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1、运动控制系统期末温习题(直流部分)运动控制直流部分温习题一、填空：1.调速系统的稳态性能指标主要是指和静差率。2.采用V-M系统，当系统处于深调速状态时，功率因数将较。3.直流调速系统中，晶闸管触发和整流装置的传递函数可近似成环节，时间常数称为。4.晶闸管-电动机转速、电流双闭环调速系统中，环为内环，环为外环。5.双惯性环节校正成典型型系统，引入的调节器是调节器。6直流调速的方法包括改变电枢回路电阻调速、调速和减弱磁通调速。7闭环调速系统对于_的扰动具有抑制作用，而对于_的扰动则无能为力。8转速、电流双闭环调速系统中，调节_的限幅值能够调节系统最大电流；调节_的限幅值能够调节UPE的最大输出电
2、压。9双极性直流PWM变换器的占空比，当时，输出平均电压为正，要使输出平均电压为负，应使。二、选择题1.下列讲法正确的是A积分调节器的输出决定于输入偏差量的历史经过。B比例控制能够使系统在偏差电压为零时保持恒速运行。C比例调节器能够实现无静差。D采用积分调节器动态相应快。2.双闭环调速系统中电流调节器具备的作用为A对负载变化起抗扰作用。B对电网电压波动起及时抗扰作用。C输出限幅决定允许的最大电流。D使转速跟随转速给定电压变化。3.双闭环调速系统中转速调节器不具备的作用为A对负载变化起抗扰作用。B对电网电压波动起及时抗扰作用。C输出限幅决定允许的最大电流。D使转速跟随给定电压变化。4.在工程设计
3、中，假如将系统校正成典型型系统的经过，KT值取为时为无超调。1A0.25B0.5C0.75D1.05.采用工程设计法的双闭环直流调速系统中，电流环设计成典型型系统，引入的电流调节器为调节器。APIBPICPDP6.G-M直流调速系统中的G指的是哪一种直流电源。A直流发电机；B静止整流器；C脉宽调制电源；D以上情况均可能。三、分析与简答1.在调速系统中，为什么在开环系统中晶闸管整流装置的控制电压前面没有加放大器，而在闭环之后要添加放大器？2.双闭环调速系统中，电流调节器的作用各是什么？3.采用双极型PWM变换器的调速系统，当电动机停止时，电枢电流能否等于零，为什么？4.假设某转速单闭环调速系统的
4、电源电压忽然降低，则该调速系统将怎样进行调节，请结合稳态构造图加以讲明。5.转速、电流双闭环直流调速系统设计后，ASR限幅对应1.5倍额定电流，但是在空载额定励磁稳速运行时突加额定转矩负载，转速不能回到给定转速，请分析原因？6.在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运行时，转速反应线忽然断线，试分析系统进入稳态后调节器、转速、电枢电流的情况。7.写出直流电动机反应闭环调速系统的临界放大系数表达式，并请讲明表达式中各个参数含义。8.请写出双闭环调速系统起动经过的三个特点。9.请简述H型双极式PWM变换器的缺点。四、设计题1、某晶闸管供电的双闭环直流调速系统
5、，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：直流电动机220V、136A、1460r/min，Ce=0.132Vmin/r，允许过载倍数=1.5。晶闸管装置放大系数40。电枢回路总电阻0.5。时间常数Tl=0.03s，Tm=0.18s。电流反应系数=0.05V/A10V/1.5IN，转速反应系数=0.007Vmin/r10V/nN。将电流环校正成典型型系统，取KT=0.5；将转速环校正成典型型系统，取h=5。电流环滤波时间常数0.002s；转速环滤波时间常数0.01s。请选择并设计各调节器参数。2、有一转速、电流双闭环调速系统,已知电动机参数为：PN=5.5kw，UN=220V，IN=28A，n
6、N=1490r/min，电枢回路电阻R=0.8,允许电流过载倍数=1.8，电磁时间常数TL=0.048s，机电时间常数Tm=0.185s，主电路采2用三相桥式整流电路，触发整流环节的放大倍数Ks=35，整流电装置内阻Rres=1.3，平均失控时间常数Ts=0.0017s,最大输入、输出电压均为10V，电流反应滤波时间常数Toi=0.002s，转速反应滤波时间常数Ton=0.015s。1计算电流反应系数，转速反应系数。2按典型I型系统设计电流调节器构造和参数，其中KT=0.5。3按典型II型系统设计转速调节器，其中h=5，选择调节器构造并计算参数。(计算时小数点后保留3位，若数值较小时，应保留三
7、位有效位)19分3、转速单闭环控制系统如下列图所示，已知数据如下：电动机：PNkW10，UN220V，IN55A，nN1500r/min，Ra0.5。整流装置内阻Rrec0.3,触发整流环节的放大倍数Ks35。最大给定电压Unm*8V，当主电路电流到达最大值时,整定电流反应电压Uim8V。设计指标：要求系统知足调速范围D25，静差率s10%。1.计算Ce，额定负载时，开环系统的稳态速降nop，知足静差率要求时，闭环系统的稳态速降ncl及闭环系统的开环放大系数K。2.转速反应系数，调节器放大系数Kp。3.定性画出当IdIN时，Un*nN和Un*1nN的闭环静特性。24系统能否有静差？若有静差，应
8、采取何种实际可行的措施消除静差。(计算时小数点后保留3位，若数值较小时，应保留三位有效位)15分Un*UnAUcUPEUnIdUdMnUtgTG六、按下述两种情况定性分析转速、电流双闭环直流调速系统的转速和电3流的变化规律，两个调节器的输出与控制作用，定性画出转速、电流的过渡曲线：负载电流为IdL时，突加给定的起动经过，设最大电枢电流为Idm；系统稳定后，负载电流由IdL加大到IdN，IdNIdm。12分答：段：ASR很快进入饱和状态，输出限幅值Uim*，在ACR的调节下，电流迅速上升到IdIdm，电流上升阶段段：ASR始终饱和，相当于转速开环，系统成为在Uim*下的电流调节系统，同时为了克制
9、反电动势E，所以在ACR的作用下，Id基本上保持略小于Idm的恒值，恒流升速阶段。段：ASR退饱和，Ui*，Id迅速减小，该段ASR，ACR都不饱和。ASR起主导的转速调节作用，ACR则使Id尽快地跟随Ui*，转速调节阶段。段：加负载导致n，在ASR作用下，Ui*，Id，当IdIdm时，n停止下降段：由于n仍小于给定值Ui*Id直到n=给定值，电流也到达最大值段：此时，IdIdNn，转速超调，Ui*，Id，直到IdIdN，n到达峰值，此后系统在负载阻力下减速，直到稳定。4nn*tIdIdmIdL0t1t2t3t4tnn*tIdIdNIdLt画出图中所缺部分51.有一V-M转速单闭环调速系统，采
10、用比例控制，电动机参数为60kW，220V、150A、1000r/min，电枢电阻0.2，整流装置内阻0.1，主电路电感L=10mH,系统运动部分GD2=60Nm2，触发整流环节的放大倍数为30。要求系统知足调速范围不小于20，静差率不超过5%.求：1)计算调速要求所允许的闭环静态速降。2)计算闭环系统开环放大系数；3)整流装置采用三相桥式电路，Ts=0.00167s，判定此时系统能否稳定。2、某PWM变换器供电的双闭环直流调速系统，采用三相桥式电路，基本数据如下：直流电动机220V、130A、1500r/min，Ce=0.196Vmin/r，允许过载倍数=1.5。PWM变换装置放大系数40，失控时间Ts=0.0012s。电枢回路总电阻0.5。时间常数Tl=0.035s，Tm=0.18s。当给定信号Un=10V时，对应稳态转速为nN；转速调节器饱和输出为10V时Id=1.5IN。将电流环校正成典型型系统，取KT=0.25；将转速环校正成典型型系统，取h=5。转速环滤波时间常数0.02s，忽略电流环的滤波环节。请选择并设计各调节器参数。6