交直流调速复习题.doc

交直流调速复习题
一、选择题
1. 在自动控制系统中，若想稳定某个物理量，就该引入该物理量的（    B ）
A.正反馈     B.负反馈       C. 微分负反馈   D. 微分正反馈
2. 带有速度、电流双闭环调速系统，在启动时，调节作用主要靠（ A   ）产生。
A. 电流调节器  B. 速度调节器   C. 电流、速度调节器  D. 比例、积分调节器
3. 带有速度、电流双闭环调速系统，在系统过载或堵转时，速度调节器处于（ A ）。
A. 饱和状态   B. 调节状态    C. 截止状态       D. 放大状态
4. 电压负反馈主要补偿   （ B ）   上电压的损耗。
A. 电抗器电阻   B. 电源内阻    C. 电枢电阻     D. 以上皆不正确
5. 带有速度、电流双闭环调速系统，在负载变化时出现偏差，消除偏差主要靠 。（ B ）。
A. 电流调节器  B. 速度调节器 C. 电流、速度两个调节器 D. 比例、积分调节器
6. 带有速度、电流双闭环调速系统，在系统过载或堵转时，速度调节器处于（ A ）。
A. 饱和状态   B. 调节状态    C. 截止状态      D. 放大状态
7.  在转速负反馈系统中，系统对(　C　)调节补偿作用。
  A、反馈测量元件的误差有       B、给定电压的漂移误差有
  C、给定电压的漂移误差无       D、温度变化引起的误差有
8. 电压负反馈调速系统是通过稳定直流电动机电枢电压来达到稳定转速的目的，其原理是电枢电压的变化与(　A　)。
  A、转速的变化成正比          B、转速的变化成反比
  C、转速的变化平方成正比        D、转速的变化平方成反比
9. 电压负反馈自动调速系统，当负载增加时，则电动机转速下降，从而引起电枢回路(　 C　)。
  A、端电压增加  B、端电压不变  C、电流增加   D、电流减小
10. 在变频调速中的变频器(　 D　)。
  A、只具有调压的功能      B、只具有调频的功能
  C、都具有调压和调流的功能   D、都具有调压和调频的功能
11. 在电压负反馈调速系统中加入电流正反馈的作用是利用电流的增加，从而使转速(C　　)，使机械特性变硬。
  A、减少   B、增大     C、不变   D、微增大
12. 电压负反馈加电流正反馈的直流调速系统中，电流正反馈环节(　A　)反馈环节。
  A、是补偿环节，而不是      B、不是补偿而是
  C、是补偿环节，也是       D、不是补偿也不是
13. 自动生产线系统，输入信号一般采用(　A　)信号。
  A、开关量   B、数字量 C、模拟量   D、除开关量外的所有
14. 电流截止负反馈的截止方法不仅可以用电压比较方法，而且也可以在反馈回路中对接一个(　D　)来实现。
  A、晶闸管   B、三极管 C、单晶管  D、稳压管
15. 带有电流截止负反馈环节的调速系统，为了使电流截止负反馈参与调节后机械特性曲线下垂段更陡一些，应把反馈取样电阻阻值选得(　A　)。
  A、大一些 B、小一些   C、接近无穷大   D、零
16. 电流截止负反馈的截止方法不仅可以用(　B　)比较方法，而且也可以在反馈回路中对接一个稳压管来实现。
  A、电流    B、电压     C、功率   D、电荷
17. 在调速系统中，当电流截止负反馈参与系统调节作用时说明调速系统主电路电流(　A　)。
  A、过大     B、过小    C、正常      D、为零
18. 无静差调速系统中必须有(　A　)调节器。
  A、比例——积分    B、比例   C、比例——微分  D、微分
19. 无换向器电动机又称为(　C　)电动机。
  A、他控变频同步  B、他控变频异步 C、自控变频同步  D、自控变频异步
20. 转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压造成的转速降(　A　)补偿能力。
  A、没有   B、有  C、对前者有补偿能力，对后者无  D、对前者无补偿能力，对后者有
21. 电压负反馈自动调速系统，一般调速范围D应为(　A　)。
  A、D<10         B、D>10    C、10 C、上升一段然后下降  D、下降一段然后上升

二、判断题
(  √  )1、 电压负反馈调速系统，在低速运行时容易发生停转现象，主要原因是电压负反馈太强。
(  × )2、有静差调速系统是依靠偏差进行调节；无静差调速系统是依靠偏差的积累进行调节的。
(  √  )3、自动调速系统采用PI调节器，因它既有较高的静态精度，又有较快的动态响应。
(  √  )4、削除直流环流的典型办法是：α=β=90°工作制。
(  √  )5、转速超调是速度调节器退出饱和的唯一方式。
(  √  )6、及时抑制电压扰动是双环调速系统中电流调节器作用之一。
(  √  )7、矢量变换控制是将静止坐标系所表示的电动机矢量变换到以气隙磁通或转子磁通定向的坐标系。
(  √  )8、无静差调速系统是指动态有差而静态无差。
(  √  )9、单闭环直流调速系统，突加给定信号启动时，限制电流冲击的方法是电流截止负反馈。
(  √  )10、安装均衡电抗器是削除脉动环流的办法。
(  √  )11、自动调速系统采用PI调节器，因它既有较高的静态精度，又有较快的动态响应。
(  √  )12、转速超调是速度调节器退出饱和的唯一方式。
(  √  )13、及时抑制电压扰动是双环调速系统中电流调节器作用之一。
(  √  )14、电流截止负反馈是一种只在调速系统主电路过电流下起负反馈调节作用的环节，用来限制主回路过电流。
(  √  )15、调速范围满足一定的静差率条件，同理，静差率是在满足一定的调速范围条件下讲的。
(  √  )16、无静差调速系统，比例调节器的输出电压与输入电压成正比。
(  ×  )17、若理想空载转速相同，直流调速闭环系统的静差率只有开环系统静差率的   
(  √  )18、在转速，电流双闭环控制系统中，引入电流内环的目的是实现时间准时间最优控制。
(  √  )19、在转速单闭环调速系统中，转速调节器采用比例、积分控制器，则该系统是转速无静差系统
(  √   )20、在转速单闭环调速系统中，转速调节器采用比例控制器，则该系统是转速无静差系统。
三、填空题
1． 双闭环的调速系统的特点是：利用（ASR的饱和非线性）实现了（“准时间最优”）控制，同时带来了（转速超调）。
2． 在设计双闭环系统的调节器时，先设计（内环的ACR），然后设计（外环的ASR）。
3． 在双闭环调速系统中，电流调节器主要是对（电网电压波动）起调解作用；而转速调节器主要是对（负载扰动）起抗扰调节作用。
4． 变电压调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢电压常用的三种可控制电源分别为（旋转变流机组）、（静止可控整流器）及（脉宽调制器和直流斩波变换器）。
5． 直流电动机的调速方法有三种，即为（改变电枢电压调速）、（弱磁调速）和（电枢回路串电阻）调速。
6． 直流调速系统的静态技术指标有（调速范围D）和（静差率S），它们的表达式分别为（）和（），它们之间的关系式为（）。
7． 脉中宽度调制简称(PWM)，它是通过功率管开关作用，将（恒定直流电压）转换成频率一定，宽度可调的（方波脉冲电压），通过调节（脉冲电压的宽度），改变输出电压的平均值的一种变换技术。
8． 调速控制系统是通过对（电动机）的控制，将（电能）转换成（机械能），并且控制工作机械按（给定）的运动规律运行的装置。
9． 用（直流电动机）作为原动机的传动方式称为直流调速，用（交流电动机）作为原动机的传动方式称为交流调速。
10．电气控制系统的调速性能指标可概括为静态）和（动态）调速指标。
11．在电动机微机控制系统中，电动机是（被控对象），微型计算机则起（控制器）的作用。
12．总的来说，在电动机微机控制系统中，计算机主要完成（实时控制）、（监控）和（数据处理）等工作。
13． 模拟信号到数字信号转换包括（采样）和（量化）两个过程。
14． PID控制中P、I、D的含义分别是（比例）、（积分） 和（ 微分）。
15． 脉冲式传感器检测转速的方法有（M法测速）、（T法测速）和（M/T法测速）。
16． 从系列数据中求取真值的软件算法，通常称为（数字滤波算法）。
17． 与模拟控制系统相比，微机数字控制系统的主要特点是（离散化）和（数字化
18． 数字控制直流调速系统的组成方式大致可分为三种：1. 数模混合控制系统2. 数字电路控制系统3. 计算机控制系统
19． 常规PID控制算法中可分为（位置式PID算法）和（增量式PID算法） 。
20． 微机数字控制双闭环直流调速系统硬件结构主要包括以下部分：（主电路）、（检测电路）、（控制电路）、（给定电路）和（显示电路）。
21．直流电动机有三种调速方法，分别是(改变电枢供电电压U)、(改变励磁通)、(改变电枢回路电阻R )
22. 可控直流电源有三种形式：(旋转变流机组、静止可控整流器、直流斩波器)。
23. 直流调速系统采用改变电源电压调速，已知电动机的额定转速nN =900r/min，高速机械特性的理想空载转速n0= 1000r/min；低速机械特性的理想空载转速n0min=200r/min，在额定负载下低速机械特性的转速nmin=100r/min，电动机在额定负载下运行的调速范围D= 9 ，静差率δ= 0.5 。
24. 在直流调速系统中，常用的校正方法有 (串联校正、并联校正) 两种。
25. 双闭环直流调速系统在突加给定启动时，动态过程有三个阶段分别是(_电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段)。
26. 直流调速系统的工程设计中,工程设计方法的基本指导思想是(_预期特性典型化、典型系统性能指标与其参数的关系表格化)。
四、简答题
1.在转速、电流双闭环调速系统中转速调节器有那些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值又应如何整定？
答：转速调节器的作用：①使转速n跟随给定电压Un变化稳态进行无静差②在负载变化或给定电压变化或产生扰动而出现转速偏差时，则靠ASR的调节起抗扰作用③当转速出现较大偏差时，ASR的输出限幅值决定了允许的最大电流，作用于ACR以获得较快的动态响应。
ASR的输出限幅为Um，主要用来限制最大电流。
电流调节器的作用：①对电网电压的波动起到及时的抗扰作用，几乎不对转速产生影响②在起动时，由于ASR饱和，电流调节器获得允许的最大电流，使过渡过程加快，实现了快速起动③在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压U变化④在电动机过载甚至堵转时，一方面限制了过大的电流起到快速的保护作用，另一方面使转速迅速下降实现了很陡的下垂特快。
ACR的输出限幅值为，主要限制晶闸管触发装置的最大电压。

2.为抑制零漂，通常在PI调节器的反馈回路中并联一个高阻值的电阻。试分析这对闭环调速系统的影响。
答：有时为了避免运算放大器长期工作时的零点漂移，故意将其放大系数压低一些，在R1—C1两端并接一个大电阻，其值一般为几MΩ,这样调节器的稳态放大系数更低于无穷大，为, 系统也只是一个近似的无静差调速系统。如果需要的话可以利用来计算系统的实际静差率。

3. 在突加给定启动时，转速调节器退饱和超调的条件是什么？在给定积分器启动时，转速调节器是否存在退饱和超调现象?
答：①当电动机转速达到给定值时，则有，此时ASR的输入信号，由于ASR的积分作用，其输出仍保持限幅值，同时电流保持最大值，改变极性，则ASR退出饱和并参与调节作用，系统进入双闭环调节阶段。
②在给定积分器起动时转速调节器不存在退饱和超调现象，只有经过一定时间满足一定条件时才会出现腿饱和超调现象。
4．闭环系统的静特性优于开环系统的机械特性，表现在哪些方面。
答：如下四方面：
（1）在相同的负载下，闭环系统的转速降落仅为开环系统转速降落的1/（1＋K）；
（2）在相同的理想空载转速时，闭环系统的静差率是开环系统静差率的1/（1＋K）；
（3）在静差率相同时，闭环系统的调速范围是开环系统调速范围的（1＋K）倍；
（4）闭环系统设置放大器后，才能获得以上各方面好的性能。
五、综合题
1.如图1如示转速反馈直流调速系统中，已知Pe=10Kw，Ue=220V，Ie=55A，ne=1000r/min，电枢电阻Ra=0.5Ω，V-M系统主电路总电阻R=1.0Ω。生产机械要求调速范围D=10Ω，静差率s≤5%。
（1） 试计算额定转速降和闭环系统的开环放大倍数；
（2） 画出系统的静态结构图；
（3） 在此调速系统中，若给定电压Ugn和测速发电机的励磁发生了变化，试分析直流电动机的转速n是否变化？

答：（1）
1）为了满足D＝10，静差率s≤5％

2）根据，求出系统的开环放大系数
因为
所以有
（2）系统静态结构图为：

（3）分析如下：
反馈控制系统对于被负反馈环包围的前向通道上的一切扰动作用都能有效地加以抑制，对反馈通道上检测元件或装置的扰动无能为力，但对给定作用的变化则惟命是从，如果给定电压发生了变化，则被调量也要跟着变化，反馈控制系统无法鉴别这种变化是正常的调节结果，还是给定电压给定的变化；如果测速发电机的励磁发生了变化，反馈电压也要改变，不能通过系统的调节作用消除这种变化，反而使电动机转速偏离了原应保持的数值。因此说，高精度的调速系统要有高精度的反馈检测元件作为保证。