，在基速以下按 恒转矩 调速方法，在基速以上按 恒功率 调速方法。

8. 调速系统稳态性能指标包含 调速范围 和 静差率 。

9. 反馈控制系统作用是：抵御扰动 ， 服从给定 。

10. VVVF控制是指逆变器输出 电压 和 频率 可变控制

11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调整器采取 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、直流斩波器多个常见控制方法：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全部可调，改变占空比—— 混合型 。

13、转速、电流双闭环系统，采取PI调整器，稳态运行时，转速n取决于 给定电压 、ASR输出量取决于 负载电流 。

14. 多种电力拖动自动控制系统全部是经过控制 电动机转速 来工作。

15. V-M系统中，采取三相整流电路，为抑制电流脉动，可采取关键方法是 设置平波电抗器 。

16、在单闭环调速系统中，为了限制全压开启和堵转电流过大，通常采取 电流截止负反馈 。

17、在α＝β配合控制直流可逆调速系统中，存在是 直流平均 环流，可用 串接环流电抗器 抑制。

18、采取PI调整器转速、电流双闭环系统开启时，转速调整器经历 不饱和、 饱和、退饱和 三种状态。

二、 选择题
1. 带有百分比调整器单闭环直流调速系统，假如转速反馈值和给定值相等，则调整器输出为（ A ）
A、零； B、大于零定值
C、小于零定值； D、保持原先值不变

2. 无静差调速系统PI调整器中P部份作用是（ D ）
A、消除稳态误差； B、不能消除稳态误差也不能加紧动态响应
C、既消除稳态误差又加紧动态响应；D、加紧动态响应

3. 异步电动机变压变频调速时，采取（ B ）控制方法，可取得一线性机械特征。
A、U1／f1=常值； B、Eg/f1=常值；
C、Es/f1=常值； D、Er/f1=常值

4. 通常间接变频器中，逆变器起（ B ）作用。
A、调压； B、调频；
C、调压和逆变； D、调频和逆变

5. 转差频率控制变频调速系统基础思想是控制（ C ）。
A、电机调速精度； B、电机动态转矩；
C、电机气隙磁通； D、电机定子电流

6．转速电流双闭环调速系统中两个调速器通常采取控制方法是 ( B )
A．PID B．PI C．P D．PD

7．静差率和机械特征硬度相关，当理想空载转速一定时，特征越硬，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，两个调整器状态是( A )
A. ASR饱和、ACR不饱和 B. ACR饱和、ASR不饱和
C. ASR和ACR全部饱和 D. ACR和ASR全部不饱和

10．在微机数字控制系统故障保护中止服务子程序中，工作程序正确是( C )
A．显示故障原因并报警——分析判定故障——封锁PWM输出——系统复位
B．显示故障原因并报警——封锁PWM输出——分析判定故障——系统复位
C．封锁PWM输出——分析判定故障——显示故障原因并报警——系统复位
D．分析判定故障——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（ 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，转速给定值和反馈值相同，此时调整器输出（ D ）。
A、为0 B、正向逐步增大
C、负向逐步增大 D、保持恒定终值不变

13、下列交流异步电动机调速方法中，应用最广是（ 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，若采取不控整流，则PWN逆变器作用是（ C ）。
A、调压 B、调频 C、调压调频 D、调频和逆变

15、控制系统能够正常运行首要条件是（ B ）。
A、抗扰性 B、稳定性 C、快速性 D、正确性

16、常见数字滤波方法不包含（ 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 ）扰动。
A、电网电压 B、电机励磁电压改变 C、给定电源改变 D、运算放大器参数改变

18、双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct大小取决于（ C ）。
A、Idl B、n C、n和Idl D、α和β

三、 判定题
1、反馈控制系统所能抑制只是被反馈环包围前向通道上扰动。 （ √ ）

2、改变电流相序能够改变三相旋转磁通势转向。 （ √ ）

3、当闭环系统开环放大系数大于系统临界放大系数时，系统将稳定。 （ × ）

4、调速系统静差率指标应以最低速时所能达成数值为准。 （ √ ）

5、在电机调速控制系统中，系统无法抑制电机励磁电压改变扰动。 （ √ ）

6、控制系统能够正常运行首要条件是正确性。 （ × ）

7、开环系统静特征能够比闭环系统硬得多。 （ × ）

8、微机数字调速系统中，采样频率应大于信号最高频率2倍。 （ √ ）

9、通常间接变频器中，逆变器起调频和逆变作用。 （ × ）

10、无静差调速系统中，调整器通常采取PI调整器调整器。 （ √ ）

四、问答题
1、调速范围和静差率定义是什么？
答：生产机械要求电动机提供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转速降落ΔnN和理想空载转速n0之比，称作静差率s，即

2、简述恒压频比控制方法
答：绕组中感应电动势是难以直接控制，当电动势值较高时，能够忽略定子绕组漏磁 阻抗压降，而认为定子相电压 Us ≈ Eg，则得

这是恒压频比控制方法。不过，在低频时 Us 和 Eg 全部较小，定子阻抗压降所占份量就 比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压 Us 抬高部分，方便近似地赔偿定子压降。

3、转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调整器输入偏差电压和输出电压各是多少？为何？
答：当两个调整器全部不饱和时，它们输入偏差电压和输出电压全部是零，转速调整器 ASR 输出限幅电压 Uim 决定了电流给定电压最大值；电流调整器 ACR输出限幅电压限制了电力电子变换器最大输出电压Udm.

4、单闭环调速系统基础特征
答：（1)含有百分比放大器单闭环调速系统是有静差；
（2）闭环系统含有较强抗干扰性能反馈闭环系统含有很好抗扰性能，对于作用在被负反馈所包围前向通道上一切扰动全部能有效地抑制；
（3）闭环系统对给定信号和检测装置中扰动无能为力。

5、在无静差转速单闭环调速系统中，转速稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度影响？并说明理由。
答：系统精度依靠于给定和反馈检测精度。所以转速稳态精度还受给定电源和测速发电机精度影响。

6、晶闸管-电动机系统需要快速回馈制动时，为何须需采取可逆线路？
答：当电动机需要回馈制动时，因为反电动势极性未变，要回馈电能必需产生反向电流，而反向电流是不可能经过 VF 流通，这时，能够经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。

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所下。
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，机械特征在第四象限。
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，机械特征在第二象限。

8、有静差系统和无差系统区分。
答：根本区分在于结构上(控制器中)有没有积分控制作用，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、简述泵升电压产生原因及其抑制方法。
答：泵升电压产生原因：采取二极管整流取得直流电源时，电机制动时不能回馈电能，只好对滤波电容充电，使电容两端电压升高，产生泵升电压。
泵升电压抑制方法：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适用场所。
答：只限于两组晶闸管之间流通短路电流称为环流。 适适用于中小容量系统, 有较高快速性能要求系统。

11、在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动和负载扰动时，哪个调整器起关键调整作用？
答：电网电压波动时，ACR起关键调整作用;负载扰动时，ASR起关键抗扰调整作用。

五、 计算题
1、 某直流调速系统电动机额定转速为 nN=1430r/min ,额定速降 △nN =115r/min，当要求静差率s≤30％时，允很多大调速范围？假如要求静差率s≤20％，试求最低运行速度及调速范围。
解：要求s≤30%时，调速范围为

若要求s≤20%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，测得最高转速特征为 nO max = 1500r / min ，最低转速特征为nO min = 150r / min ，带额定负载时速度降落 ΔnN = 15r / min ，且在不一样转速下额定速降ΔnN 不变，试问系统能够达成调速范围有多大？系统许可静差率是多少？
解：思绪一：
系统能够达成调速范围为：

3. 在转速、电流双闭环系统中，两个调整器ASR、ACR均采取PI调整器。已知参数：电动机：Pnom=3.7kW ， Unom=220V ， Inom=20A ，nnom=1000r/min，电枢回路总电阻R=1.5Ω，设Unm*= Uim*= Ucm=8V，电枢回路最大电流Idm=40A，电力电子变换器放大系数Ks=40.试求：
（1）电流反馈系数β和转速反馈系数α；
（2）当电动机在最高转速发生堵转时Ud0、Ui、Uc值。
解：（1）β= Uim*/Idm=8/40=0.2
α= Unm */ nnom=8/1000=0.008
（2）Ud0=IdmR=40×1.5=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/min ，Ra=0.15Ω整流装置内阻
Rrec = 0.3Ω触发整流步骤放大倍数 Ks=40.最大给定电压Unm* =15V, 当主电路电流达成最大值时，整定电流反馈电压 Uim =10V
计算： （1）转速反馈系数 。 （2）调整器放大系数Kp 。

5、图所表示系统，要求σ≤5%，试设计调整器。

解：依据题意，该系统能够校正为经典Ⅰ型系统，也能够校正为经典Ⅱ型系统后加给定滤波器。
校正成经典Ⅱ型系统时，若取h=5，则T1=0.1，hT1=5×0.01=0.05，T1＞hT2。所以能够把大惯性步骤1/（0.1s+1）近似处理为积分步骤1/（0.1s），故系统控制对象传输函数为

采取PI调整器校正，则开环传输函数为

按Mpmin准则

故调整器参数

这时超调量σ=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=τ=0.05，超调量σ=2.8%＜5%，满足要求。最终还要校验一下近似条件是否满足
、
即，满足近似条件。