电力拖动自动控制系统--运动控制系统-第四版-复习题及考试题目.doc

四 分析与计算题
1如下图，转速、电流双闭环调速系统中，ASR、ACR均采用PI调节器。已知参数：电动机：，，，，电枢回路总电阻，设，电枢回路最大电流为，电力电子变换器的放大系数。
试求：
（1） 电流反馈系数和转速反馈系数；（5分）
（2） 突增负载后又进入稳定运行状态，则ACR的输出电压、变流装置输
出电压，电动机转速，较之负载变化前是增加、减少，还是不变？为什么？
（3） 如果速度给定不变时，要改变系统的转速，可调节什么参数？
（4） 若要改变系统起动电流应调节什
么参数？此时，设为正电压信号，在右图ASR中应调节中哪个电位器？ 当电动机在最高转速发生堵转时
的值；（10分）
解：(1)
(2)
(3) 因为所以调节可以改变转速。
(4)因为，起动时转速调节器ASR饱和，输出限幅值，所以改变ASR限幅值可以改变起动电流，为正时，起动时ASR输出为负，所以应调节来改变起动电流。不能改变电流反馈系数，因为它还影响电流环的动特性。
(5)

2双闭环调速系统中如反馈断线会出现什么情况，正反馈会出什么情况？
答：反馈断线后，，ASR 饱和，输出为限幅值，转速环开环，相当于堵转，电流给定为ASR的输出最大值，电流闭环，按最大电流值恒流加速，转速上升，但由于转速反馈断线，触发移相控制电压增大到极限，触发角最小移至，转速达到最高值。
，同样，正反馈时，也是一样。

五（10分）
下图所示为控制系统实验装置中的过流保护单元电路原理图，试简述其工作原理。
解：　当主电路电流超过某一数值后(2A左右)，由9R3，9R2上取得的过流信号电压超过运算放大器的反向输入端，使D触发器的输出为高电平，使晶体三极管V由截止变为导通，结果使继电器K的线圈得电，继电器K由释放变为吸引，它的常闭触点接在主回路接触器的线圈回路中，使接触器释放，断开主电路。并使发光二极管亮，作为过流信号指示，告诉操作者已经过流跳闸。
SA为解除记忆的复位按钮，当过流动作后，如过流故障已经排除，则须按下以解除记忆，恢复正常工作。

六 设计题
1校正为典型I型系统的几种调节器选择

校正为典型II型系统的几种调节器选择

2已知控制对象开环传递函数，试加入串联调节器将其校正为开环典型I型系统，并求调节器结构和参数 （15分）

所以，调节器的结构为PI调节器，参数如上式。
3写出下图电路的传递函数。

4计算电机空载时恒流升速到额定转速时间

三 填空题（10分）
下图为异步电动机矢量控制原理结构图，A，B，C，D分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？（8分）这些变换的等效原则是什么（2分）？

w
控制器
A
B
电流控制变频器
C
D
等效直流电动机模型
+
i*m
i*t
j
w1
i*a
i*b
i*A
i*B
i*C
iA
iB
iC
ia
iβ
im
it
~
反馈信号
异步电动机
给定信号
j

解：A 矢量旋转逆变换 ，B 二相静止坐标变成三相静止坐标变换
C 三相静止坐标系变成二相静止坐标变换
D 矢量旋转变换 VR，将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。 等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效

下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型，A，B分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？（8分）这些变换的等效原则是什么（2分）？
A
B
×
w
解： A三相静止坐标系变成二相静止坐标变换 B矢量旋转变换 VR将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。
五 简述题
下图为调速范围D≤3的串级调速系统主回路单线原理框图，试说明起动时各电器开关正确的合闸顺序和停机时的分闸顺序，并说明理由。（15分）
间接起动操作顺序
1.先合上装置电源总开关S，使逆变器在 bmin 下等待工作。
2.然后依次接通接触器K1 ，接入起动电阻R , 再接通K0 ，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方式起动。
3.待起动到所设计的nmin（smax）时接通K2 ，使电动机转子接到串级调速装置，然后断开K1 , 切断起动电阻，此后电动机就可以串级调速方式继续加速到所需的转速运行。
停车操作顺序
1.由于串级调速没有制动能力，应先将转速降至nmin , 再合上K1 ，然后断开K2 ，使电动机转子回路与串级调速装置脱离；
2.最后断开K0 ，以防止当K0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。