电力拖动自动控制系统试题及答案.doc

一、选择题(每小题2分，2×10=20分
1、在伯德图上,截止频率越高,则系统的(。
A、稳定性越好
B、快速性越好
C、稳态精度越高
2、在可逆运行系统当中,抑制瞬时脉动环流的措施为（。
A、采用均衡电抗器
B、采用平波电抗器
C、采用α=β配合控制
3、笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好(。
A、恒Us/w1控制
B、恒Eg/w1控制
C、恒Er/w1控制
4、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程主要阶段是(。
A、本组逆变阶段
B、它组反接制动阶段
C、它组逆变阶段
5、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程,本组逆变阶段的能量流向为(。
A、电网到电动机
B、电动机到电网
C、平波电抗器到电网
6、逻辑控制无环流可逆系统中，下面不能作为逻辑控制环节输入信号的是（.
A、“零电流检测"信号U i0
B、“转矩极性鉴别”信号U i＊
C、转速给定信号U n*
7、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程，正组VF由整流状态进入本组逆变阶段时,反组VR
的工作状态变化为（。
A、待逆变状态变为待整流
B、待逆变状态变为整流
C、待逆变状态变为逆变
8、采用准PI调节器的目的是(.
A、提高系统增益
B、减小高频干扰
C、抑制运算放大器零点漂移
9、在转速、电流双闭环调速系统带额定负载启动过程中,转速n达到峰值时，电枢电流值为（
A、I d=0
B、I d=I dL
C、I d=I dm
10、在转速、电流双闭环调速系统中，以下哪一项影响最大电流I dm的设计(。
A、运算放大器
B、稳压电源
C、电动机允许的过载能力
二、填空题(每小题2分，2×5=10分
1、转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器输出限幅的作用是。
2、直流调速系统的稳态性能指标有、。
3、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，ASR的输出量取决于。
4、异步电动机的动态模型由电压方程、磁链方程、______和______组成
5、异步电动机动态数学模型的性质是一个______、______、强耦合的多变量系统.
三、判断题(每小题2分，2×5=10分
1、异步电动机基频以上变频调速属于恒转矩调速。
2、异步电动机恒压恒频正弦波供电时，其机械特性在s很小时，是一段直线。
3、当三相ABC坐标系中的电压和电流是交流正弦波时，变换到的dq 坐标系上就成为直流.
4、从两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换简称为2s/2r变换。
5、通过坐标系变换，可以找到与交流三相绕组等效的直流电动机模型。
四、问答题(每小题10分，10×3=30分
1、在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器都采用PI 调节器.系统稳定运行时,转速给定信号U n *未改变,若增大转速反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压U n 是增加还是减少？为什么？
2、在转速负反馈调速系统中,当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时,都会引起转速的变化，问系统对上述各量有无调节能力?为什么？
3、异步电动机基频以下变压变频调速采用电压频率协调控制,其常用配合方式有哪几种？它们的机械特性各有何特点？
五、综合题(每小题15分,15×2=30分
1、有一V-M 调速系统，电动机参数为P N =2。5Kw 、U N =220V 、I N =15A 、n N =1500r/min 、Ra=2Ω,整流装置内阻R rec =1Ω,触发整流环节的的放大系数K s =30,要求调速范围D=20，静差率s=10％.试: (1计算开环系统的稳态速降和要求所允许的稳态速降；（6分 （2采用转速负反馈组成闭环系统,试画出系统的稳态结构图；(4分
(3调整该系统,使U n *=20V 时转速n=1000r/min ，此时转速反馈系数应为多少?
（可以认为U n ≈U n ＊ （5分 2、有一闭环系统，其控制对象传递函数为:
其中,T1〉T2，K2为控制对象的放大系数。 设计任务为校正成典型Ⅰ型系统。试: (1写出典型Ⅰ型系统开环传递函数;(4分
(2选择调节器结构并写出校正后系统的开环传递函数；（6分 （3选择合理的参数配合形式.（5分
2
12(（1(1
obj K W s T s T s =
++
一、选择题(每小题2分，2×10=20分
1、B
2、A
3、C
4、C
5、C
6、C
7、A
8、C
9、B 10、C 二、填空题(每小题2分，2×5=10分
1、限制电力电子变换器的最大输出电压
2、静差率、调速范围
3、给定电压 U n *、负载电流I dL
4、转矩方程、运动方程
5、高阶、非线性 三、判断题（每小题2分,2×5=10分 1、× 2、√ 3、√ 4、√ 5、√ 四、问答题(每小题10分,10×3=30分
1、答：转速反馈电压U n 不变。 ……………………（5分 由比例积分控制规律,积分部分最终消除稳态偏差,即U n =U n *。 ……………………（5分
2、答:（1电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻发生变化时系统对其有调节能力。
……………………(4分
(2测速发电机励磁发生变化时系统对其没调节能力。 ……………………(1分 原因：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。……………………(5分 3、答：三种：恒Us/w1 控制、恒Eg/w1 控制和恒Er/w1 控制 . …………………（3分
（1恒Us/w1 控制:特性基本是上下平移,硬度也较好,当转矩增大到最大值以后，转速再降低,特
性就折回来了.
而且频率越低时最大转矩值越小，能够满足一般的调速要求，但低速带载能力有些差强人意，须对定子压降实行补偿。 …………………(3分
（2恒Eg/w1 控制：是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准,可以在稳态时达到Φrm = Constant ,
从而改善了低速性能，但机械特性还是非线性的,产生转矩的能力仍受到限制。 …………（2分 (3恒Er/w1 控制:可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性，按照转子全磁通 Φrm 恒定进行控制，而且,在动态中也尽可能保持 Φrm 恒定是矢量控制系统的目标。 …………………(2分 五、综合题(每小题15分，15×2=30分
1、解：(1先计算电动机的Ce ： …………………（2分
开环系统稳态速降为: …………………（2分
系统要求所允许的稳态速降: …………………(2分
220152
min/0.127min/1500
N N a e N U I R C v r v r n ——⨯=
=⋅=⋅
(15(21/min 354。33/min 0.127
N N a rec op e e I R I R R n r r C C +⨯+∆=
===
(2采用转
速负反馈系统的稳态结构
图: …………………(4分
（3当U n ＊=20V 时转速n=1000r/min ,此时转速反馈系数为 …………………（5分
2、解：（1典型Ⅰ型系统开环传递函数:…………………(4分
（2对于双惯性环节控制对象,若要校正成典型Ⅰ型系统,调节器必须具有一个积分环节，并含有一个比例微分环节。因此，选择PI 调节器，其传递函数为： …………………(2分
校正后系统的开环传递函数为: …………………(4分
(3参数配合：取11T τ=，并令21/pi K K K τ=，则有
这就是典型Ⅰ型系统。
…………………(5分
15000.1
/min 8。33/min (120(10。1
N cl n s n r r D s ⨯∆=
==—⨯—
p
K s
K α
1e
C ＊
n
U n
U IR
n
＊
20min/0.02min/1000
n n U U v r v r n n α=≈=⋅=⋅
(（1
K
W s s Ts =
+
11(1
（pi pi K s W s s
ττ+=
21112(1
((（(1(1
pi pi obj K K s W s W s W s s T s T s ττ+==
++
2（(1
K
W s s T s ==
+