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电力拖动自动控制系统试题及答案

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2020年4月19日
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《电力拖动自动控制系统》试题
一、填空题（本题 30分，每空1.5分）
1、在直流电机调压调速系统中，电动机的最高转速为 n N ，调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的关系是                   。
2、闭环系统能够获得比开环系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定           的要求下，能够提高调速范围，为此所付出的代价是，须增设                   装置和电压放大器。
3、            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           ，积分部分则最终消除              。
4、转速、电流双闭环调速系统的静特性在                          时表现为转速无静差，这时，                      起主要调节作用。
5、工程设计方法的基本思路是，把调节器的设计方法分作两步：第一步，先选择调节器的结构，以确保系统稳定，同时满足所需的                       ；第二步，再选择调节器的参数，以满足                      。
6、有环流可逆直流调速系统的典型控制方式是                    ，即            工作制。
7、当一组晶闸管整流工作时，让另一组晶闸管处在                         ，但两组触发脉冲的           错开得比较远，彻底杜绝了瞬时                    的产生，这就是错位控制的无环流可逆系统。
8、脉宽调制器是一个                装置，由电流调节器 ACR 输出的控制电压进行控制。
9、串级调速系统能够实现异步电机的                调速，而且具有高效率的调速性能，但所付出的代价是，增设                        。
10、在 s 值很小的范围内，只要能够保持                        不变，异步电动机的转矩就近似与                      成正比，这就是转差频率控制系统的基本概念。
二、 判断题（本题10分，每小题1分）
1、自动控制的直流调速系统，往往以调节电枢供电电压为主。（ ）
2、在V-M系统中，设置平波电抗器能够抑制电流脉动。（ ）
3、在电流断续时，V-M系统机械特性很软，理想空载转速翘得很高。（ ）
4、与晶闸管-电动机调速系统相比，直流脉宽调速系统开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都小。（ ）
5、转速、电流双闭环直流调速系统中，当电动机过载甚至堵转时，转速调节器能够限制电枢电流最大值，其快速自动保护作用。（ ）
6、按照典型II型系统设计转速调节器时，中频宽h能够任意选择。（ ）
7、按照典型II型系统设计转速调节器时，由典型II型系统的开环传递函数可知，K、T、τ都是待定符号。（ ）
8、转速、电流双闭环直流调速系统中，对负载变化起抗扰作用的是转速调节器。（ ）
9、积分控制能够使直流调速系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。（ ）
10、闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流或转矩间的稳定关系。（ ）

三、问答题（本题 24 分，每小题 8 分）
1、试述转速反馈闭环调速系统的三个基本特征。
2、试述双闭环直流调速系统起动过程的三个阶段和三个特点，以及动态性能。
3、试回答三相异步电机应如何经过坐标变换等效成直流电机？

四、计算题（本题 36 分）
  1、有一 V--M 系统，已知： ， ， ， ， ， ，触发器 。
(1)系统开环工作时，试计算调速范围 D=20 时的静差率 s 的值。
(2)当 D=20 ， s=10% 时，计算系统允许的稳差速降。
(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求 D=20 ， s=10% ，在 时， ， ，计算放大器放大系数 K p 和 转速反馈系数 α。
2、有一转速、电流双闭环调速系统（ ASR 和 ACR 均采用 PI 调节器），在此系统中，已知数据： ；可控硅： K S =40 ，电枢回路最大电流 I dm =40A ，总电阻 R=1.5 Ω 。设 。试求：
(1)电流反馈系数 β 和电压反馈系数 α 。
(2)当电动机在最高转速发生堵转时的 和 U ct 值。

试题参考答案：
一、填空题（本题30分，每空1.5分）
1.     2. 静差率    检测与反馈    3. 比例积分控制    控制作用    稳态偏差       4. 负载电流小于 Idm    转速负反馈      5. 稳态精度     动态性能指标      6. 配许控制           7. 待逆变状态       零位    脉动环流      8. 电压——脉冲变换    9. 平滑无级         串级调速装置   10. 气隙磁通      转差角频率   
二、判断题（本题10分，每小题1分）
1、√ ； 2、√ ； 3、√； 4、√ ； 5、×；
6、×； 7、×； 8、√； 9、√； 10、√。
三、问答题（本题24分，每小题8分）
1、（1）具有比例放大器的反馈控制系统其被调量总是有静差的。
  （2）抵抗扰动与服从给定。
  （3）系统的精度依赖于给定电源和反馈检测的精度。   
2、(1) 三个阶段：第 1 阶段为电流上升阶段，第 2 阶段为恒流升速阶段，第 3 阶段为转速调节阶段。
(2)三个特点：饱和非线性控制，准时间最优控制，转速超调。
(3)动态性能：动态跟随性能；动态抗扰性能。
3、三相电机的电流 ，经过三相——二相变换，能够等效成两相静止坐标系下的交流电流 ；再经过按转子磁场定向的旋转变换，能够等效成同步旋转坐标系下的直流电流 。 相当于励磁电流， 相当于与转矩成正比的电枢电流，从而构成直流电机。
四、计算题（本题36 分）
1 ．（1）计算电动机的 Ce ：
（2分）
开环系统的静态速降为：
  （2分）
     （3分）         
（2）当 D=20 ， s=10% 时，系统所允许的稳差速降为：
    （2分）
（2分）
由 ，得
（3分）
（2分）
   2 ．
  （1） （2分）
  （2） （3分）
      （3分）
  （3）电机在最高转速发生堵转时，转速为 n =0 ，则 ； （3分）
       ASR 输出电压为 ，则 （6分）
       ACR 输出电压为 （3分）