电力拖动自动控制系统练习试题

判断题

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。（√）

直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√）

静差率和机械特性硬度是一回事。（×）

使用PI调节器构成的无静差调速系统稳态精度不受反馈检测装置的影响。

电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压的大小并非仅取决于速度给定的大小。（√）

转速、电流反馈控制无静差可逆调速系统稳态时电力电子装置控制电压的大小取决于电流调节器输入信号的大小。（×）

反馈控制系统的精度只取决于给定的精度。（×）

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。（×）

对于有环流可逆V-M系统，在一般情况下允许两组晶闸管同时处于整流状态。（×）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。（×）

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。（√）

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。（×）

α=β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（√）

α=β配合工作制的有环流可逆调速系统的正向制动过程中，转速调节器饱和，电流调节器不饱和。（×）

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。（×）

电压闭环相当于电流变化率闭环。（√）

闭环系统可以改造控制对象。（√）

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。

V-M系统中平波电抗器的电感量一般按照额定负载时保证电流连续的条件来选择。（×）

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。（√）

直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（×）

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。（√）

对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（√）

转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能可以达到直流双闭环调速系统的水平。（×）

绕线式异步电动机串级调速系统的功率因数随着速度的下降而下降。（√）

与一般的相比较，SVPWM控制方法的输出电压最多可提高15%。（√）

同步电动机只需改变定子频率就可调节转速，不必采用电压频率协调控制。

交流异步电动机调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。（×）

位置随动系统，Ⅰ型和Ⅱ型系统都能跟踪加速度输入信号，Ⅱ型系统精度高。（×）

同步电动机定子、转子绕组与异步电动机相同，都是三相的。（√）

检测元件产生的误差是可以克服的。（Ⅹ）

绕线式异步电动机串级调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。（Ⅹ）

绕线式异步电动机串电阻调速系统属于转差功率消耗型交流调速系统。（√）SVPWM以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM以正弦电压为控制目标。（√）

与异步电动机相比，同步电动机的稳态转速恒等于同步转速，因此机械特性很硬。（√）位置伺服系统正常运行的首要条件就是系统必须是稳定的，不稳定的系统其他性能指标都是毫无意义的。（√）

选择题

转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是

A．PID B．PI C．P D．PD

静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率

A．越小B．越大C．不变D．不确定

下列异步电动机调速方法属于转差功率不变型的调速系统是

A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速

可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是

A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制

控制系统能够正常运行的首要条件是

A．抗扰性B．稳定性C．快速性D．准确性

转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是

A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR

双闭环直流调速系统的起动过程中不包括

A.转速调节阶段

B.电流上升阶段

C.恒流升速阶段

D.电流下降阶段

下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是

A．饱和非线性控制B．转速超调

C．准时间最优控制D．饱和线性控制

逻辑无环流系统中，逻辑控制器的英文缩写是（ A ）

A．DLC B．FOC C．PWM D．SPWM 在自然环流可逆调速系统正向制动过程中：本组逆变阶段，本组整流装置逆变，它组（ B ）。

A. 待逆变

B.待整流

C.逆变

D.整流

下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是

A．降电压调速B．变极对数调速

C．变压变频调速D．转子串电阻调速

SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的

A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波

下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是

A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合

比例微分的英文缩写是

A．PI B．PD C．VR D．PID

调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准

A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度

转速、电流反馈控制的直流调速系统中，转速环按典型Ⅱ型系统设计，关于系统性能叙述正确的是（ A ）

A．抗扰能力较强，稳态无静差B．抗扰能力稍差但超调小

C．抗扰能力较差，稳态无静差D．抗扰能力较强但稳态有静差

使用PI调节器构成的无静差调速系统中P 部份的作用是（ D ）

A、消除稳态误差；

B、不能消除稳态误差也不能加快动态响应

C、既消除稳态误差又加快动态响应；

D、加快动态响应

采用PI调节器的转速、电流反馈控制直流调速系统稳定运行时，电流调节器的输入偏差是

零，输出电压U C 是（ B ）

A ．0

B ． s dL n e K R I U

C +α/* C ．β*im

U D ．s e K n

C

转速反馈无静差调速系统中，下列参数中（ C ）改变时，系统稳态转速会发生变化。

A. 负载

B. 电网电压

C. 反馈系数

D. 电动机励磁电流 下列异步电动机调速方法属于转差功率不变型的调速系统是（ C ）

A ．串电阻调速

B ．串级调速

C ．变压变频调速

D ．降电压调速 下面关于绕线式三相异步电动机串级调速时电动机的机械特性特点叙述中，错误的是（ C ）

A. 调速时理想空载转速随β角变化而变化

B. 调速时机械特性基本上是上下平移的

C. 调速时机械特性硬度基本不变，且与固有特性硬度相同

D ．与固有特性相比最大转矩变小

转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是

A ．ACR

B ．AVR

C ．ASR

D ．ATR

下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是

A ．只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的

B ．反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动

C ．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定

D ．系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度

笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，恒（ ）控制方式控制性能最好 A ．恒1S

ωU 控制 B ．恒1g ωE 控制 C ．恒1r E ω控制 D ．恒1S E ω控制

SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的

A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波

下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是

A．高阶B．线性C．非线性D．强耦合正弦波脉宽调制的英文缩写是

A．PID B．PWM C．SPWM D．PD

采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于

A．无静差调速系统B．有静差调速系统

C．双闭环调速系统D．交流调速系统

．异步电动机数学模型的组成不包括

A．电压方程B．磁链方程C．转矩方程D．外部扰动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

B ACR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

双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是（A）。

（A）ASR饱和、ACR不饱和（B）ACR饱和、ASR不饱和

（C）ASR和ACR都饱和（D）ACR和ASR都不饱和

无静差调速系统中，调节器一般采用（C）调节器。

（A）P调节器（B）PD调节器（C）PI调节器

在速度负反馈单闭环调速系统中，当下列（C）参数变化时系统无调节能力。

（A）放大器的放大倍数Kp （B）负载变化

（C）转速反馈系数（D）供电电网电压

为了增加系统响应的快速性，我们应该在系统中引入（A ）环节进行调节。

（A）比例（B）积分（C）微分

使用PI调节器构成的无静差调速系统的调节器中I 部份的作用是（ A ）

A、消除稳态误差；

B、不能消除稳态误差也不能加快动态响应

C、既消除稳态误差又加快动态响应；

D、加快动态响应

转速、电流双闭环调速系统中，转速环按典型Ⅰ型系统设计，关于性能叙述正确的是（ B ）

A．抗扰能力较强，稳态无静差B．抗扰能力稍差但超调小

C．抗扰能力较差，稳态无静差D．抗扰能力较强但稳态有静差

如果理想空载转速相同，转速反馈控制直流调速系统静差率与开环系统静差率之比为（ D ）。

A． 1 B．0 C．1+K D．1/（1+K）

转速调节器采用比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ）

A. 零

B. 大于零的定值

C. 小于零的定值；

D.保持原

先的值不变

下面位置检测装置，精度最高的是（ C ）

A.自整角机

B.旋转变压器

C.感应同步器

D.电位器

填空题

1．常用的可控直流电源有静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器

2．调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率

3．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定

4．当电流连续时，改变控制角，V—M系统可以得到一组平行的机械特性曲线。

5．常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方式

6．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标

VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制。

电流截止负反馈的作用是限流

．负反馈的作用是抵制扰动

V-M系统中，由于电流波形的脉动，可能出现电流波形连续和断续两种情况。当电感量较小或负载较轻时，就容易造成电流波形断续的情况。

采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。

14．静态环流可以分为直流平均环流和瞬时脉动环流

15．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标。

16．PWM变换器可以通过调节电力电子开关来调节输出电压。

20．转速单闭环直流控制系统可以通过引入电流环控制以提高系统动态性能。

21．转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历不饱和、饱和、退饱和三种情况。

24．无静差直流调速系统的实质是调节器包含比例积分环节。

25．比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点，比例部分能迅速响应控制作用。

28．电流调节器可以对电网电压的波动起 及时抗扰 的作用。

29根据直流电动机转速方程φ

e d K R I U -=n ，可以看出有改变电枢电阻、 变电压 以及减弱励磁三种方法可以调节直流电动机的转速。

30 V-M 系统中，由于电流波形的脉动，可能出现电流波形 连续 和 断续 两种情况。当电感量较小或负载较轻时， 就容易造成电流波形 断续 的情况。

31、双闭环直流调速系统起动过程的特点是饱和非线性 、准时间最优 以及退饱和超调。

32、双闭环直流调速系统在外环设计成Ⅱ型时，由于系统的饱和非线性作用，使其抗扰性与跟随性一致 。

33、异步电动机变压调速系统转差功率损耗与系统的调速范围和负载性质有密切关系，相对来说 风机泵类负载比较适合采用变压调速。

34、采用两组晶闸管反并联的可逆V-M 系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过 负载 而直接在 两组晶闸管 之间流通的短路电流，称作环流。

35、逻辑无环流可逆系统的逻辑控制装置需要设置两个延时电路，分别是 封锁 延时和 开放 延时。

36、对于调速系统的转速控制要求有调速 、 稳速 、 加减速 三个方面。

37、PWM 变换器中，由于直流电源靠二极管整流器供电，不可能回馈电能，电机制动时只好对滤波电容充电，这将使电容两端电压升高，称作 泵升电压 。

38、根据直流电动机转速方程，可以看出有改变电枢电阻、 变电压 以及减弱励磁三种方法可以调节直流电动机的转速。

39、异步电动机串级调速时所能产生的最大转矩比正常接线时减少了17.3% 。

41、两组晶闸管反并联的可逆V-M 系统，采用α = β 配合 控制，可以消除直流平均

环流，但是瞬时脉动环流是自然存在的，可以通过串接 环流电抗器 抑制瞬时脉动环流。

42、根据对异步电动机转差功率处理方式的不同，可把交流调速分成转差功率消耗型、转差功率 不变型 、转差功率 馈送型 。

已知不同电压频率协调控制方式的机械特性图，a 为恒1S

U ω恒压频比控制，则对应其他两种

控制方式分别为：b 为恒1g

E ω控制；c 为恒1r E ω控制。

从结构上看，静止式变频装置分间接变频装置（交-直-交变频）和直接变频装置（交-交变频）。

异步电动机变压调速系统属于转差功率消耗 型的调速系统，转差功率损耗以及系统的调速范围和负载性质有密切关系，相对来说 风机泵类负载比较适合采用变压调速。

46三相异步电动机的数学模型包括： 电压方程、 磁链方程、 转矩方程和 运动方程。 47伺服系统的功能是输出快速而准确地复现 给定信号 。伺服系统由 伺服电动机 、功率驱动器、控制器和 传感器 四大部分组成。

48同步电动机转子旋转速度就是旋转磁场同步的转速，转差恒等于 同步速 。同步电动机变压变频调速系统属于转差功率 不变型 的调速系统。

49 对于异步电动机变压变频调速，在基频以下希望维持气隙磁通不变，需按比例同时控制 电压 和 频率 ，基频以上，由于 电压 无法升高迫使磁通减弱。

50异步电动机的数学模型是一个 高阶 、 非线性 、 强耦合 的多变量系统。 简答分析画图

1、直流调速有哪几种方案？Ｖ－Ｍ系统何时会发生电流断续？怎样解决？电流截止负反馈的目的是什么？

1、调速系统转速控制的要求？何为静差率、调速范围？二者有何关系？闭环静特性与开环系统机械特性相比有何优点？

2、PWM-M系统与V-M系统相比优点

3、反馈控制规律是什么？

4、采用PI调节器的无静差调速系统的稳态误差是否受给定电源和测速发电机精度的影响？

5、转差频率控制的规律？

6、转速调节器、电流调节器的作用？

7、转速、电流双闭环直流调速系统退饱和超调量与哪些因素有关？考虑饱和非线性的影响，转速环的抗扰性与跟随性是否一致？

8、位置随动系统与调速系统比较？位置随动系统常用的位置检测装置有哪几种？

9、何谓环流，环流的种类有哪些？根据对环流控制方案的不同，可逆调速系统可以分为哪几种？

10、双闭环直流调速系统的起动过程，起动特点？启动过程各量随时间变化的波形。

11、简述异步电动机在下面不同的电压-频率协调控制时的机械特性并画图比较。

12、交流调速分成哪几种类型？各举一例。

14、环流概念，分哪几种？怎样抑制？

15、可逆直流调速系统有哪几种，

18何为泵升电压？如何抑制？

19位置随动系统的误差包括哪几种？

20、采用PI调节器的无静差调速系统的稳态误差是否受给定电源和测速发电机精度的影响？为什么？

22在转速负反馈单闭环调速系统中，当电网电压、放大器放大系数、激磁电流、电枢电阻、测速发电机磁场各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对它们有无调节能

力？为什么？

23分析自然环流可逆调速系统正向制动过程。各点波形

24. 按定子磁链控制的直接转矩控制（DTC）系统与磁链闭环控制的矢量控制（VC）系统在系统特点与性能有什么异同？

26在双闭环直流调速系统中ASR、ACR各有何作用？它们的输出限幅值各应按什么要求整定？

27画出双闭环直流调速系统的动态结构图，并标明各点信号名称和作用。

28 画出逻辑无环流控制流程图

29串级调速系统的起动和停车时总的原则是什么？画出串级调速系统间接起动时控制原理图，说明间接起动的过程及工作原理。

30试从物理意义上解释位置随动系统中Ⅱ型系统能适应加速度输入而Ⅰ型系统不能。

31逻辑无环流可逆调速系统对无环流逻辑控制器的要求是什么？

32、对于调速系统转速控制的要求有哪几个方面？单闭环直流调速系统的静特性与开环系统机械特性相比有何优点？

33：常用的异步电动机调速有哪些？哪些属于转差功率消耗型？哪些属于转差功率不变型？哪些属于转差功率回馈型？

①异步电动机调速方法有：降电压调速、绕线式异步电机转子串电阻调速、串级调速、

变极

调速、变频调速等。②降电压调速、绕线式异步电机转子串电阻调速属于转差功率消耗型

③串级调速属于转差功率回馈型

④变极调速、变频调速属于转差功率不变型。

35、PID控制器各环节的作用是什么？

答：PID控制器各环节的作用是：

（1）比例环节P：成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦出现，控制器立即产生控制作用，以便减少偏差，保证系统的快速性。

（2）积分环节I：主要用于消除静差，提高系统的控制精度和无差度。

（3）微分环节D：反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号变得过大之前，在系统中引入一个早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。36、交流异步电动机的恒压频比控制有哪几种方式？试就其实现难易程度、机械特性等方面

进行比较。

37、交流异步电动机变频调速系统在基速以上和基速以下分别采用什么控制方法，磁通、转矩、功率呈现怎样的变化规率，画出异步电动机变变频调速的控制特性图。

38、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？

1．某闭环调速系统，测得的最高转速为n max =1500 r/min ，最低转速为n min =150 r/min ，要求系统的静差率s ≤2%，试计算：

（1）该系统的调速范围D ；

（2）系统允许的静态速降Δn N ；

（3）如果开环系统的静态速降为100 r/min ，则闭环系统的开环放大倍数K 是多少？

2．某直流调速系统电动机额定转速为：n N =1230 r/min ，额定速降Δn N =105 r/min ，当要求静差率s ≤30%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率s ≤20%时，则调速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？

3．有一V —M 调速系统，电动机参数为：P N =2.5KW ，U N =220V ，I N =15A ，n N =1500r/min ，Ra=2Ω，可控硅整流装置内阻Rrec=1Ω，触发整流环节的放大系数K S =40，要求调速范围D=20，静差率S=10%，最大给定电压30V 。

(1) 计算开环系统的稳态速降和系统所允许的稳态速降。

(2) 计算转速反馈系数α。

(3) 计算所需放大器的放大系数K P 。

ω 控制器 A B 电流控制变频器 C D 等效直流电动机模型 +

i *m

i *t ?

ω1

i *α i *β i *A i *B i *C i A i B i C i α i β i m i t

~ 反馈信号 异步电动机 给定

信 号

?

4、三相异步电动机带额定恒转矩负载运行，在额定频率50Hz下的转速为950r／min，采用恒压变频调速，带额定恒转矩负载不变，求f1＝40Hz时的转速。

5、直流调压调速系统最高转速特性n omax＝1900r/min，最低转速特性n omin＝500r/min，带额定负载时的转速降落Δn N＝100r/min，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少？

6、已知晶闸管整流装置供电的调速系统原始参数。电机：P N=2KW，U N＝220V，I N＝15A，n N＝1500r/min，R a＝1.2Ω，其它参数：整流装置内阻R rec＝1Ω，触发整流环节放大倍数K s＝30。要求D＝20，s≤10%。

⑴计算采用开环调速时的额定速降，说明能否满足调速要求？

⑵若要满足这个要求，系统的额定速降Δn N最多是多少？

⑶采用转速负反馈组成闭环控制V-M系统，已知 = 0.015V·min/r，C e = 0.15V·min/r，采用比例放大器的放大系数K p应多大？

7、转速负反馈直流调速系统已校正成典型Ⅰ型系统，要求系统阶跃响应超调量δ％≤5％。已知时间常数T=0.1秒。

⑴求系统的开环增益；计算过渡过程时间t s和上升时间t r；

⑵如果要求上升时间t r＜0.35 秒，则开环增益K=？δ％=？

宁可累死在路上，也不能闲死在家里！宁可去碰壁，也不能面壁。是狼就要练好牙，是羊就要练好腿。什么是奋斗？奋斗就是每天很难，可一年一年却越来越容易。不奋斗就是每天都很容易，可一年一年越来越难。能干的人，不在情绪上计较，只在做事上认真；无能的人！不在做事上认真，只在情绪上计较。拼一个春夏秋冬！赢一个无悔人生！早安！—————献给所有努力的人