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运动控制系统习题集解(直流部分)

习题二转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法

2-1 在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,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α行不行若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的哪些参数

答：①在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节的参数有：转速给定电压U*n，因为转速反馈系统的转速输出服从给定。

②改变转速调节器的放大倍数Kn，只是加快过渡过程，但转速调节器的放大倍数Kn的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。因此，不能通过改变转速调节器的放大倍数Kn，来改变转速

③改变改变电力电子变换器的放大倍数Ks，只是加快过渡过程，但转电力电子变换器的放大倍数Ks的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。因此，不能通过改变电力电子变换器的放大倍数Ks，来改变转速

④改变转速反馈系数α，能改变转速。转速反馈系数α的影响不在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统没有调节和抑制能力。因此，可以通过改变转速反馈系数α来改变转速，但在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行最终的转速还是服从给定。

⑤若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的参数有：转速的给定U*n、转速调节器的放大倍数Kn、转速调节器的限幅值、转速反馈系数α等，因为它们都在电流环之外。

2-2 在转速、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：在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，转速调节器退饱和，PI的作用使得转速调节器的输入偏差电压为0，转速调节器的输出电压由于维持在U*im（n*）。

在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，电流调节器不饱和，PI的作用使得电流调节器的输入偏差电压为0，形成一个电流随动子系统，力图使I d尽快跟随其给定U*i. 电流调节器的输出电压U C又后面的环节决定。

2-3 在转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是P调节器，对系统的静、动态性能将会产生什么影响

答：在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器采用P调节器，整个系统成为一个有静差的系统。

转速调节器不饱和，一直处于主导地位；电流调节器不饱和，形成一个电流随动子系统，无法形成在最大电流下在最短时间内使速度上升/下降最快，动态响应较慢。

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：①调速系统的静态性能；②动态限流性能；③启动的快速性

④抗负载扰动的性能；⑤抗电源波动的性能

答：

①调速系统的静态性能:

在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器采用PI调节器，整个系统成为一个无静差的系统。

带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，转速调节器采用PI调节器，整个系统成为一个无静差的系统。

②动态限流性能:

在转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器采用PI调节器，将电流限制在I dm内。

带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，将电流限制在I dcr-I dbl内。

③启动的快速性:

在转速、电流双闭环调速系统在启动/制动过程中，转速调节器饱和，电流调节器在最大电流I dm 附近进行PI调节，时间最短，提高了启动/制动的快速性。

带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，在启动/制动过程中，当电流大于截止电流I dcr时，电流调节器起作用，并不是在最大电流附近进行调节，启动/制动的快速性较差。

④抗负载扰动的性能：

在转速、电流双闭环调速系统中，负载扰动在转速外环中，负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调节器ASR来产生抗负载扰动的作用。在设计ASR时，应要求有较好的抗扰性能指标。

带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，负载扰动立即引起电流变化，当电流大于截止电流I dcr 时，电流调节器起作用，可以进行调节。

⑤抗电源波动的性能

在转速、电流双闭环调速系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗电源波动的性能大有改善。在电流截止环节的转速单闭环调速系统中，电网电压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电源电压扰动的性能要差一些。

2-5 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI 调节器。当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，当系统重新进入稳定运行时电流调节器的输入偏差信号U i 是否为零

答：在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI 调节器。当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，转速调节器反馈电压突变为为0，转速调节器输入偏差突变为最大，转速调节器（PI 调节器）饱和，转速开环，系统变为电流单闭环调节。转速调节器的输出突变为正极限值U *im ,电流调节器的输入偏差变大，电流调节器为PI 调节器作用，直至进入新的稳定状态，电流无静差。当重新进入稳定运行时，电流调节器（PI 调节器）的输入偏差信号U i 为零。

2-6 在转速、电流双闭环调速系统中，给定信号U *n 未变，增加转速反馈系数，系统稳定后转速反馈电压U n 是增加、减小还是不变

答：在转速、电流双闭环调速系统中，给定信号U *n 未变，增加转速反馈系数，转速调节器反馈电压增加，转速调节器输入偏差变大，转速调节器输出变大即电流调节器给定变大，电流调节器输入偏差变大，电流调节器输出变大即电机电流变大，进入重新调节阶段。系统稳定后，转速、电流无静差。转速调节器输入偏差为0，转速反馈电压U n 等于转速给定信号U *n ，不变。

2-7 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI 调节器。已知电动机参数为：P N ＝，U N ＝

220V ，I N =20A ，n N =1000r ／min ，电枢绕组总电阻R a ＝1. 5，U *nm =U *im ＝U *cm =8V ，电枢回路最大电流I dm =40A, 电力电子变换器的放大倍数Ks=40,试求:

① 电流反馈系数和转速反馈系数

② 当电动机在最高转速发生堵转时的U d0、U *I 、U i 、U c 值.

解：① 稳态运行时，转速调节器不饱和，输入偏差为0，α=n U n *=N

nm n U *8/1500=

稳态运行时，电流调节器不饱和，输入偏差为0，β=n U i *=dm

im i U *=8/40= ② 当电动机在最高转速发生堵转时, 电枢回路最大电流I dm =40A,

电流调节器反馈电压最大U *im =8V,

电流调节器输入偏差最大大，电流调节器饱和, 输出最大U *cm =8V, 电流开环.

经过电力电子变换器后的U d0= Ks*U c =40*8=320V.,

电机转速很小;几乎为0, 转速反馈电压很小, 转速调节器输入偏差很大, 转速调节器饱和，转速开环,转速调节器输出U *im ＝8V.

2-8 在转速、电流双闭环调速系统中，ASR 、ACR 两个调节器均采用PI 调节器。当ASR 的输出达到U *im =8V

时，主电路电流达到最大电流80A ，当负载电流由40A 增加到70A ，试问：

① U *I 如何变化 ② U c 如何变化 ③ U c 值.由哪些条件决定

答: ① 在转速、电流双闭环调速系统中，ASR 、ACR 两个调节器均采用PI 调节器。当ASR 的输出达到U *im =8V 时，ASR 饱和不起作用; 主电路电流达到最大电流80A ，电流调节器的给定电压U *i =U *im =8V 最大保持不变,

② 当负载电流由40A 增加到70A ，电流调节器反馈电压U i 增加, 电流调节器的输入偏差电压减小, 电流调节器的输出电压U c 减小.

③ U c 值.由: 电流调节器的输入偏差电压(电流调节器的给定电压U *i -电流调节器反馈电压)、条电流调节器的比例放大系数、电流调节器积分时间常数以及电机的运行状态等条件决定。

2-9 在转速、电流双闭环调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因使电动机励磁电源突然下降一半，系统工作情况会如何变化写出U d0、U *i 、U c 、I d 、n 在系统重新进入稳定后的表达式。

答: 在转速、电流双闭环调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因使电动机励磁电源突然下降一半，电机的电磁转矩减小为原来的一半，转速下降，转速调节器反馈电压U n 减小, 转速调节器的输入偏差电压增大, 转速调节器的输出电压即电流调节器的给定电压U *i 增大. 电流调节器的输出电压U c 增大，转速上升，达到新的稳定。

在系统重新进入稳定后U d0=

U *i =

U c =

I d =

2-10 某反馈控制系统已校正成典型Ⅰ型系统。已知时间常数T=，要求阶跃响应超调量σ≤10%

① 求系统的开环增益； ② 计算过渡过程时间t s 和上升时间t r

③ 画出开环对数特性。如要求上升时间t r <, 则K=,σ=

解：① 典型Ⅰ型系统W （S ）=)

1(+TS S K T= 阶跃响应超调量σ≤10% 当w c < 1/T 时，的幅频特性以–20dB/dec 斜率穿越零分贝线，系统有较好的稳定性。系统的开环增益K=w c 截止频率 KT= K=5

②过渡过程时间t s =n ξω3

=6T=

上升时间t r=)arccos (122ξπξξ--T 取ξ=

③ 上升时间t r < =)arccos (122ξπξξ--T ξ=

w n=ξ

T 21= 则K=w c=w n[21

24]214ξξ-+

σ=%100)1/(2?--ξξπe =

2-11 有一个系统,其控制对象的传递函数为W obj (S)=11+TS k =1

01.010+S ，要求设计一个无静差系统,在阶跃输入下系统超调量σ≤5%(按线性系统考虑),试决定调节器的结构,并选择其参数。

解: 要求设计一个无静差系统, 调节器结构选用I 调节器,W I (S)=S

k I ,

W I (S) W obj (S)= )101.0(10+S S K I 为典型Ⅰ型系统. 查典型Ⅰ型系统阶跃输入跟随性能指标表可知超调量σ≤ 5%, K T = K=50 K I =5

2-12 有一个系统,其控制对象的传递函数为W obj (S)=)1(1+TS S k =)

102.0(10+S S ，要求校正为典型Ⅱ型系统, 在阶跃输入下系统超调量σ≤25%(按线性系统考虑),试决定调节器的结构,并选择其参数。

解: 要求校正为典型Ⅱ型系统,调节器结构选用PI 调节器,

W PI (S)=S

S k PI 11)1(ττ+, τ1=hT=7*= W PI (S) W obj (S)=

)102.0()118.0(2.512++S S S 为典型Ⅱ型系统. 查典型Ⅱ型系统阶跃输入跟随性能指标表可知超调量σ≤30%, h=7

2-13 调节对象的传递函数为W obj (S)=

)102.0)(125.0(18++S S ，要求分别校正成典型Ⅰ型系统和典型Ⅱ型系统, 求调节器的结构和参数。

解:① 要求校正为典型Ⅰ型系统,调节器结构选用PI 调节器,

W PI (S)=S

S k PI 11)1(ττ+, τ1=T1= ② 要求校正为典型Ⅱ型系统,调节器结构选用PI 调节器,认为

S T S T 11111≈+ T 1>>T 2 W PI (S)=S

S k PI 11)1(ττ+, τ1=hT 2 一般取h=5 τ1=hT 2=5*= 2-14在一个由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调速系统中，已知电动机额定参数: P N

＝360KW ，U N ＝220V ，I N =308A ，n N =1000r ／min ，电动势系数Ce=. min ／r, 主回路总电阻R ＝，触发整流环节的放大倍数Ks=35, 电磁时间常数T l =, 机电时间常数T m =,电流反馈滤波时间常数Toi= 转速反馈滤波时间常数Ton=. 额定转速时给定电压U(*n )N =10V, 调节器ASR 、ACR 饱和输出电压

U *im =8V ，U cm =,

系统的静、动态指标为：稳态无静差，调速范围D=10，电流超调量σi ≤5%,空载启动到额定转速时的

转速超调量σn ≤5%, 试求:

① 电流反馈系数(假定启动电流限制在339A 以内)和转速反馈系数

② 试设计电流调节器ACR ，计算其参数R i 、C i 、C oi ，画出其电路图

（调节器输入回路电阻R 0=40K

③ 设计转速调节器ASR ，计算其参数R n 、C n 、C on ， R 0=40K

④ 计算电动机带40%额定负载启动到最低转速时的转速超调量σn

⑤ 计算空载启动到额定转速的时间

解：① 稳态运行时，电流调节器不饱和，输入偏差为0，β=n U i *=dm

im i U *=8/339= 稳态运行时，转速调节器不饱和，输入偏差为0，α=n U n *=N

nm n U *=10/1000= ② * 电磁时间常数T l =, 三相零式晶闸管整流装置的平均失控时间T S =, 电流反馈滤波时间常数Toi= 电流环的小时间常数T ∑i = T S +Toi=+ =,

* 根据设计要求: 稳态无静差，电流超调量σi ≤5%, 因此可按典型Ⅰ型系统设计, 电流调节器选用PI 型。检查对单源电压的抗扰性： i

L T T ∑==, 参考典型Ⅰ型系统的动态抗扰性能,各项指标是可以接受的.

* ACR 超前时间常数：τi =T l =

电流环开环增益：要求σi ≦5%时，应取K I T ∑i =,因此

K I =T ∑I == S -1

于是，ACR 的比例系数为: K i =β

τs i I K R K =**/*38)= * 根据电流调节器原理图，取R0=40KΩ,则

R i =K i R 0=*40=Ω (取9KΩ)

C i =τi /R i =9=μF (取μF)

C oi =4τi /R 0=4*40=μF (取μF)

③ * 电流环等效时间常数为2T ∑I =, 转速反馈滤波时间常数Ton=

转速环最小时间常数T ∑n =2T ∑I +T on =, 机电时间常数T m =,

电动势系数Ce=. min ／r,

* 由于设计要求无静差，转速调节器必须有积分环节；又跟据动态要求，空载启动到额定转速时的转速超调量σn ≤5%, 应按典型Ⅱ型系统设计转速环。故ASR 选用PI 调节器.

* 按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5,则ASR 的超前时间常数为

τn =hT ∑n =5*=

K N =2221n

T h h ∑+=220266.05215??+= K n =0266

.018.0001.05212.0196.0024.0)15(2)1(???????+=+∑n m e RT h T C h αβ= * 由转速调节器的原理图可知，取R 0=40KΩ,则

R n =K n *R 0=*40=2828KΩ (取R n =2830KΩ)

C n =τn /R n =2830=μF (取C n =μF)

C on =4T on /R 0=4*40=μF (取C on =μF)

④ 计算电动机带40%额定负载启动到最低转速时的转速超调量σn

σn%=（Δcmax/Cb ）%·2（λ-Z ）(Δnnom/n*)·(T ∑n/Tm)

当h=5时，（Δcmax/Cb ）%=%，而

Δnnom=IdnomR/Ce=*=min

σn%=%*2***(1600*=%<10%

⑤ 计算空载启动到额定转速的时间

2-15有一个转速、电流双闭环调速系统，主电路采用三相桥式整流电路, 已知电动机额定参数: P N ＝

555KW ，U N ＝750V ，I N =760A ，n N =375r ／min ，电动势系数Ce=. min ／r, 主回路总电阻R ＝，允许电流过载倍数λ=, 触发整流环节的放大倍数Ks=75, 电磁时间常数T l =, 机电时间常数T m =, 电流

反馈滤波时间常数Toi= 转速反馈滤波时间常数Ton=. 设调节器输入电压U *nm =U *im =U cm =10V, 调节器输入回路电阻R 0=40K

设计指标：稳态无静差，电流超调量σi ≤5%,空载启动到额定转速时的转速超调量σn ≤10%, 可电流调节器已按典型Ⅰ型系统设计，并取参数KT=, 试求:

① 选择转速调节器ASR 结构，计算其参数R n 、C n 、C on ， R 0=40K

② 计算电流环的截止频率w c 和转速环的截止频率w n ，并考虑他们是否合理.

解: ① * 电流调节器已按典型Ⅰ型系统设计，并取参数KT=, 由于设计要求无静差，转速调节器必须有积分环节；又跟据动态要求，空载启动到额定转速时的转速超调量σn ≤10%, 应按典型Ⅱ形系统设计转速环。故ASR 选用PI 调节器.

* 三相桥式晶闸管整流装置的平均失控时间T S =,

电流环最小时间常数T ∑i = T S +Toi=+=

转速环最小时间常数T ∑n =2T ∑I +T on =2*+=

按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5,则ASR 的超前时间常数为

τn =hT ∑n =5*=

K N =2221n T h h ∑+=220137

.05215??+= α=n U n *=N

nm n U *=10/375= β=n U i *=dm im i U *=10/**760)= K n =0137

.018.0027.05212.0196.0009.0)15(2)1(???????+=+∑n m e RT h T C h αβ= * 由转速调节器的原理图可知，取R 0=40KΩ,则

R n =K n *R 0=*40=76KΩ (取R n =76KΩ)

C n =τn /R n =76=μF (取C n =μF)

C on =4T on /R 0=4*40=2μF (取C on =2μF)

② 计算电流环的截止频率w c 的计算和验证如下：

根据设计要求: 稳态无静差，电流超调量σi ≤5%, 因此可按典型Ⅰ型系统设计, 电流调节器选用

PI 型。检查对单源电压的抗扰性： i L T T ∑==〈10 参考典型Ⅰ型系统的动态抗扰性能,各项指标是可以接受的. * ACR 超前时间常数：τi =T l =, 要求σi ≦5%时，应取K I T ∑i =,因此

K I =T ∑I == S -1

电流环截止频率ωci=KI= 1/s

晶闸管装置传递函数近似条件： 1/3Ts=1/(3×=s>ωc,满足近似条件。

忽略反电动势对电流环的影响的条件:

ωci≥3l m T T 1 3l

m T T 1=03.0112.013?=3*=53<ωc 满足近似条件。小时间常数近似处理条件：oi s T T 131=02

.0017.0131?= S -1>ωc 满足近似条件。和转速环的截止频率w n w c 的计算和验证如下：

转速环截止频率为：ωn=K N /ωi=K N τn =*=12 S -1

电流环传递函数简化条件：0037

.01.1353131=∑i I T K = S -1>ωn 满足简化条件。转速环小时间常数近似处理条件：

02.01.1353131=on I T K =>ωn , 满足近似条件。 2-16 在一转速、电流双闭环V-M 系统中，转速调节器ASR 、电流调节器ACR 均采用PI 调节器。

① 在此系统中, 当转速给定信号最大值U *nm =15V, n=n N =1500r ／min; 电流给定信号最大值U *im =10V, 允许最大电流I dm =30A, 电枢回路总电阻R ＝2, 晶闸管装置的放大倍数Ks=30,电动机的额定电流I N =20A, 电动势系数Ce=. min ／r, 现系统在U *n =5V, I dL =20A 时稳定运行.求此时的稳态转速n=, ACR 的输出电压U C =

② 当系统在上述情况下运行时,电动机突然失磁(φ=0), 系统将会发生什么现象试分析并说明. 若系统能够稳定下来,则稳定后n=, Un=, U *I =, U i =, I d =, U C =,

③ 该系统转速环按典型Ⅱ型系统设计,且按Mmin 准则选择参数, 取中频宽h=5, 转速环小时间常数T ∑n =, 求转速环在跟随给定作用下的开环传递函数,并计算出放大系数及各时间常数.

④该系统由空载(I dL=0)突加额定负载时,电流I d和转速n的动态过程波形是怎样的已知机电时

间常数T m=, 计算其最大动态降落△n max和恢复时间t v.

2-17 有一转速、电流双闭环控制的H型双极式PWM直流调速系统, 已知电动机参数为: P N＝200KW，U N＝48V，I N=3.7A，n N=200r／min，电枢电阻R a＝, 电枢回路总电阻R＝8，允许电流过载倍数λ=2, 电动势系数Ce=. min／r, 电磁时间常数T l=, 机电时间常数T m=, 电流反馈滤波时间常数Toi= 转速反馈滤波时间常数Ton=. 设调节器输入电压U*nm=U*im=U cm=10V, 调节器输入回路电阻R0=40K, 已计算出电力晶体管D202的开关频率f=1kHz,PWM环节的放大倍数Ks=

试对该系统进行动态参数设计, 设计指标：稳态无静差，电流超调量σi≤5%,空载启动到额定转速时的转速超调量σn≤20%, 过渡过程时间t s≤

问题2-18：哪些是控制系统的稳态性能指标、稳定性指标和动态性能指标

①稳态性能指标是：调速范围D=n max/n min=n nom/n min和静差率S=△n nom/n0*100%②稳定性指标：柏德图（对数幅频特性和对数幅频特性）

典型Ⅰ型系：对数幅频特性以－20dB/dec的斜率穿越零分贝线，只有保证足够的中频带宽度，系统就一定是稳定的，且有足够的稳定裕量。γ=90° -tg-1 ωc T > 45°典型Ⅱ型系统：对数幅频特性以－20dB/dec 的斜率穿越零分贝线。

γ=180°-180°+tg-1ωc t-tg-1ωc T=tg-1ωc t-tg-1ωc T③动态性能指标分跟随性能指标和抗扰性能指标：

跟随性能指标上升时间：在典型的阶跃响应跟随过程中，输出量从零起第一次上升到稳态值所

经过的时间（有些教材定义为10%--90%）

超调量：在典型的阶跃响应跟随过程中，输出量超出稳态值的最大偏移量

与稳态值之比。

调节时间：又称过度过程时间原则上是系统从给定量阶跃变化到输出量完全

稳定下来的时间。一般在阶跃响应曲线的稳态值附近，

取±5%（或±2%）的范围作为允许误差。

抗扰性能指标：动态降落：在系统稳定时，突加一个约定的标准的扰动量，在过度过程中引起

的输出量最大降落值。

恢复时间：从阶跃扰动作用开始，到输出量基本恢复稳态，距新稳态值之差

进入某基准量的±5% （或±2%）范围之内所需的时间。

2-19 转速、电流双闭环调速系统启动过程的特点是饱和非线性控制、转速超调和准时间最优。

2-20、调节器的设计顺序是先内环后外环:从内环开始,逐步向外扩展。常用的调节器设计方法有工程设计方法、调节器最佳整定方法、模型系统法和振荡指标法。

2-21、转速、电流双闭环调速系统中，转速环按典型Ⅱ型系统设计，抗扰能力强，稳态无静差。2-22、转速、电流双闭环调速系统中，电流环按典型Ⅰ型系统设计，抗扰能力较差，超调小。

2-23、在电机调速控制系统中，对于（C ）的扰动，系统是无能为力的。

A、运算放大器的参数的变化；

B、电机励磁电压的变化；

C、转速反馈参数的变化；

D、电网电压的变化

2-24 带有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

2-25 带有比例积分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（B ）

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

无静差调速系统的PＩ调节器中P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

2-27、双闭环调速系统在稳定时，控制电压Uct的大小取决于（C）。P51

A、转速n;

B、负载电流I dl

C、转速n和负载电流I dl;

D、电流反馈系数β

2-28 转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，两个调节器的关系为（ C ）

A 、A ＳＲ和AC Ｒ均饱和限幅输出;

B 、A ＳＲ不饱和，A

C Ｒ饱的限幅输出

C 、A ＳＲ饱和限幅输出，AC Ｒ不饱和;

D 、A ＳＲ和AC Ｒ均不饱和

2-29、带电流变化率内环的三环调速系统中的电流变化率调节器一般采用积分调节器.

2-30、带电压内环的三环调速系统中的电压调节器一般采用积分调节器.

2-31转速微分负反馈的引入，可使转速调节器在起动时转速调节器退饱和时间提前τdn ,使得转速调节器提前进入调节状态，从而抑制了超调。

2-32、带比例调节器的单闭环调速系统的开环放大系数_大于_临界放大系数时，系统将不稳定。P29

2-33、有一采用PI 调节器的双闭环调速系统，已知电动机参数：U nom ＝220V ，I nom =100A ，n nom =1000r ／min ，=, U *n ＝10V, Ks=30, ASR 、ACR 限幅值为U *im ＝10V ， U ctm ＝8V ，电枢主回路总电阻R ＝1，系统的转速反馈系数＝10/1000= , ＝10/150=，系统原来稳定运行在额定工作状态，突然转速反馈线断线，系统重新稳定后，U *i ＝__10V___，n=___1000r ／min_，U ct ＝__8V_，I d =_100A_.

2-34、在转速、电流双闭环调速系统中，电流环为什么校正成典型Ⅰ型系统，转速环为什么校正成典型II 型系统

答：在转速、电流双闭环调速系统中，电流环的一项重要作用是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值，因而在突加控制作用时不希望有超调，或者超调量越小越好。从这个观点出发，应该把电流环校正成典型Ⅰ型系统。电流环的还有一项作用是对电网电压波动及时调节，为了提高其抗扰性能，又希望把电流环校正成典型II 型系统。在一般情况下，当控制对象的两个时间常数之比i

L T T =〈10，典型Ⅰ型系统的抗扰恢复时间还是可以接收的，因此一般多按典型Ⅰ型系统来设计电流环。

在转速、电流双闭环调速系统中，为了实现转速无静差，还必须在扰动作用点以前设置一个积分环节，因此需要II型系统。再从动态性能来看，调速系统首先需要有较好的抗扰性能，所以把转速环校正成典型II型系统。

2-35、弱磁控制的直流调速系统属于（ B ）。A、恒转矩调速B、恒功率调速

C、恒磁通调速；

D、不能确定

2-36、典Ⅰ型系统在阶跃输入：R(t)=R

的稳态误差是（ A ）。

A、0；

B、R

C、R

/K；D、无穷大

2-36、典Ⅰ型系统在阶跃输入：R(t)=R

的稳态误差是（ A ）。

A、0；

B、R

C、R

/K；D、无穷大

2-37、典Ⅰ型系统在斜坡输入：R(t)=V

t的稳态误差是（ C ）。

A、0；

B、v

C、v

/K；D、无穷大

2-38、典Ⅰ型系统在加速度输入：R(t)=

的稳态误差是（ D ）。

A、0；

B、a

C、a

/K；D、无穷大

2-39、典II型系统在阶跃输入：R(t)=R

的稳态误差是（ A ）。

A、0；

B、R

C、R

/K；D、无穷大

2-40、典Ⅰ型系统在斜坡输入：R(t)=V

t的稳态误差是（ A ）。

A、0；

B、v

C、v

/K；D、无穷大

2-41、典Ⅰ型系统在加速度输入：R(t)=

的稳态误差是（ C ）。

A、0；

B、a

C、a

/K；D、无穷大

习题三直流调速的数字控制

3-1 直流电动机额定转速n N=1000r／min，电枢电流额定值I dN=760A，允许过流倍数=, 计算机内部定点数占一个字的位置（16位），试确定数字控制系统的转速反馈存储系数和电流反馈存储系数，适当考虑余量。

解答见参考资料[1]的P86例题4-6

3-2 旋转编码光栅数为1024，倍数系数为4，高频时钟脉冲频率f0=1MHZ，旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器，M法和T法测速时间均为，求转速n=1500r／min 和n=150r ／min时的测速分辨率和误差率最大值.

解答见参考资料[1]的P87例题4-7

3-3 将习题2-14设计的模拟电流调节器进行数字化,采样周期T sam =, 调节器输出限幅及积分限幅均为±Um, 写出位置式和增量式数字PI调节器的表达式,并用已掌握的汇编语言设计实时控制程序.

τi=T l= K i=

解答见参考资料[1]的P87例题4-8

3-4 根据习题2-15电流调节器的设计结果(电流调节器按典型Ⅰ型系统设计,KT=, 按离散系统设计方法设计转速调节器, 要求转速无静差,已知电动机额定功率P N＝555KW，额定电压U N＝750V，I，额定电枢电流N=760A，，额定转速n N=375r／min，电动势系数Ce=. min／r, 主回路总电阻R＝，允许电流过载倍数λ=, 机电时间常数T m=, 转速反馈滤波时间常数Ton=, 转速反馈存储系数Kα=67min／r和电流反

馈存储系数Kβ=23A-1转速调节器采样时间Tsam=, 电流环最小时间常数T∑i= T S+Toi=+=解答见参考资料[1]的P88例题4-9

水温自动控制系统毕业设计论文(DOC)

毕业设计论文水温自动控制系统钟野院系：电子信息工程学系专业：电气自动化技术班级：学号：指导教师：职称（或学位）： 2011年5 月

目录 1 引言 (2) 2 方案设计 (2) 2.1 总体系统的设计思路 (2) 2.2 部分外围系统的设计思路 (3) 3 硬件电路设计 (3) 3.1 单片机最小系统的设计 (3) 3.2 温度检测电路的设计与论证 (4) 3.3 显示功能电路的设计与论证 (5) 3.4 温度报警提示功能电路的设计与论证 (5) 3.5 外围电路控制设计 (6) 3.6 扩展部分方案设计 (7) 4 软件设计 (7) 4.1 控制主程序设计 (7) 4.2 温度设置程序设计 (8) 4.3 上下限报警程序设计 (8) 5 结论 (9) 结束语 (9) 致谢 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................................................................... 错误！未定义书签。

水温自动控制系统钟野（XXXX电子信息工程学系指导教师：CXJ）摘要：本文设计主要是采用A T89C51单片机为控制核心、以温度传感器（DS18B20）为温度采集元件, 外加温度设置电路、温度采集电路、显示电路、报警电路和加热电路来实现对水温的显示同时自动检测及线性化处理,其误差小于±0.5℃。本文重点介绍硬件设计方案的论证和选择，以及各部分功能控制的软件的设计。本次设计的目标在于：由单片机来实现水温的自动检测及自动控制，实现设备的智能化。关键词：单片机;温度传感器;自动控制 Abstract: This paper is designed AT89C51 microcontroller as control core and temperature sensor DS18B20) for (temperature gathering element, plus the temperature setting circuit, temperature gathering electriccircuit, display circuit, alarm circuit and heating circuit to achieve water temperature display while automatically detecting and linearization, its error is less than 0.5 + ℃. This paper mainly introduces the hardware design argumentation and choice, and some functional control software design. This design goal is: by single-chip microcomputer to realize the automatic detection and automatic temperature control, realize the intellectualized equipment. Keywords: Microcontroller; Temperature sensors; Automatic control

运动控制系统试卷-答案全

一、选择填空：（每空2分、共20分） 1、一个调速系统的调速范围，是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案：（ 1 ）１)最低速；２)最高速；３)平均速；４)不能确定； 2、闭环调速系统可以获得比开环调速系统的稳态特性。答案：（ 2 ）１）硬得不多；２）硬得多；３）软得多；４）软得不多； 3、无静差调速系统的最高转速n max，最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案：（ 2 ）１）n max/U*nmax２）U*nmax/n max ３）n max×U*nmax４）不确定 4、反并联无环流配合控制的条件是答案：（ 4 ）１）α＋β＝240o２）α＋β＝300o ３）α＋β＝360o 4）α＋β＝180o 5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时，。答案：（ 4 ）１）正、反组同时封锁；２）封锁正组开放反组；３）正、反组同时开放；４）封锁反组开放正组； 6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波，它是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压波形是。答案：（ 3 ）１）锯齿波；２）正弦波３）矩形波；４）不能确定； 7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波，它是一个相当于一个恒流源，输出交流电流波形是。答案：（ 1 ）１）矩形波；２）正弦波３）锯齿波；４）不能确定；

8、SPWM变频器中，如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做方式。答：（ 3 ）１）多极性控制；２）双极性控制；３）单极性控制；４）没用定义 9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案：（ 2 ）１）磁场；２）转矩；３）转速；４）转差率； 10、矢量控制系统是控制系统。答案：（ 2 ）１）静止坐标；２）旋转坐标；３）极坐标；４）不能确定；二、什么是有静差闭环调速系统怎样减少静差什么是无静差闭环调速系统怎样实现（12分）答：系统在稳态时，需要一定的速度偏差来维持的速度控制系统为有静差调速系统。减少静差的方法是提高系统的开环放大倍数，但不能消除静差。系统在稳态时，不需要速度偏差来维持的速度控制闭环调速系统为无静差系统。实现的办法是通过采用积分环节或比例积分环节。三、简述双闭环调速系统在电机起动时两个调节器的工作过程及工作状态。在双闭环调速系统时，电流环按几型系统设计速度环又按几型系统设计（12分）答: 双闭环调速系统在电机起动过程中转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况：1.起动初始阶段：由于速度调节器的输入偏差电压比较大，比例积分环节很快进入饱和状态，速度环开环，电机以最大电流起动，此时电机转速变化不大，电流调节器ACR 一般不饱和。2.恒流升速阶段：起动过程中的主要阶段，此时速度调节器一直处于饱和状态，速度环开环，为了保证电流环的主要调节作用，在起动过程中电流调节器不饱和。电机以最大电流加速，

电力拖动自动控制系统期末考试复习资料

电力拖动自动控制系统复习（14电气工程本）一．题型填空（20）、选择（10）、简答（30）、计算（40）二．各章节内容提要（一）绪论——基本概念 1.运动控制系统的组成（电动机、功率放大与变换装置、控制器、相应的传感器）【P1】【填空】 2.直流电机的数学模型简单，转矩易于控制。交流电机具有结构简单等优点，但其动态数学模型具有非线性多变量强耦合的性质。【P3】【填空】 3.转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。【P5】【填空】 4.典型的生产机械负载转矩特性主要包含恒转矩负载特性、恒功率负载特性、风机与泵类负载特性。【P5】【填空】（二）第2章 1．基本概念（1）直流调速转速公式、方法。【P7】【填空】公式：方法：1）调节电枢供电电压U； 2）减弱励磁磁通； 3）改变电枢回路电阻R （2）可控直流电源（G-M系统、V-M系统、PWM变换器）【P9】【填空】（3）增设平波电抗器来抑制电流脉动，总电感量的计算。【P12】【选择题】三相桥式三相半波单相桥式（4）失控时间的选择【p15】【选择题】整流电路形式最大失控时间单相半波20 10 单相桥式（全波）10 5 三相半波 6.67 3.33 三相桥式 3.33 1.67 ★★★★（5）PWM调速系统的优越性表现【p16】【简答题】 ○1主电路简单，需要的电力电子器件少；

○2开关频率高，电路容易连续，谐波少，电动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； ○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电力电子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（6）不可逆PWM系统中，γ与ρ的关系。【P17】 γ=ρ （7）泵升电压【P20】【填空题】对滤波电容充电的结果造成直流侧电压升高（8）调速系统的稳态性能指标S与D及相互之间的关系。【P21-22】【填空题】 ○1——额定负载时的最高和最低转速 => ○2最低速 => 空载转速 ○3例： ★★★★（9）开环系统与闭环系统比较（4点结论）【P29-30】【简答题】 ○1闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多。 ○2闭环系统的静差率要比开环系统小得多。 ○3当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。 ○4要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。 ★★★★（10）闭环系统能减少稳态转速降的实质问题是什么？结合图形分析【P31】【简答题】闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。（11）反馈控制规律（3点）【P31】【简答题】 ○1比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统 ○2反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定 ○3系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度

温度自动控制系统的设计毕业设计论文

北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计北方民族大学教务处制

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日

运动控制系统练习题

判断题 1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 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。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ） 7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k的大小并非仅取决于速度定 U g*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。（Ⅹ） 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。（Ⅹ） 10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。（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12α=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（√） 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。（Ⅹ） 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。（√） 18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（Ⅹ） 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。（√）选择题 1．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 2．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3．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4．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5．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6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳态精度 A．越高B．越低C．不变D．不确定8．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 9．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

运动控制系统期末复习题(直流部分)

运动控制直流部分复习题一、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Ⅰ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_ _的限幅值可以调节系统最大电流；调节_ _的限幅值可以调节UPE的最大输出电压。 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.下列说法正确的是（） A 积分调节器的输出决定于输入偏差量的历史过程。 B 比例控制可以使系统在偏差电压为零时保持恒速运行。 C 比例调节器可以实现无静差。 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.在工程设计中，如果将系统校正成典型Ⅰ型系统的过程，KT值取为（）时为无超调。

A B C D 5. 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。 A ⅠPI B ⅡPI C ⅠP D ⅡP 6. 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，电枢电流是否等于零，为什么？ 4. 假设某转速单闭环调速系统的电源电压突然降低，则该调速系统将如何进行调节，请结合稳态结构图加以说明。 5. 转速、电流双闭环直流调速系统设计后，ASR限幅对应倍额定电流，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，转速反馈线突然断线，试分析系统进入稳态后调节器、转速、电枢电流的情况。 7. 写出直流电动机反馈闭环调速系统的临界放大系数表达式，并请说明表达式中各个参数含义。 8. 请写出双闭环调速系统起动过程的三个特点。 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，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，C e=r，允许过载倍数λ=。晶闸管装置放大系数40。电枢回路总电阻Ω。时间常数T l=，T m=。电流反馈系数β=A（≈10V/），转速反馈系数α=r（≈10V/n N）。将电流环校正成典型Ⅰ型系统，取KT=；将转速环校正成典型Ⅱ型系统，取h=5。电流环滤波时间常数；转速环滤波时间常数。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：P N =，U N =220V， I N=28A，n N=1490 r/min，电枢回路电阻R=Ω,允许电流过载倍数λ=，电磁时间常数T L=，机电时间常数T m=，主电路采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R res=Ω，平均失控时间常

温度自动控制系统的设计毕业设计

论文题目:温度自动控制系统的设计

运动控制系统试卷

南京农业大学试题纸 2011学年第一学期课程类型：必修试卷类型：A

基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点，但负载的变化将导致磁通的改变，因此采用定子电流补偿控制，根据定子电流的大小改变定子电压，可保持磁通恒定，从而解决了负载改变的扰动问题。 4. 变频能节能，请说明原因。三．问答（40’） 1. 画出运动控制系统以及组成，并分析各个组成单元的作用？请举例说明实际项目中各个组成部分及其对应关系？ 2. 直流电机的转速公式是什么？通常改变直流电机转速有哪几种方法，各有什么优缺点？可以用强磁的方式来调速吗，为什么？对于调节电枢电压调速，为什么必须在额定电压以下进行调速？答： n=U-IR/KeФ 方法有：1。调节电枢供电电压U；2。减弱励磁磁通Ф；3。改变电枢回路电阻R。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在额定转速以上做小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。对于调节电枢电压调速，必须在额定电压以下进行调速，因为当电枢电压大于额定电压时，电机电线的绝缘层会被烧坏 3．名词解释PWM、SPWM 、CFPWM 、SVPWM。 p.w.m。脉冲宽度调制。：控制逆变器中电力电子器件的开通或关断，输出电压为幅值相等，宽度为按一定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替期望的输出电压。 s.p.w.m。正弦脉冲调制。：以频率与期望的输出电压波形相同的正弦波作为调制波，以频率比期望高的多的等腰三角波作为载波，当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得幅值相等，宽度按正弦规律变化的脉冲序

电力拖动自动控制系统--运动控制系统第四版复习题考试题目

考试题型及分数分配 1 判断题（20 分，10~20 小题）范围广， 2 选择题（20 分，10~20 小题）内容深，细节区分 3 填空题（10 分，10 小题） 4 设计题（10 分，2 小题） 5 简述题（10 分，2 小题） 6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算 7 分析计算题（20 分，3 小题）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恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（X） 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。（V） 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。（V） 4 直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（V） 5 静差率和机械特性硬度是一回事。（X ） 6 带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（X ） 7 电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k 的大小并非仅取决于速度定U g*的大小。（V） 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。（X ） 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。（X） 10 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。（V） 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。（X）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（X ） 12a = ^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（V） 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。（X）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（V）

交直流调速系统期末考试(运动控制系统)资料

交直流调速系统期末考试(运动控制系统)

一．判断题（正确的打√，错误的打×，答案填在题号的前面） 1. （dui ）交 - 直 - 交电压型变频器采用电容滤波，输出交流电压波形是规则矩形波。 2. （错）变频调速效率高，调速范围大，但转速不能平滑调节，是有级调速。 3. （对）有静差调速系统是依靠偏差进行调节的，而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的 4. （错）电动机的机械特性愈硬，则静差度愈大，转速的相对稳定性就愈高。 5. （dui ）转速负反馈调速系统能够有效抑制一切被包围在负反馈环内的扰动作用。 6. （ dui）SPWM 即正弦脉宽调制波形，是指与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列。 7. （cuo ）在一些交流供电的场合，可以采用斩波器来实现交流电动机的调压调速。 8. （错）转速负反馈单闭环无静差调速系统采用比例调节器。 9. （dui ） PWM 型变频器中的逆变器件采用高频、大功率的半控器件。 10. （对）矢量变换控制的实质是利用数学变换把三相交流电动机的定子电流分解成两个分量，一个是用来产生旋转磁动势的励磁电流分量，一个是用来产生电磁转矩的转矩分量。 __________________________________________________

二．填空题 1. 根据公式，交流异步电动机有三种调速方法： ① _调压 __ 调速、②__ 串电阻 __ 调速、③ ___变励磁磁通 _ 调速。 3. IGBT 全称为 __绝缘栅双极晶闸管__ ，GTO 全称为 _门极可关断晶体管__ ， GTR 全称为 _电力晶体管 ______________ 。 4. 异步电动机的变频调速装置，其功能是将电网的恒压恒频交流电变换成变压变频的交流电，对交流电动机供电，实现交流无级调速。三、选择题 1、变频调速中的变频电源是（C ）之间的接口。（A）市电电源（B）交流电机（C）市电电源与交流电机（D）市电电源与交流电源 2、调速系统的调速范围和静差率这两个指标（ B ）。（A）互不相关（B）相互制约（C）相互补充（D）相互平等 3、电压型逆变器的直流端（ D ）。（A）串联大感器（B）串联大电容 __________________________________________________

自动控制系统毕业设计..

目录摘要…………………………………………………………………第1章任务要求和方案设计…………………………………… 1.1 任务要求……………………………………………………… 2.1 总体方案确定及元件选择…………………………………….. 2.1.1 总体设计框图……………………………………………… 2.1.2 控制方案确定………………………………...…………… 2.1.3 系统组成……………………………………………… 2.1.4 单片机系统……………………………………….. 2.1.15 D/A转换........................................................................... 2.1.5 晶闸管控制………………………………………... 2.1.6 传感器……………………………………………… 2.1.7 信号放大电路………………………………………. 2.1.8 A/D转换……………………………………………. 2.1.9 设定温度及显示……………………………………. 第2章系统硬件设计……………………….…………………2.1 系统硬件框图……………………………………………2.2 系统组成部分之间接线分析…………………………… 第3章系统软件设计…………………………………………. 3.1程序流程图..…………………………………..…………… 第4章参数计算……………………………..………………... 4.1 系统各模块设计及参数计算 4.1.1、温度采集部分及转换部分

4.1.2、传感器输出信号放大电路部分:........................... 4.1.3、模数转换电路部分:............................ 4.1.4、ADC0804芯片外围电路的设计：....................... 4.1.5、数值处理部分及显示部分:............................. 4.1.6、PID算法的介绍....................................: 4.1.7、A/D转换模块.......................................... 4.1.7、A/D转换模块................................... 4.1.8 单片机基本系统调试............................... 4 .1. 9 注意事项：................................................................ 第5章测试方法和测试结果 5.1 系统测试仪器及设备 5.2 测试方法 5.3 测试结果结束语........................................... 参考文献.…………………………………….……….……………

运动控制系统试题库完整

目录㈠直流调速系统（复习）P4 ㈡交流调速系统（回顾）P9 ㈢交流异步电动机变频调速的理论基础P13 ㈣交流异步电动机矢量变换控制P17 ㈤交流异步电动机直接转矩控制P20 ㈥PWM 和 SPWM P31 ㈦双馈调速和内反馈P36 ㈧绕线转子异步电动机串级调速系统P42 ㈨无速度传感器调速系统P46 ㈩同步电机变频调速系统P52 (十一) 开关磁阻电动机调速控制技术P56 (十二) 双定子电机调速系统P75 (十三) 直线电机调速系统P82

一、复习：直流调速系统问题1-1：电机的分类？ ①发电机（其他能→电能）直流发电机 3

交流发电机 ②电动机（电能→其他能）直流电动机：有换向器直流电动机（串励、并励、复励、他励）无换向器直流电动机（又属于一种特殊的同步电动机）交流电动机：同步电动机异步电动机：鼠笼式绕线式：伺服电机旋转变压器控制电机自整角机力矩电机测速电机步进电机（反应式、永磁式、混合式）问题1-2：衡量调速系统的性能指标是哪些？ ①调速范围 D=n max/n min=n nom/n min ②静差率 S=△n nom/n0*100%对转差率要求高.同时要求调速范围大（D 大 S 小）时.只能用闭环调速系统。 ③和负载匹配情况：一般要求：恒功率负载用恒功率调速.恒转矩负载用恒转矩调速。问题1-3：请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点.并说明今后电力传动系统的发展的趋势. * 直流电机调速系统优点：调速范围广.易于实现平滑调速.起动、制动性能好.过载转矩大.可靠性高.动态性能良好。缺点：有机械整流器和电刷.噪声大.维护困难；换向产生火花.使用环境受限；结构复杂.容量、转速、电压受限。 * 交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉.使用环境广.运行可靠.便于制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。缺点：调速性能比直流电机差。 * 发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统.达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统. 问题1-4：直流电机有哪几种？直流电机调速方法有哪些?请从调速性能、应用场合和优缺点等方面进行比较. 哪些是有级调速？哪些是无级调速？直流电动机中常见的是有换向器直流电动机.可分为串励、并励、复励、他励四种.无换向器直流电动机属于一种特殊的同步电动机。根据直流电机的转速速。n U IR K e 公式.调速方法有变压调速、变电阻调速和变转差率调调压调速：调节电压供电电压进行调速.适应于：U≤U nom.基频以下.在一定范围内无级平滑调速。弱磁调速：无级.适用于Φ≤Φnom.一般只能配合调压调速方案.在基频以上(即 4

自动控制原理及系统仿真课程设计

自动控制原理及系统仿真课程设计学号：1030620227 姓名：李斌指导老师：胡开明学院：机械与电子工程学院

2013年11月

目录一、设计要求 (1) 二、设计报告的要求 (1) 三、题目及要求 (1) （一）自动控制仿真训练 (1) （二）控制方法训练 (19) （三）控制系统的设计 (23) 四、心得体会 (27) 五、参考文献 (28)

自动控制原理及系统仿真课程设计一：设计要求： 1、完成给定题目中，要求完成题目的仿真调试，给出仿真程序和图形。 2、自觉按规定时间进入实验室，做到不迟到，不早退，因事要请假。严格遵守实验室各项规章制度，实验期间保持实验室安静，不得大声喧哗，不得围坐在一起谈与课程设计无关的空话，若违规，则酌情扣分。 3、课程设计是考查动手能力的基本平台，要求独立设计操作，指导老师只检查运行结果，原则上不对中途故障进行排查。 4、加大考查力度，每个时间段均进行考勤，计入考勤分数，按照运行的要求给出操作分数。每个人均要全程参与设计，若有1/3时间不到或没有任何运行结果，视为不合格。二：设计报告的要求： 1.理论分析与设计 2.题目的仿真调试，包括源程序和仿真图形。 3.设计中的心得体会及建议。三：题目及要求一）自动控制仿真训练 1.已知两个传递函数分别为：s s x G s x G +=+= 22132)(,131)(

①在MATLAB中分别用传递函数、零极点、和状态空间法表示； MATLAB代码： num=[1] den=[3 1] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) num=[2] den=[3 1 0] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) 仿真结果： num =2 den =3 1 0 Transfer function: 2 --------- 3 s^2 + s

运动控制系统试卷答案全样本

一、选择填空: ( 每空2分、共20分) 1、一个调速系统的调速范围, 是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。答案: ( 1 ) １)最低速; ２)最高速; ３)平均速; ４)不能确定; 2、闭环调速系统能够获得比开环调速系统的稳态特性。答案: ( 2 ) １) 硬得不多; ２) 硬得多; ３) 软得多; ４) 软得不多; 3、无静差调速系统的最高转速n max, 最高给定电压U*nmax其速度反馈系数为。答案: ( 2 ) １) n max/U*nmax２) U*nmax/n max ３) n max×U*nmax４) 不确定 4、反并联无环流配合控制的条件是答案: ( 4 ) １) α＋β＝240o２) α＋β＝300o ３) α＋β＝360o 4) α＋β＝180o 5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时, 。答案: ( 4 ) １) 正、反组同时封锁; ２) 封锁正组开放反组;

３) 正、反组同时开放; ４) 封锁反组开放正组; 6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波, 它是一个内阻为零的恒压源, 输出交流电压波形是。答案: ( 3 ) １) 锯齿波; ２) 正弦波３) 矩形波; ４) 不能确定; 7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波, 它是一个相当于一个恒流源, 输出交流电流波形是。答案: ( 1 ) １) 矩形波; ２) 正弦波３) 锯齿波; ４) 不能确定; 8、 SPWM变频器中, 如果在正弦调制波的半个周期内, 三角载波只在正或负的一种极性范围内变化, 所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内, 叫做方式。答: ( 3 ) １) 多极性控制; ２) 双极性控制; ３) 单极性控制; ４) 没用定义 9、调速系统的动态性能就是控制的能力。答案: ( 2 ) １) 磁场; ２) 转矩; ３) 转速; ４) 转差率; 10、矢量控制系统是控制系统。答案: ( 2 ) １) 静止坐标; ２) 旋转坐标;

电力拖动自动控制系统运动控制系统第四版复习题考试题目

考试题型及分数分配 1 判断题（20分，10~20小题）范围广， 2 选择题（20分，10~20小题）内容深，细节区分 3 填空题（10分，10小题） 4 设计题（10分，2小题） 5 简述题（10分，2小题） 6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算 7 分析计算题（20分，3小题）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恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 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。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ）的大小并非仅取决于速度7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k *的大小。（√）定 U g 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。（Ⅹ） 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。（Ⅹ） 10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。（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12α=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（√）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。（Ⅹ） 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

自动控制系统课程设计报告

自动控制系统课程设计报告课程名称：自动控制系统课程设计报告设计题目：错位控制无环流可逆调速系统设计院系：班级：设计者：学号：同组人：指导教师：设计时间：

课程设计（论文）任务书指导教师签字：系（教研室）主任签字：年月日

目录一、错位控制无环流可逆调速系统的原理................................................................... - 4 - 1、可逆调速系统的原理.................................................................................... - 4 - 2、环流的介绍.................................................................................................... - 4 - 1、环流的定义............................................................................................. - 4 - 2、环流的分类........................................................................................... - 5 - 3、错位控制无环流系统 ................................................................................. - 5 - 1、静态环流的错位消除原理.................................................................. - 5 - 2、错位控制无环流系统的结构............................................................. - 5 - 3、错位控制无环流系统的优缺点 ........................................................ - 6 - 二、系统的设计 ................................................................................................................... - 6 - 1、主电路的设计及参数选择 ........................................................................ - 6 - 1、变压器的选择...................................................................................... - 6 - 2、晶闸管的选择...................................................................................... - 7 - 3、电抗的选择........................................................................................... - 7 - 2、同步变压器及触发器的设计.................................................................... - 7 - 1、触发电路的设计.................................................................................... - 7 - 2、同步变压器的设计............................................................................. - 8 - 3、保护电路的设计........................................................................................... - 9 - 1、过电流保护........................................................................................... - 9 - 2、过电压保护........................................................................................... - 9 - 3、缓冲电路............................................................................................... - 9 - 4、检测环节 ...................................................................................................... - 10 - 1、转速检测............................................................................................. - 10 - 2、电流检测 ............................................................................................... - 10 - 3、电压检测............................................................................................. - 10 - 5、控制电路的设计......................................................................................... - 11 - 1、AVR电压内环的设计 ..................................................................... - 11 - 2、ACR电流环的设计.......................................................................... - 12 - 3、ASR转速环的设计........................................................................... - 13 - 4、AVR、ACR和ASR的限幅设计 .................................................. - 14 - 5、AR反相器的设计............................................................................. - 14 - 三、设计小结...................................................................................................................... - 15 - 四、参考文献...................................................................................................................... - 15 -

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