《2023自控系统考试题B卷答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023自控系统考试题B卷答案.docx（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、北方民族高校试卷课程代码：01100150 课程：电力拖动自动限制系统（B卷答案）123456789101112总成果熨核得分阅卷老师说明：木试卷适用于2023级自动化、电气工程及其自动化专业的学生，也适用于重修的学生。学生可 以运用计算器。1、写出单闭环转速负反馈限制系统的转速方程式，那个参数的变更可以使稳态速降降低许多？ （5分）勺段一1/ kpk,U；（3分） = C 八 =777777 -r二、=Z Q(l + k) Ce + k) Ce(l + k)闭环后，K值越大，使转速着陆越小。（3分）2、调速范围和静差率的定义是什么？分别写出开环系统的调速范围、静差率和闭环系统的调速范围、静差
2、率。（5分）答：最高转速和最低转速之比叫做调速范围（2分）负载由志向空载增加到额定值时所对应的转速着陆与志向空载转速之比，称作静差率开环时的调速范围与静差率：（2分）o = 4$ =也。届军第触张票栗卦脐龙卅卦N0Z焉0Z,总怎闭环系统的调速范围和静差率分别为：（2分）D（l + k）D叩s = %/（l + Q3、在转速负反馈单闭环无静差调速系统中，突加负载后又进入稳定运行状态，画出各环节的电压信号的变更趋势，并说明系统是如何实现转速调整的（5分）答案：突加负载后引起电流增大：各环节的信号变更如下：/dTf儿-跖T. 生Tf ohoTfaT（趋势 3 分）闭环系统能够削减稳态速降的实质在于它
3、的自动调整作用，在于它能随着负载的变更而相应地变更电 枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。（2分）4、在转速负反馈单闭环调速系统中，那些扰动系统有抑制作用，那些扰动系统无法抑制？ 为什么？画出单闭环转速负反馈调速系统结构图，并将各扰动标在图中。（10分）答案：反馈限制系统对被反馈环包围的前向通道上的扰动都有抑制功能（4分）。但是，假如在 反馈通道上的测速反馈系数受到某种影响而发生变更，它非但不能得到反馈限制系统的抑制，反 而会增大被调量的误差（2分）。（图4分）5、用数学公式说明：为什么在闭环限制系统中，为满意系统的稳态精度，要求开环放大系数K 值越大越好，而为了满意稳定性要求，依据劳斯稳定性判据
4、，K值又不能太大？（10分） 答案：1）由单闭环转速负反馈限制系统的转速方程式（公式2分）KK U； RL当K值越大是口就越小，所以K值越大，系统的稳n = ;-= ni）cl -G（l + K） G（l + K）态速降就越小，稳态精度就越高。（2分）2）为了分析系统的稳态，由反馈限制闭环直流调速系统的开环传递函数（有公式4分）VV(.y)式中 K : Kp Ksa / Ce(Ts + lXV+qs + i)得到反馈限制闭环直流调速系统的特征方程为（有公式2分）一口53 + 4（52 + +%5 + =（）。0$3 +,524-025 + 3 =01 + K + K 1 + K -依据劳斯-古
5、尔维茨判据，系统稳定的充分必要条件是（有公式3分）2一 一 .a（） 0, q（）, a1 （） a3 （）生一外田。整理后得（有公式2分）所以K值不能大与某个值。否则系统不稳定。6、在转速负反馈单闭环调速系统中，分别采纳比例限制、积分限制、比例积分限制， 那些有静差？那些无静差？为什么要有静差？为什么能做到无静差？ （5分）解：比例限制为有静差，积分限制、比例积分限制为无静差（2分）在比例限制中AUn=U*n-Un,Uct=KpX A Un,假如AUn=0,则调整器输出为0,无调整的作用，所以AUnWO,为有差（3分）。积分限制、比例积分限制能做到无静差是因为含有积分器，积分器在其输入如=0
6、时，只要曾经有过U*n-Un不为0,保持以前的累 积值，使调整器输出不会为0,则积分器就有输出，积分器的输出为以前的累加值， 仍旧有输出，所以是无静差的。（5分）系统的稳态性好（2分）8、限制系统的伯特图如图所示。（5分）1）请回答图中三个频段对系统性能的影响。2）请回答图截止频率对系统性能的影响。答案1）低频段的斜率陡、增益高，系统的稳态精度高（1分）2）中频段以-20dB/dec的斜率穿越OdB线,3）高频段衰减越快，即高频特性负分贝值越低，系统的抗高频干扰的实力越强。（1分）4）截止频率3c越高，系统的快速性越好。（1分）9、为什么要增加电流截止负反馈？画出带电流截止负反馈的单闭环调速系
7、统的稳态结构图，并给出带电流截止负反馈稳态转速方程式。（10分）解：当直流电机在全电压起动时，如没有限流措施，会产生很 大的冲击电流，采纳转速负反馈后，系统在突加给定电压后， 由于惯性，转速不能马上建立起来，此时反馈电压仍为0,偏 差电压;给定电压，使电枢电压为最大值，电流过大。通过增 加电流截止负反馈保证电流基本不变，使它不超过允许值，当 正常时，电流截止负反馈不起作用。（说明和图3分，公式各MU： R%Ce(l + K) Q(l + K)2分)Id W Ider 0j %) (R+KpK、R、丸/d/dcr 时 - Q(l + K)C/l + K) 10、在转速、电流双闭环调速系统中，AS
8、R起什么作用？假如ASR和ACR采纳PI调整器，变更 电机的起动电流,应当调整什么参数?转速反馈系数增大，转速如何变更？画出双闭环环调速系统 的动态结构图。（15分）答案：1）转速调整器的作用：（1）转速调整器是调速系统的主导调整器，它使转速很快地跟随 给定电压变更，稳态时可减小转速误差，假如采纳PI调整器，则可实现无静差。（3分）（2）对负载变更起抗扰作用。（2分）（3）其输出限幅值确定电机允许的最大电流。（2分）2）调整ASR的限幅输出就可以调整起动电流或变更电流反馈系数。（2分）如何变更？（3）在什么条件下可以实现回馈制动？答案：1）电动机正转时，由正组晶闸管装置叩、供电，正组晶闸管装置
9、工作在整流状态,反组VR则工作在逆变状态。（3分）2）由于两组晶闸管装置相同，两组的最大输出电压比Omax是一样的，因此，当直流平均环流为零时，应有cosa r = - cosa f或a r + a f = 180（2分）3）如采纳a=B工作制，当任何一组的触发角在0ae0。时晶闸管装置工作在整流状态， 另一组的触发角在90 B 180时晶闸管装置工作在逆变状态。（3分）正组回馈制动：反组工作在整流状态。正组工作在逆变状态 90a180, 0 P 90 ,要 求正组的输出电压Udo要小于反电势E （2分）12、一个V-M系统，已知电动机参数为：Pn=5KW. Un=220V、Ix=20A ,额
10、定转速nN=1100r/min R11 Q ,整流装置内阻。，触发整流环节的放大系数Ks=40。要求调速范用D=30,静差率SW10%。（15分）试求：1）计算开环系统的稳态速降和满意调速要求所允许的稳态速降。（4分）2）如采纳转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图。（3分）3）调整该系统，使给定U：=10V时转速1200r/mim,此时转速负反馈系数。为多少？（认为比ID （4分）4）计算所需的放大器放大系数KP。（4分）解：1）开环系统的稳态速降为：（4分）C,二 04一乙&220 - 20x11400= 0.142A乐s1400x0.1 一 ,满口=标丁元与7 = 8小】意调速要求所允许的稳态速降为:2）转速负反馈系统的稳态结构图：（3分）3）当U=10V时转速n=1000r/m,则转速负反馈系数a为 （3分）U：二 1（）n 1000=0.0 km/run a = n4）闭环系统的开环放大系数K为：（3分）“ p p s % 1 286.6 , _ _K = Kpx Ksxa/Ce =L-1 =1 55.3A/%5.18所需的放大器放大系数KP为：（2分）“ KCe。Kp = 25.0Ksa 30x0.01计算过程和公式正确给全分