完整版運動控制系統(tǒng)試卷A答案

《運動控制系統(tǒng)》課程試卷（A卷）答案第1篇直流調速系統(tǒng)（60分）一、填空題（每空1分，共23分）運動控制系統(tǒng)由電動機、功率放大與變換裝置、控制器及相應的傳感器等構成。轉矩控制是運動控制的根本問題，磁鏈控制與轉矩生產機械常有的三種負載是恒轉矩負載、恒功率負載和平方率負載。某直流調速系統(tǒng)電動機額定轉速nN1430r/min，額定速降 nN115r/min，當要求靜差率s30%時，贊成的調速范圍為，若當要求靜差率s20%時，則調速范圍為，業(yè)如希望調速范圍達到 10，所能滿足的靜差率是44.6%。數(shù)字測速中，T法測速合用于低速，M法測速合用于高速。生產機械對調速系統(tǒng)轉速控制的要求有 調速、穩(wěn)速和加減速 三個方面。直流電機調速的三種方法是：調壓調速、串電阻調速和弱磁調速。雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的起動過程分為電流上漲階段、恒流升速階段和轉速調理三個階段。單閉環(huán)比率控制直流調速系統(tǒng)可以減少穩(wěn)態(tài)速降的本質在于它的自動調理作用，在于它能跟著負載的變化而相應的改變電樞電壓，以賠償電樞回路電阻壓降的變化。二、選擇題（每題1分，共5分）1、雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，ASR、ACR均采納PI調理器，此中ACR所起的作用為（D）。A、實現(xiàn)轉速無靜差A、實現(xiàn)轉速無靜差B、對負載變化起抗擾作用C、輸出限幅值決定電動機贊成的最大電流D、對電網電壓顛簸起及時抗擾作用2、典型I型系統(tǒng)與典型II型系統(tǒng)比較，（C）。A、前者隨從性能和抗擾性能均優(yōu)于后者 B、前者隨從性能和抗擾性能不如后者C、前者隨從性能好，抗擾性能差 D、前者隨從性能差，抗擾性能好3、轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)對以下哪些擾動無戰(zhàn)勝能力， （D）。A、電樞電阻 B、負載轉矩 C、電網電壓 D、速度反響電位器4、下述調理器能除掉被控制量穩(wěn)態(tài)偏差的為（ C）。A、比率調理器日、微分調理器C、PI調理器 D、PD調理器5、雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，ASR、ACR采納PI調理器，以下說法正確的選項是（C）A、電動機電樞電流最大時，轉速最高 B、電動機電樞電流小于負載電流，轉速最高C最高C、電動機轉速最高時，電樞電流等于負載電流電流等于負載電流。D、恒流升速時，電動機電樞三、 簡答題（14分）1、 轉速電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)應先設計哪個環(huán)？（ 1分）答：電流環(huán)（1分）2、 寫出PI調理器的傳達函數(shù)。（1分）答：W（s）=Kpi（tS+1）/ts（1分）3、 寫出典型I型系統(tǒng)和典型II型系統(tǒng)的傳達函數(shù)。（2分）答：典型I型系統(tǒng)：W（s）=K/s（Ts+1）典型II型系統(tǒng):K（ts+1）/s2（Ts+1）（2分）4、寫出電動機的傳達函數(shù)。（2分）答：Id（s）/（Udo（s）-E（s））=1/R（Tls+1）;E（s）/（Id（s）-Idl（s）=R/Tms（2分）5、 在調理器的工程設計方法中，低頻段大慣性環(huán)節(jié)如何進行近似辦理？高頻小慣性群如何進行近似辦理？（2分）答：在調理器的工程設計方法中，低頻段大慣性環(huán)節(jié)近似為積分環(huán)節(jié)，高頻小慣性群會并為一個一階慣性環(huán)節(jié)。（2分）TOC\o"1-5"\h\z6、 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)中，給定濾波環(huán)節(jié)的作用是什么？（ 1分）答：給定濾波環(huán)節(jié)的作用是均衡反響濾波環(huán)節(jié)的延緩作用，使兩者獲取適合的配合。 （1分）7、在無靜差轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)中，影響轉速的穩(wěn)態(tài)精度的主要要素是什么？ 2分）（答：給定、反響環(huán)節(jié)（2分）8、PWM可逆直流調速系統(tǒng)中電抗器遠小于晶閘 一電動機系統(tǒng)中的電抗器的原由是什管么？（1分）答：電流脈動小 （1分）9、PWM可逆直流調速系統(tǒng)的動向性能優(yōu)于晶閘管 一電動機系統(tǒng)的主要原由是什么？（1分）答：滯后時間常數(shù)Ts?。?分）10、雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，恒流升速階段， ACR輸出如何變化？（1分）答：線性增添（1分）四、 剖析計算題（12分）在轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中， ASR、ACR均為PI調理器。已知參數(shù)：電動機：PN，Un=220V，IN=20A，nN=1000r/min，電樞回路總電阻Q，設Un*m=Ui*m=Ucm=10V,電樞回路最大電流Idm=50A，電力電子變換器的放大系數(shù)Ks=50。試求：電流反響系數(shù)？。（2分）轉速反響系數(shù)。。（2分）當電動機在最高轉速發(fā)生堵轉時的 Udo、U「、Uj 、uc值。（8分）

解答：①解答：①公式正確得1分，計算正確得1分止黑=是=°-01CV/r/nin）公式正確得1分，計算正確得1分島廣偵R=50乂15=75（ ）U掃U『10VU,-旦1耳二0.2x20=4（V）TJi75（V）每計算一個量，公式正確得1分，計算正確得1分，共8分五、轉速電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)， ASR、ACR均采納PI調理器，系統(tǒng)起動過程中，回答以下問題：（6分）1、 起動開始時ACR輸出為何增添？一會兒為何又減??？（ 2分）答：ACR給定迅速增添，而轉速增添緩慢，ACR輸入偏差為正；電流迅速增大使ACR輸入偏差迅速減小，在比率和積分的共同作用下，比率降落較快，而積分上漲較慢，輸出減小。2、 為何速度必然產生超調？（ 2分）ASR才能退飽和，電流ASR才能退飽和，電流才能降落，轉速才能停止上漲3、當速度達到最高后又開始降落，降落到給定轉速的一瞬時，電動機電樞電流比負載電流大還是??？（2分）答：電動機電樞電流比負載電流小第二篇交流調速系統(tǒng)（40分）、填空題（共12題，每題1分，共12分）.恒壓頻比控制方式是指給異步電動機供電的電壓和 頻率之比為常數(shù)。.異步電機基于穩(wěn)態(tài)模型的控制方法有調壓調速和變壓變頻調速；基于動向數(shù)學模型的高性能控制方法有FOC和DTC。異步電動機變壓變頻調速控制特色曲線中，基頻以下調速稱為恒 轉矩調速，基頻以上浮速稱為恒功率調速。4?控制變頻器逆變部分的常有的脈沖寬度調制技術有（1）以追求電壓正弦為目的

的SPWM控制技術，（2）以追求電流正弦為目的的CFPWM控制技術，（3）以追求磁鏈正弦為目的的SVPWM控制技術。5.轉差頻率控制的兩個基本特色是：（1）定子電壓和頻率比協(xié)調控制保持空隙磁通恒定，（2）氣隙磁通不變時，電磁轉矩與轉差頻率成正比。電磁耦合是機電能量變換的必需條件，電流與磁通的成積產生轉矩，轉速與磁通的成積產生感覺電動勢。異步電動機可以看作雙輸入 雙輸出系統(tǒng)。8.三相異步電動機的機械特色方程式是T 3單壓2匕's 8.三相異步電動機的機械特色方程式是e(sRR')2(LL')21sr lslr差率為s差率為smRr'

J 12(Ls Lr')209.定子電流進行3s/2s變換的公式是1a,9.定子電流進行3s/2s變換的公式是2id cossinisincossin10.不一樣樣電動機的物理模型相互等效的原則是：在不一樣樣坐標系中所產生的磁勢完滿一致，總功率也相等。旋轉坐標系下，異步電機電磁轉矩方程為 TenpLm（isqirdisdirq），此中ird表示dq坐標系下轉子d軸電流。異步電機無論是三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系，還是兩相旋轉坐標系下其動態(tài)數(shù)學模型必然由磁鏈方程、電壓方程、轉矩方程和運動方程構成。二、單項選擇題（在每題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內。共6題，每題1分，共6分）1.異步電動機變壓變頻調速系統(tǒng)屬于以下哪一各種類？（③ ）電磁功率回饋型； ②轉差功率回饋型；轉差功率不變型； ④轉差功率耗費型以下幾種變頻調速方法中，哪一種方法的異步機機機械特色是一條直線？虹常數(shù) ②J常數(shù)f1 f1

③—r常數(shù) ④改變Usfi以下哪一種狀況異步電動機定子不可以產生旋轉磁場？（③）三相對稱繞組，通入三相對稱正弦電流；兩相對稱繞組，通入兩相對稱正弦電流；兩相對稱繞組，通入兩相直流電流；四相對稱繞組，通入四相對稱正弦電流.以下各項中，哪項是三相異步電動機數(shù)學模型非線性的根源之一？（ ③）①電動機的轉速<旋轉磁場的轉速;定子電壓頻率>電動機的旋轉頻率;定子繞組和轉子繞組之間的互感是變量；轉差率在0—1之間）②線性定常系統(tǒng)；單輸入、雙輸出系統(tǒng).三相異步電動機在三相軸系上數(shù)學模型的性質是（）②線性定常系統(tǒng)；單輸入、雙輸出系統(tǒng)①單輸入、單輸出系統(tǒng)；③多變量、高階、北線性、強耦合系統(tǒng)；.異步電動機的數(shù)學模型從三相靜止坐標系變換到兩相靜止坐標系后，電壓方程的維數(shù)有何變化？（③）②從6維降到3維;④從②從6維降到3維;④從6維降到5維③從6維降到4維；三、簡答題（共3題，共10分）.簡述通用型變頻器的基本構成，并論述各部分的基本功能（ 4分）。答：主電路、泵升電路、控制電路和檢測保護電路構成，分別完成：交直交變換、能量回饋時能量泄放和電流檢測機保護作用。.簡述電壓正弦波脈寬調制法的基本思路（4分）。答：以頻率與希望的輸出電壓波相同的正弦波為調制波，以頻率比希望波高得多的等腰三角形波為載波，當調制波與載波訂交時，由它們的交點確立逆變器開關器件的通斷時辰，從而獲取幅值相等、寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖序列，這類調制方法是SPWM調制。.通用型變頻器基速以下變頻調速時為何要變壓？（ 2分）答：為保持電機主磁通恒定，由于主磁通太小電機利用不充分，太大會燒壞電機。四、綜合應用題（共2題，共12分。此中1題6分，2題6分）1.異步電機矢量控制變頻調速的基本思想是什么？（3分）并用結構簡圖描述（3分）答：按轉子磁鏈定向矢量控制的基本思想是：經過坐標變換，在按轉子磁鏈定向同步旋轉正交坐標系中，獲取等效的直流電機模型，模擬直流電動機的控制方法控制電磁轉矩和磁鏈，此后將轉子磁鏈定向坐標下中的控制量反變換獲取三相坐標系下的對應