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1、,宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准课程名称 自动控制系统 适 用 时 间 2010年1月4日 试卷类型 A 适用专业、年级、班 自动化专业 06本科 一、选择题：（每小题3分，3515分）1、（C） 2、（A） 3、（B） 4、（B） 5、（A）二、填空题：（每小题3分，3515分）1、调速范围，静差率 2、5.3 3、串级，负反馈，负反馈4、给定电压，负载电流 5、不饱和、饱和、退饱和三、判断题：（每小题2分，2510分）1、（） 2、（） 3、（） 4、（） 5、（）四、简答题：（每小题10分，102=20分） 1答：泵升电压产生的原因： 采用二极管整流获得直流电源时，电机制动时不能回馈
2、电能，只好对滤波电容充电，使电容两端电压升高，产生泵升电压。 （5分）泵升电压抑制措施：电容器吸收动能；镇流电阻消耗动能；并接逆变器。（5分） 2. 答： ASR输出限幅决定电动机允许的最大电流。 （5分） ACR输出限幅决定电力电子变换器的最大输出电压。（5分）五、计算题：（每小题20分，202=40分） 1.解：(20分) （1）原理图：（5分） （2）稳态结构框图： （5分） （1分） （3）电压比较环节 ： （1分）放大器：（1分）（1分） 电力电子变换器 ：调速系统开环机械特性 ：（1分）测速反馈环节 ：削去中间变量的静特性方程；直流调速系统一 判断题1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于
3、恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（）2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（）3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（）4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（）5静差率和机械特性硬度是一回事。（ ）6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。 （ ）7电流转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的大小并非仅取决于速度定 Ug* 的大小。 （）8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。 （ ）9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（）1
4、0可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（）11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。 （）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。 （ ） 12=配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（）13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（）15 闭环系统可以改造控制对象。（）16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。 17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。
5、（）18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（）19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（）20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（）二 选择题1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（ A）。A ACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动BACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动C ACR 放大转矩波动，ASR抑制电压波动D ACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动2桥式可逆PWM变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压等于（B）。A B C D 3与机组相比，相控整流方式的优点是（A、B、C、D ），缺点是（ E、F
6、 ）。A 功率放大倍数小于1000倍 B 可逆运行容易实现C 控制作用的快速性是毫秒级 D 占地面积小，噪音小E 高次谐波丰富 F 高速时功率因数低 4系统的静态速降ned一定时，静差率S越小，则（ ）。A 调速范围D越小 B 额定转速越大C 调速范围D越大 D 额定转速越大5当理想空载转速n0相同时，闭环系统的静差率与开环下的之比为（ D ）。A 1 B 0 （K为开环放大倍数）C 1+K D 1/（1+K）6速度单闭环系统中，不能抑制（ D ）的扰动。A 调节器放大倍数 B 电网电压波动C 负载 D 测速机励磁电流7转速电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后，发现原定正向与机械要求的正方向相反
7、，需改变电机运行方向。此时不应（ C ）。 A 调换磁场接线 B 调换电枢接线 C 同时调换磁埸和电枢接线 D 同时调换磁埸和测速发电机接线8一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（ C ）。A 两个调节器都饱和 B 两个调节器都不饱和C ST饱和，LT不饱和 D ST不饱和，LT饱和 9配合控制有环流可逆调速系统的主回路中（D ）A既有直流环流又有脉动环流 B有直流环流但无脉动环流C既无直流环流又无脉动环流 D无直流环流但有脉动环流10普通逻辑无环流（既无推又无准备）可逆调速系统中换向时待工作组投入工作时，电动机处于（ B ）状态。回馈制动反接制动 能耗制动自由停车11双闭环直流调速系统电
8、流环调试时，如果励磁电源合闸，电枢回路亦同时通电，给定 由ACR输入端加入且产生恒定的额定电流，则 （ ）。（假定电机不带机械负载） 电机会稳定运转 电机不会运转 电机会加速到最高转速过流跳闸12速度单闭环系统中，不能抑制（ ）的扰动。A 调节器放大倍数 B 电网电压波动C 负载 D 测速机励磁电流13 配合控制有环流可逆调速系统的主回路采用反并联接线，除平波电抗器外，还需要（ ）个环流电抗器。A 2 B 3 C 4 D 114 转速PID调节器的双闭环系统与转速PI调节器的双闭环系统相比，（C）A 抗负载干扰能力弱 B 动态速降增大 C 恢复时间延长 D 抗电网电压扰动能力增强15 输入为零
9、时输出也为零的调节器是A P调节器 B I调节器 C PI调节器 D PID 调节器16 下列电动机哪个环节是比例惯性环节A B C D 17 直流电动反并联晶闸管整流电源供电的可逆调速系统给定为零时，主要停车过程是A本桥逆变，回馈制动 B 它桥整流，反接制动C它桥逆变，回馈制动 D 自由停车18直流电动一组晶闸管整流电源供电的不可逆调速系统给定为零时，主要停车过程是A本桥逆变，回馈制动 B 它桥整流，反接制动C它桥逆变，回馈制动 D 自由停车三 填空题1如图，埸效应管VT5的作用是零速封锁即在给定为零且反馈为零使调节器输出为零，以防止由于PI中由于积分作用输出不为零，使得移相控制角可能处于最
10、小，出现全压启动导致过电流故障。电位器RP1可调整输出正限幅值，RP2可调整输出负限幅。C11是积分电容，C5和R9接入速度反馈构成微分调节器。C6、C7是输入滤波电容。2电流断续时KZD系统的机械特性变软，相当于电枢回路的电阻值增大。4 脉宽调速系统中，开关频率越高，电流脉动越小，转速波动越小，动态开关损耗越大。5 采用转速电流双闭环系统能使电动机按允许的最大加速度起动，缩短起动时间。7 典型I型系统的超调量比典型II型系统小，抗扰动性能比典型II型系统差。8下图为单闭环转速控制系统。(1)图中V是 晶闸管整流器；(2)图中Ld是平波电抗器 ，它的作用是 抑制电流脉动和保证最小续流电流 ；(
11、3)图中采用的是PI即比例积分调节器，它的主要作用是 保证动静态性能满足系统要求；(4)此系统主电路由 三 相交流电供电；(5)此系统具有 转速（速度） 负反馈环节；(6)改变转速，应调节_RP1_电位器；(7)整定额定转速1500转/分，对应8V，应调节_RP2_电位器；(8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。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
12、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
13、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
14、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交流调速系统一 判断题1交交变频器的输出频率低于输入频率。（）2普通VVVF变频器可以直接突加转速给定起动。（）3转差频率控制的转
15、速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能达到直流双闭环调速系统的水平。（）4 SVPWM控制方法的直流电压利用率比一般SPWM提高了15%。（）5串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。（）6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。（）7普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速范围的转子变频调速系统。（）8永磁同步电动机自控变频调速中，需增设位置检测装置保证转子转速与供电频率同步。（）9交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。（）10同步电动机只需改变定子频率就可调节转速，不必采用VVVF控制。（）11SVPWM以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM以正弦电压为
16、控制目标。（）12SVPWM输出电压比SPWM高出15%，即直流电压的利用率高。（）串级调速系统能够实现电气制动。（）13 转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。（）14异步电动机的状态方程至少是一个5阶系统。（）15 异步电动机VVVF调速系统中速度给定信号可以是阶跃信号。（）16气隙磁链是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链。（）计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。17 在串级调速系统故障时，可短接转子在额定转速下运行，可靠高。（）二 选择题1带二极管整流器的SPWM变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列 的 （A）矩形波。A 幅值不变，宽度可变 B 幅
17、值可变，宽度不变C 幅值不变，宽度不变 D 幅值可变，宽度可变2绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B）A ，输出功率低于输入功率 B ，输出功率高于输入功率C ，输出功率高于输入功率 D ，输出功率低于输入功率3普通串级调速系统中，逆变角，则（C）。A 转速上升，功率因数下降 B 转速下降，功率因数上升C 转速上升，功率因数上升 D 转速下降，功率因数下降4绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C），输出功率低于输入功率 B ，
18、输出功率高于输入功率C，输出功率高于输入功率 D ，输出功率低于输入功率5与矢量控制相比，直接转矩控制（D）A 调速范围宽 B 控制性能受转子参数影响大 C 计算复杂 D 控制结构简单6异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（C）A恒控制 B恒控制C恒控制 D 恒控制7异步电动机VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是A 补偿定子电阻压降 B 补偿定子电阻和漏抗压降 C 补偿转子电阻压降 D 补偿转子电阻和漏抗压降8异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（D）A恒压频比控制B恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D恒转子磁通控制9电流跟踪PWM控制时，当环宽选得较大时，A开关频率高，B电流波
19、形失真小 C电流谐波分量高 D电流跟踪精度高三 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AB电流控制变频器CD等效直流电动机模型+i*mi*tj w1i*ai*bi*Ai*Bi*CiAiBiCiaiimit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
20、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）？ABw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D3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
21、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。 电力拖动自动控制系统辅导 电力拖动自动控制系统是工业自动化专业的主要专业课之一。本课程教材采用陈伯时主编的电力拖动自动控制系统（第4版）。
22、本课程的教学内容分为三大部分。第一部分是以直流电动机为控制对象的直流拖动控制系统，主要包括教材中第二章至第四章，介绍直流拖动自动控制系统的基本概念、基本组成环节和基本控制规律及自动控制系统中调节器的工程设计方法。第二部分是以交流电动机为控制对象的交流拖动系统，主要包括教材中第五章至第八章，主要对交流拖动系统中的一些基本理论、基本环节和控制规律进行了分析。 第三部分是伺服系统，主要是介绍伺服系统的特征和组成已经控制对象的数学模型已近伺服系统的设计，主要是教材中第九章内容。本次教学内容是第一、二、三、五章和第六章部分内容，为便于 同学们复习，下面给出各章复习要求。 本次期末考试采用闭卷考试，共三大
23、部分题目，第一部分为填空题，没空2分，共40分；第二部分为简答题，每题8分，共24分；第三部分为计算题，每题12分，共36分。计算题的内容为直流调速系统的直流控制部分出一个大题；V-M调速系统部分出一个大题，开环闭环的速降以及反馈系数和放大倍数方面的计算；三相半波的双闭环调速系统计算，计算电流和转速反馈系数，设计和计算电流调节器的各个参数，设计转速调节器，并验证。下面各个部分的内容为填空和简答的重点内容，颜色标红的部分为重点复习内容！第一章 结论 【本章重点】 1.电力拖动控制系统的基本类型： 1)直流电机拖动控制系统的基本类型； 2)交流电机拖动控制系统的基本类型。 2.典型的生产机械负载转
24、矩有哪几种，特性是什么。 第二章 转速反馈控制直流调速系统第三章 转速、电流反馈控制直流调速系统【本章重点】 1. 转速控制的要求和调速指标： l）调速范围 D ； 2）静差率 S 3）调速范围、静差率和额定速降之间的关系。 2闭环调速系统的组成，静特性的含义，转速负反馈闭环调速系统的稳态结构图。 3开环系统机械特性与闭环系统静特性的比较。 4闭环系统能够减少稳态速降的实质。 5反馈控制规律（转速反馈闭环调速系统的三个基本特性）。 6反馈控制闭环直流调速系统的稳态参数计算。 7截流反馈的概念，电流截止负反馈环节的特点，以及带电流截止负反馈的闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性。 8反馈控制闭环
25、调速系统的动态数学模型的建立、动态结构图、传递函数、以及稳定条件。 9 PI 调节器的设计。 10无静差调速系统的含义，积分控制规律的含义、结构。积分调节器与比例调节器的区别。比例控制、积分控制和比例积分控制规律的区别。 11无静差直流调速系统的分析及稳态参数计算。 12直流电动机转速的调速方法有那些。 13转速、电流双闭环直流调速系统的组成，主要包括：双闭环直流调速系统的原理框图和稳态结构图。 14双闭环直流调速系统 PI 调节器在稳态时的特征： l）饱和输出达到限幅值； 2）不饱和输出未达到限幅值。 15双闭环直流调速系统的静特性。 16双闭环直流调速系统在稳态工作时各变量间的关系（分析出
26、现特殊情况时候的运行状况）、稳态工作点和稳态参数的计算。 17双闭环直流调速系统起动过程中电流和转速的三个阶段： l）电流上升阶段； 2）恒流升速阶段； 3）转速调节阶段； 4）起动过程的三个特点，波形分析。 18双闭环直流调速系统的动态性能： 1）动态跟随性能； 2）动态抗扰性能：抗负载扰动和抗电网电压扰动。 19转速、电流两个调节器的作用。 20调节器的工程设计方法的基本思路。 21按工程设计方法设计转速、电流双闭环直流调速系统的调节器： l）电流调节器的设计； 电流环的动态结构图； 电流调节器的结构选择； 电流调节器参数的选择。 2）转速调节器的设计： 转速环的动态结构图； 转速调节器的
27、结构选择； 转速调节器多数的选择。 3）电流调节器和转速调节器的实现。 22双闭环直流调速系统中外环和内环的作用。 23带电流变化率内环的三环直流调速系统的主要作用、特点。 第五、六章 交流调速系统 【本章重点】 1.变压变频调速的基本控制方式，基频以上和基频以下的各自的调速方式。 2.异步电机电压、频率协调控制时的机械特性。 3静止式电力电子变压型变频装置的组成，各元件的作用，导电方式，以及大致的工作原理。 4转速开环、恒压频比控制的调速系统，主要包括：系统的控制原理、结构框图的组成、工作原理、以及动态结构图。 5转速闭环、转差频率控制的变压变频调速系统，主要包括： l）转差频率控制的基本概
28、念； 2）转差频率控制的规律； 3)转差频率控制系统的结构组成、特点、工作原理。 6异步电机的多变量数学模型和坐标变换。 7按转子磁场定向矢量控制的变压变频调速系统，主要包括： 1）矢量控制系统的构想；（如何用有限的PWM逆变器输出电压矢量来逼近期望的输出电压矢量） 2）矢量控制调速系统原理性框图、主要特点。祝大家取得好成绩！1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管-电动机系统能够获得更好的动态性能？答：PWM电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1） 主电路线路简单，需用的功率器件少。（2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。（3） 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可
29、达 1：10000 左右。（4） 若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。（5） 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也 不大，因而装置效率较高。（6） 直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。PWM开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。1-2试分析有制动通路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个VT是如何工作的？答：制动时，由于的脉冲变窄而导致反向时，Ug2 变正，于是VT2导通，VT2导通，VT1关断。1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么关系？为
30、什么脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了？答：生产机械要求电动机提供的最高转速 和最低转速之比叫做调速范围，用字母D表示，即：负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落 与理想空载转速之比，称为系统的静差率S,即： 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为： 由于在一定的下，D越大，越小 又一定，则S变大。所以，如果不考虑D，则S的调节也就会容易，1-4某一调速系统，测得的最高转速特性为，最低转速特性为，带额定负载的速度降落，且不同转速下额定速降不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多大？解1-5闭环调速系统的调速范围是1500-150r/min，要求系统的
31、静差 S=2%,那末系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min则闭环系统的开环放大倍数应有多大？ 1，2，1-6某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8 r/min，如果将开环放大倍数他提高到30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速，开环转速降落，若要求静差率由10%减少到5%则系统的开环增益将如何变化？ 解：原系统在调速范围D=20，最小转速为：，原系统在范围D=20，静差率为10%时，开环增益为：静差率10%时原系统的开环增
32、益为：1-8转速单环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？答：1）闭环调速系统可以比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围。为此，所需付出的代价是需增设电压放大器以及检测与反馈装置。2）能。因为，由公式可以看出，当其它量均不变化时，随着的变化而变化3）能。因为转速和反馈电压比有关。4）不，因为反馈控制系统只对反馈环所包围的前向通道上的扰动起抑制作用 ，而测速机励磁不是。1-9在转速负反馈调节系统中，当电网电
33、压、负载转矩，电动机励磁电流，电枢电流、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，问系统对于上述各量有无调节能力？为什么？答：系统对于上述各量中电网电压、负载转矩，电动机励磁电流，电枢电流、电枢电阻、有调节能力。因为它们在闭环系统的前向通道中，对于测速发电机励磁各量发生变化，没有调节能力。因为它不在闭环系统的前向通道中。1-10有一V-M调速系统，电动机参数为：电枢电阻，整流装置内阻，触发整流环节的放大倍数。要求系统满足调速范围20，静差率10。（） 计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的闭环静态速降。（） 调整该系统能参数，使当，则转速负反馈系数应该是多少？（） 计算放大
34、器所需的放大倍数。解：（）电动机的电动势系数开环系统静态速降闭环静态速降闭环系统开环放大倍数（2）因为 所以=407.4288 =0.00961（3）运算放大器的放大倍数在题的转速负反馈系统中增设电流截止环节，要求堵转电流，临界截止电流,应该选用多大的比较电压和电流反馈采样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过主电路总阻的1/3，如果做不到，需要加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构图，并计算电流反馈放大系数。这时电流反馈采样电阻和比较电压各为多少？解：（1） 则 0 得： 系统的原理图和静态结构图(给它画出图)（2）显然采样电阻大于主电路2.7*1/3倍，所以增加电流反馈放大器后：新的采样
35、电阻：可选0.5欧姆电流反馈放大系数： 新的比较电压： 所以加上的电流反馈放大器的放大倍数为3某调速系统原理图如图所示，已知数据如下：电动机18，220，In94，整流装置内阻,触发整流环节的放大倍数。最大给定电压，当主电路电达到最大值时，整定电流反馈电压。设计指标：要求系统满足调速范围20，静差率S10，。试画出系统的静态结构框图，并计算：（） 转速反馈系数。（） 调节器放大系数。（） 电阻的数值。（放大器的输入电阻）（） 电阻的数值和稳压管的击穿电压值。解：(1) 同1-10可得a=0.0145(2) (3)（4）A；A；当主电路电流最大即为时，而当主电路电流为时，为： V此时电流反馈起作
36、用，稳压管的击穿电压可根据确定取稍大值：当主电路的电流增大到时，为起到保护作用应使流过的电流等于流过的电流，以使电机转速迅速降落。此时：mA ; k(取3.5k)系统的静态结构框图在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数发生变化时，系统是否有调节作用，为什么？（）放大器的放大倍数（）供电电网电压（）电枢电阻（）电动机励磁电流（）电压反馈系数a答：3）电枢电阻，）电动机励磁电流，（）电压反馈系数a无调节作用。因为反馈控制系统所能抑制的只是被反馈包围的前向通道上的扰动。有一个V-M系统,已知:电动机: （15分）,Ra=1.5,整流装置内阻,触发整流环节的放大倍数。（15分）(1) 系统开环
37、工作时,试计算调速范围D=30时的静差率s值;(2) 当D=30, 时,计算系统允许的稳态速降;(3) 如组成转速负反馈有静差调速系统,要求D=30,在,计算转速负反馈系数a 和放大器放大系数Kp;（4）如将上述调速系统改为电压负反馈有静差调速系统,仍要求在,并保持系统原来的开环放大系数不变，试求在30时的静差率。解：（）（原来多加了1）（）当30，10时计算系统允许的稳态速降（）求取的方法同1-10 可得=0.00652 （4）改为电压负反馈有静差调速系统闭环转速降落为：当调速D范围不变时静差率为：显然比速度反馈系统在调速范围不变的情况下静差率大的多，但比无反馈系统静差率小了在题1-10的系
38、统中,若主电路电感L=50mH,系统运动部分的飞轮惯量,整流装置采用三相零式电路,试判断按题1-10要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行?如果保证系统稳定运行,允许的最大开怀放大系数K是多少?电磁时间常数 机电时间数 （查表全波为0.00167） 在1-10题中如要系统稳定须保证则系统不稳定。如要系统稳定，允许的最大的开环放大系数为但调速范围不满足了16.为什么用积分控制的调速系统是无静差的?在转速负反馈调速系统中,当积分调节器的输入偏差电压时,调节器的输出电压是多少?它取决于那些因素?答： 使用积分控制时可以借助积分作用，使反馈电压与给定电压相等，即使为零一样有输出，不再需要来维持，由此即可
39、使输出稳定于给定值使调速系统无静差。 当时调节器的输出为电压，是对之前时刻的输入偏差的积累。 它取决于的过去变化，当为正增加，当为负下降，当为零时不变。17.在无静差转速单闭环调速系统中,转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响?试说明理由;答： 在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度同样受给定电源和测速发电机精度的影响。无静差转速单闭环调速系统只是消除了误差，使输出的转速基本稳定于给定的转速。但是，这种系统依然属于反馈控制系统，只能抑制被反馈环包围的前向通道上的扰动，对于其他环节上的精度影响无可奈何。18.采用比例调节器控制的电压负反馈系统,稳态运行时的速度是否有静差?为什
40、么?试说明理由;答：有静差。电压负反馈系统中是在转速较高时，忽略了转速的降落认为 电枢电压正比于转速，而实际上是电枢电压无静差，从公式中可以看出速度的降落是不能消除的。因为调节器的输出是电力电子变换器的控制电压。所以只要电动机在运行，就必须有控制电压因而也必须有转速偏差电压。第二章 习题答案2-1在转速、电流双闭环调速系统中，若改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数Kn行不行？改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行？改变转速反馈系数行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？答：改变转速，调节给定电压，改变转速调节器放大倍数 不行，改变也不行，改变行。改变堵转
41、电流调节电流反馈系数.2-2转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为什么？答：两个调节器的输入偏差电压均为0，如果不为0则和继续变化，就不是稳态。转速调节器的输出电压为：电流调节器的输出电压为：2-3如果转速、电流双闭环调速系统中的转速调节器不是PI调节器，而改为P调节器，对系统的静、动态性能将会产生什么影响？答：稳态精度变差，但跟随性和抗干扰能力都不会得到改善，使系统成为不稳定系统。 答：静特性 1）闭环系统的静特性变软 2）存在静差率相对较大。 动特性：跟随性和抗干扰能力不会得到改善，动态稳定性降低，而快速性却提高了。2-4试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统：（） 调速系统的静态特性;（） 动态限流性能;（） 起动的快速性;（） 抗负载扰动的性能;（） 抗电源电压波动的性能;答：（1）单闭环：在系统稳定时实现转速无静差。 双闭环