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1、电力拖动自控系统课程综合复习资料一、填空题1 .位置随动系统一般由五个部分组成，这五个部分分别是：位置传感器、电压比较放大器、和减速器与负载。2 .对调速系统转速控制的要求主要集中在三个方面，具体为、和o其中和稳态性能指标相对应的是：和o3 .调压调速是直流调速系统的主要方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有三种，具体为：、和o4 .直流调速系统的主要形式是晶闸管一电动机调速系统，简称为系统。5 .常用的可逆PWM变换器的主电路的结构的结构型式有、型和等。6 .在随动系统动态校正中，常用的有、和。7 .在闭环控制系统中，常优先考虑串联校正方案。由调节器可构成的超前
2、校正，提高稳定裕度和改善快速性能；由调节器构成的滞后校正，可以保证系统的稳态精度；用调节器构成滞后一超前校正，兼具两者的优点。8 .在晶闸管一电动机系统中，抑制电流脉动可采取的措施是：、和。二、选择题1 .在直流电动机调速方法中，调速性能最好的是（）A、减弱励磁磁通B、调节电枢供电电压C、改变电枢回路电阻D、改变负载2 .与开环系统相比，闭环系统增加了反馈电路，反馈电路对干扰（）不起作用。A、电压扰动B、负载扰动C、反馈电路元件的本身影响D、负载冲击3 .位置信号检测装置是构成位置闭环控制所必不可少的环节。下列位置检测装置中，不属于电磁感应的是（）A、自整角机B、光电码盘C、旋转变压器D、感应
3、同步器4 .对闭环系统而言，控制精度依赖于给定和反馈检测精度，而反馈电路对干扰并不全起作用，主要对干扰（）起作用。A、电压扰动B、给定电源扰动B、反馈电路元件的本身影响D、测速电机误差5 .调速系统和随动系统在控制中十分常用，两者的主要性能不同。对随动系统来说，主要是要求输出量准确地跟随给定量的变化，因此它的（）成了主要指标。A、快速性B、灵活性C、跟随性能D、准确性三、简答题1 .某双闭环调速系统，ASR.ACR均采用近似Pl调节器，试问：调试中怎么才能做到Uim*=6V时，Id,n=20A;如欲使Unm*=1OV时，n=1000rmi,应调什么参数？如发现下垂特性不够陡或工作段特性不够硬，
4、应调什么参数？2 .调速系统常用的稳态性能指标分为那几类？并写出相应的性能指标。3 .某直流电动机带动一恒转矩负载（即转矩不变），测得始动电压Udo=4V,当电枢电压Ua=50V时,其转速n=1500rmin若要求转速n=3000rmin,试问要加多大的电枢电压？4 .转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器的作用。5 .试比较串联校正中常用的三种方法的优缺点。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，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压AUi是否为零？为什么？7 .电流波形连续和断续对开环V-M调速系统机械特性的影响
5、较大，电流连续段特性较硬，改变控制角可得到一簇彼此平行的直线；断续段则呈现非线性，理想空载转速高，特性软，内阻大。为了工作在电流连续区，须采取什么措施？8 .试比较开环系统机械特性和闭环系统机械特性的静特性。9 .某直流电动机带动一恒转矩负载（即转矩不变），测得始动电压Udo=4V,当电枢电压Ua=50V时,其转速n=1500rmin若要求转速n=3000rmin,试问要加多大的电枢电压？10 .对于转速单闭环调速系统来说，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，调整转速反馈系数能否改变转速？为什么？11 .试比较闭环控制系统中串联校正方案中PD、PkPlD三种方法。12
6、.环流的分类及抑制方法？13 .一组晶闸管供电的直流调速系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？它有哪几种型式？14 .直流斩波器有哪几种控制方式？15 .晶闸管调速系统中，在回馈制动时电机工作在哪几个象限？16 .试画出单闭环调速系统的原理图、稳态结构图和动态结构图。四、绘图题1 .试画出双闭环调速系统的原理图和稳态结构图。2 .试对应绘出双闭环调速系统起动过程转速、电流变化曲线并注明图中各个阶段名称。五、计算题1 .有一个VM调速系统，电机参数为：Pn=IOKW,Un=220V,In=55A,n11=100OrZmin,电枢电阻&=0.10。若采用开环控制系统，只考虑电枢电阻引起的
7、转速降。（1）要使静差率S=Sl,求系统的调速范围Do（2）要使调速范围D=2,其允许的静差率S为多少？（3）若要求调速范围D=I0,静差率S=0.05,则允许的转速降为多少？2 .有一V-M调速系统，电动机参数为PnOm=2.5kw、UnOm=220V、Inom=15A、nno,n=1500rmin.Ra=2,整流装置内阻RreC=IQ,触发整流环节的放大系数Kll=30,要求调速范围D=20,转差率s=10%。试：（1）计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的稳态速降。（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图。（3）调整该系统，使U；=20V时转速n=1000rmin,此时
8、转速反馈系数应为多少？（可认为UnU：）（4）计算所需的放大器放大系数。3 .试分析双极性H型变换器是如何实现系统可逆的？并画出相应的电压、电流波形。4 .被控对象的传递函数为j(T1s+l)(T2s+l)(T3s+l)(T4s+1)式中，K,=2;T1=0.4s;T2=0.08s；T3=0.015s;T4=0.005s要求阶跃输入时系统的超调量%PFM和两点式控制。15 .位势性负载工作在第二象限；发电回馈制动工作在第四象限，四、绘图题I.试画出双闭环调速系统的原理图和稳态结构图。图2-3双闭环调速系统电路原理图m表示限幅作用图2-4双闭环调速系统稳态结构图。一转速反馈系数S-电流反愦系数2
9、.试对应绘出双闭环调速系统起动过程转速、电流变化曲线并注明图中各个阶段名称。第I阶段。L是电流上升的阶段。第II阶段t-t2是恒流升速阶段。第In阶段t2以后是转速调节阶段。五、计算题1.解：CeU “-1Ra220 - 55 x 0.1nn -1000= 0.2145 Vnin 一 =InRaCe55x0.10.2145=25.6rrrrinns _ 1000 x 0.1 ,r(l-ly) 25.6(1-0.1)= 4.34A二JOoOrO 色=5.26D(l-5) 10(1-0.05)2x25.6IOoO +2x25.6= 0.(M92.解：计算电动机的Ce由u,+Cm”可得CCU典T二I
10、*mR：L=220丝2=o.27Vmjnrnnom1500开环系统的稳态压降为AnoP5-=(Ra.+R皿)=15(2+D=35433rminCe0.127满足调速要求所允许的稳态压降为ncl=nnom-D(l-s)-20(l-0.1)150018.33rn采用转速负反馈系统的稳态结构如图所示。当U：=20V时n=l000rmin,则转速反馈系数为a-工nn 100020V rrrin r = 0.02V nin/ r闭环系统的开环放大系数为K = KpKgCe =c= 35433 _1 = 4L548.33则所需的放大器放大系数为21.54x0.127=8J9Ka300.02改用电压反馈后，
11、电动机电枢电阻Ra造成的稳态速降已经是JI!HR=15x2r/min=236rmin8.33rminCe0.127可见，不可能达到题中提出的调速要求。采用电压负反馈调速系统的稳态特性方程为n二KPKM_ce(1+K)Ce(l+K)I一区1nomCnom式中K=KpKs其中电压反馈系数Y为30UnOmUnOm=0.1364220所以K=8.79300.1364=35.973.解：双极式可逆PWM变换器的电流波形和不可逆但有制动电流通路的PWM变换器也差不多，怎样才能反映出“可逆”的作用呢？这要视正、负脉冲电压的宽窄而定。当正脉冲较宽时，tonT2,则电枢两端的平均电压为正，在电动运行时电动机正转
12、。当正脉冲较窄时，to11T2,平均电压为负,电动机反转。如果正、负脉冲宽度相等，Un=T/2,平均电压为零，则电动机停止。4.解：用I调节器校正时，调节器的传递函数为WKS) =S按典型【型系统校正，校正后的开环传递函数为sTs+1s(Ts+1)式中，T=T+T2+T3+14=0.5s按o%v5%,可取K=KlKI=I/2T,所以2K,T 220.5= 0.5调节时间A6T=605s=3s用Pl调节器校正时，调节器传递函数为Wp(s) =KPi1s +1取=I=0.4s,并将T2、T3、T4看成小时间常数，令T=T2+T3+T4=0.08+0.015+0.5=0.1s则按典型I型系统校正时系统开环传递函数为W(S)1s Ts +1 s(Ts +1)Kni1同样，取K=字=-,则12T2K,T220.1调节时间ts6T=60.1=0.6s用PlD调节器校正时，其传递函数为WwD =(3 + 1)婚 + 1)s1=T1=0.4s,2=T2=0.08s,令T=T3+T4=0.015+0.005=0.02s则按典型I型系统校正时系统开环传递函数为3/、1KlW(s)=-=sTs+1s(Ts+1)同样，取K=8=-J-,则2T=2K1T=22().()2s=0.08s调节时间ts6T=60.02=0.12s比较采用不同调节器时的调节时间，用PlD调节器校正效果比较好。
