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1、精品文档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时间常数称为 。环节，4. 晶闸管-电动机转速、电流双闭环调速系统中， 外环。环为内环，环为5. 双惯性环节校正成典型型系统，引入的调节器是 6 直流调速的方法包括改变电枢回路电阻调速、调节器。 调速和减弱磁通调速。7闭环调速系统对于 _ 的扰动则无能为力。的扰动具有抑制作用，而对于 _ _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
2、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 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（ ）时，输出平均电压为正，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
3、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型系统的过程，KT 值取为（ ）时为 无超调。精品文档elmNNNNNLm精品文档A 0.25 B 0.5 C 0.75 D 1.05. 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。A PI B PI C P D P6. 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
4、加放 大器，而在闭环之后要添加放大器？1. 双闭环调速系统中，电流调节器的作用各是什么？1. 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？1. 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。2. 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？3. 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
5、的情况。4. 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。5. 请写出双闭环调速系统起动过程的三个特点。6. 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 =0.132Vmin/r，允许过载倍数l=1.5。 晶闸管装置放大系数 40 。电枢回路总电阻 0.5W。时间常数 T =0.03s，T =0.18s。电 流 反 馈 系 数 b=0.05V/A （ 10V/1.5 I ）， 转 速 反 馈 系 数 a=0.0
6、07Vmin/r （10V/n ）。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： P =5.5kw，UN=220V，I =28A，n =1490 r/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 T =0.048s ，机电时间常数 T =0.185s，主电路采精品文档ressoioneopclKp2精品文档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
7、置内阻 R =1.3 ，平均失控时间常数 T =0.0017s,最大输入、输出电压均为 10V， 电流反馈滤波时间常数 T =0.002s，转速反馈滤波时间常数 T =0.015s。（1） 计算电流反馈系数，转速反馈系数。（2） 按典型 I 型系统设计电流调节器结构和参数，其中 KT=0.5 。 （3）按典型 II 型系统设计转速调节器，其中 h=5 ，选择调节器结构并计算参数。(计算时小数点后保留 3 位，若数值较小时，应保留三位有效位)（19 分） 3、转速单闭环控制系统如下图所示，已知数据如下：电动机： P =10 kWN，UN=220V ， I =55 AN，n =1500 r / m
8、in N，R =0.5Wa。整流装置内阻Rrec=0.3W, 触 发 整 流 环 节 的 放 大 倍 数K =35s。 最 大 给 定 电 压U * =8V nm，当主电路电流达到最大值时,整定电流反馈电压 Uim=8V 。设计指标：要求系统满足调速范围 D =25 ，静差率s10%。1. 计算 C ，额定负载时，开环系统的稳态速降n ，满足静差率要求 时， 闭环系统的稳态速降n 及闭环系统的开环放大系数 K。2. 转速反馈系数a，调节器放大系数 。3. 定性画出当 I I 时， Ud N*n1=an 和 U * = an 的闭环静特性。 N n N4系统是否有静差？若有静差，应采取何种实际可
9、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）IdUn*UnAUcUPEUdMnUnUtgTG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精品文档U *imI IddmIdU *I IdU *i精品文档流的变化规律，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，突加给定的起动过程，设最大电枢电流为 I；dm 系统稳定后，负载电流由 I加大到 I ， I dL dNdNIdm。（12 分）答：段：ASR 很快进入饱和状态，输出限幅值U*im，在 ACR 的调节下，电流迅速上升到IdIdm，电流
10、上升阶段段：ASR 始终饱和，相当于转速开环，系统成为在 下的电流调节系统，同时为了克服反电动势 E，所以在 ACR 的作用下， 基本上保持略小于 的恒 值，恒流升速阶段。段：ASR 退饱和，U*i，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 尽快地跟随U*i，转速调节阶段。I段：加负载导致 n，在 ASR 作用下， i ， d ，当I = Iddm时，n 停止下降段：由于 n 仍小于给定值U*i Id 直到 n= 给定值，电流也达到最大值段：此时，dNI n，转速超调， ， d ， 直到I =Id dN，n 达到峰值，此后系统在负载阻力下减速，直
11、到稳定。精品文档*精品文档nn0IdIdmtIdL0t1t t2 3t4tnn *tIdId NIdLt画出图中所缺部分精品文档seslmd N精品文档1. 有一 V-M 转速单闭环调速系统，采用比例控制，电动机参数为 60kW ，220V 、 150A 、1000r/min，电枢电阻 0.2W，整流装置内阻 0.1W，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。要求系统满足调速 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，T =0.0016
12、7s，判断此时系统是否稳定。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，C =0.196Vmin/r，允许过载倍数l=1.5。 PWM 变换装置放大系数 40，失控时间 T =0.0012s 。电枢回路总电阻 0.5W。时间常数 T =0.035s，T =0.18s 。当给定信号 U I =1.5 I 。*n=10V 时，对应稳态转速为 n ；转速调节器饱和输出为 10V 时N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。精品文档