经过控制期末温习题.docx

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1、经过控制期末温习题2-11简述积分控制规律答：积分控制能够使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。2-12比例调节器和积分调节器有何不同答：比例调节器的输出只取决于输入偏差的现状，而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史2-13简述比例积分控制规律。答：比例部分能迅速响应控制作用，积分部分则最终消除稳态偏差。2-14微机控制的调速系统有什么特点答：信号离散化，信息数字化。2-15旋转编码器分为哪几种各有什么特点答：绝对式编码器：常用语检测转角信号，若需要转速信号，应对转角微分。增量式编码器：可直接检测转速信号。2-16数字测速方法有哪些精度指标答：分辨率，测速误差率。2-17

2、采用旋转编码器的数字测速方法有M，T，M/T。高低全2-18为什么积分需限幅答：若没有积分限幅，积分项可能很大，将产生较大的退饱和超调。2-19简述带电流截止负反应环节转速反应调速系统机械特性的特点。答：电流负反应的作用相当于在主电路中串入一个大电阻KpKsR，导致当Id=Idcr时，机械特性急剧下垂；比拟电压Ucom与给定电压Un*作用一致，相当于把理想空载转速提高到n0=(KpKs(Un*+Ucom)/(Ce(1+K)。3-2由于机械原因，造成转轴堵死，分析双闭环直流调速系统的工作状态。未验证答：电动机堵转则转速恒为零，在一定的给定下，偏差电压相当大，进而使ASR迅速到达饱和，又电动机转速

3、由于转轴堵死无法提升，故ACR无法退饱和，因而系统处于ASR饱和状态。3-3双闭环直流调速系统中，给定电压Un*不变，增加转速负反应系数，系统稳定后转速反应电压Un和实际转速n是增加、减小还是不变已验证答：转速反应系数增加，则转速反应电压Un增加，给定电压Un*，则转速偏差电压减小，则ASR给定电压Ui*减小，则控制电压Uc减小，则转速n减小；转速n减小，则转速反应电压Un减小，直到转速偏差电压为零；故稳态时转速反应电压Un不变，且实际转速n减小。3-4双闭环直流调速系统调试时，碰到下列情况会出现什么现象未通过验证，求姐1电流反应极性接反。2转速极性接反。答：1由于电流环的正反应作用，电枢电流

4、将持续上升，转速上升飞快，电动机飞车。2由于转速环的正反应作用，ACR无法退饱和，电动机转速持续恒流上升。3-5某双闭环调速系统，ASR、均采用PI调节器，ACR调试中如何才能做到Uim*=6V时，Idm=20A；如欲使Un*=10V时，n=1000rpm，应调什么参数答：1调节电流反应系数=；2调节转速反应系数=。3-6在转速、电流双闭环直流调速系统中，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行不行改变转速反应系数行不行若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数答：通常能够调节给定电压。改变Kn和Ks都不行，由于转速电流

5、双闭环直流调速系统对前向通道内的阶跃扰动均有能力克制。可以以改变，但目的通常是为了获得更理想的机械特性。若要改变堵转电流，应调节电流反应系数。3-7转速电流双闭环直流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：输入偏差电压皆是零。由于系统无静差。则ASR输出电压Ui*=Ui=Id=IdL；ACR输出电压Uc=Ud0/Ks=见P62。3-8在双闭环系统中，若速度调节器改为比例调节器，或电流调节器改为比例调节器，对系统的稳态性能影响怎样答：速度调节器对阶跃扰动的静差由0变为1/1+Kn，或电流调节器对阶跃扰动的静差由0变为1/1+Kc，而对斜坡扰动的静差变得更大。3-9

6、从下述五个方面来比拟转速电流双闭环直流调速系统和带电流截止负反应环节的转速单闭环直流调速系统：1调速系统的静态特性。2动态限流性能。3起动的快速性。4抗负载扰动的性能。5抗电源电压波动的性能。3-10根据ASR和ACR的作用，1双闭环系统在稳定运行中，假如电流反应信号线断开，系统仍能正常工作吗2双闭环系统在额定负载下稳定运行时，若电动机忽然失磁，最终电动时机飞车吗答：1稳态时转速不变，电流减小。2不会飞车，而是停转111为了实现电流的实时控制和快速跟随，希望电流调节器不要进入饱和状态，因而，对于静特性来讲，只要转速调节器的饱和与不饱和两种情况。111当两个调节器都不饱和且稳态时，它们的输入偏差

7、电压分别为0。111当ASR输出到达限幅值Uim*，转速外环呈开环状态，转速变化对转速环不会产生影响，双闭环系统变成一个电流无静差的单电流闭环调节系统。稳态时，Id=Idm。111电流限幅值Idm取决于电动机的容许过载能力和系统要求的最大加速度。111简述采用两个PI调节器分别构成内外闭环的效果。答：双闭环直流调速系统的静特性在负载电流小于Idm时表现为转速无静差，此时转速负反应起主要调节作用。当负载电流到达Idm时，对应于转速调节器为饱和输出Uim*，此时电流调节器起主要调节作用，系统表现为电流无静差，起到过电流的自动保护作用。111简述ASR的退饱和条件。答：当ASR处于饱和状态时，若实际

8、转速大于给定转速，则反应电压大于给定电压，使偏差电压小于零，则ASR反向积分，进而退饱和，返回线性调节状态。111简述转速电流负反应控制电流调速系统起动经过。111简述双闭环直流调速系统起动经过的特点。饱和非线性控制；转速超调；准时间最优控制。111双闭环直流调速系统的抗扰性能主要包括抗负载扰动；抗电网电压扰动。111简述双闭环直流调速系统中转速调节器的作用。答：作为主导调节器，在转速动态经过中，使转速快速跟随给定电压变化，稳态时减小转速误差，采用PIR可实现无静差。对负载变化其抗扰作用。其输出限幅值决定电动机允许最大电流。111简述双闭环直流调速系统中电流调节器的作用。答：作为内环调节器，在

9、转速调节经过中，使电流紧紧跟随给定电流变化。对电网电压波动起及时抗扰作用。在转速动态经过中，保证获得电动机最大允许电流，进而加快动态经过。当电动机过载或堵转时，限制电枢电流最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。第4章4-1直流PWM可逆调速系统中当电动机停止时，电枢电压瞬时值零，是正负脉宽相等的交变脉冲电压，故电流也是交变的，称为高频微振电流，其平均值为，不能产生平均转矩。4-2高频微振电流对电机有何影响答：消除电机正反向时的静摩擦死区，起动力润滑作用。同时也增大了电机的损耗。二、公式和特性1.双极式控制可逆PWM变换器输出电压平均值：Ud=(2ton/T-1)Us

10、1.调速系统四象限运行-示意图：2.桥式可逆PWM变换器电路-原理图：3.桥式可逆PWM调速系统主电路-原理图：第5章5-1对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大电机机械特性越软调速范围越大吗答：带恒转矩负载工作时，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0善了低速性能，但机械特性还是非线性的，仍遭到临界转矩的限制。恒转子磁通mr控制方式能够获得和直流他励电动机一样的线性机械特性，性能最佳。5-5常用的沟通PWM有三种控制方式，分别为SPWM、CFPWM和SVPWM，阐述它们的基本特征及各自的优缺点。答：略。5-6分析CFPWM控制中，环宽h对电流波动与开关频率的影响。答：略。5-7

11、三相异步电动机Y联合，能否将中性点与直流侧参考点短接为什么答：不宜。由于当电动机发生故障或不正常运行时其中性点可能会有不平衡电流流过。5-8当三相异步电动机由正弦对称电压供电，并到达稳态时，能够定义电压相量U、电流相量I等，用于分析三相异步电动机的稳定工作状态，5.4.5节定义的空间矢量us、is与相量有何区别在正弦稳态时，两者有何联络答：空间矢量位置固定如空间矢量uAO固定在A相绕组轴线上，但大小随时间变化；而相量大小是不变的如有效值相量其大小即为稳态时的有效值，但位置随相角变化。稳态时，空间矢量相当于一种相角固定的瞬时值相量。5=9采用SVPWM控制，用有效工作电压矢量合成期望的输出电压，

12、由于期望输出电压矢量是连续可调的，因而，定子磁链矢量轨迹能够是圆，这种讲法能否正确为什么答：不正确。尽管期望输出电压矢量是连续的，然而其作用时间是断续的，因而定子磁链矢量只能是断续的。5-10总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律，若Us=f1，Is设置不当，会产生什么影响一般讲来，正反应系统是不稳定的，而转速闭环转差频率控制系统具有正反应的内环，系统却能稳定，为什么答：5-1简述矢量控制的基本思想。答：将逆变器和沟通电动机视为一体，以在电机内产生圆形旋转磁场为目的来控制变频器工作。5-2异步电动机变压变频调速系统中，基频下面调速采用恒压频比控制，称为恒转矩调速；基频以上采用保持电压不变控制，

13、称为近似的恒功率调速。为什么略5-3六拍式逆变器控制的异步电动机正六边形定子磁链的大小与直流侧电压Ud成正比，而与电源角频率成反比。在基频下面调速时，应保持正六边形定子磁链的最大值恒定。若直流侧电压Ud恒定，则1越小时，t越大，势必导致|sk|增大。因而，要保持正六边形定子磁链不变，必须使Ud/1为常数，这意味着在变频的同时必须调节直流电压Ud，造成了控制的复杂性。有效的方法是插入零矢量。5-4简述转差频率控制的基本思想。答：保持气隙磁通m不变的前提下，通过控制转差频率s来控制转矩。5-5转差频率控制变压变频调速系统通过最大转差频率间接限制了最大的允许电流。5-6与直流调速系统类似，转差频率控

14、制变压变频调速系统起动经过分为转矩上升恒转矩、升速与转速调节三个阶段：在恒转矩升速阶段，ASR不介入调节，相当于转速开环，在正反应内环作用下，保持加速度恒定；转速超调后，ASR退出饱和，进入转速调节阶段，最后到达稳态。5-7简述转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统起动经过。答：转矩上升阶段：恒转矩升速阶段：转速调节：二、公式和特性1.公式略1.异步电动机等效电路图：2.交-直-交电压源型PWM变频器主电路：各个元件作用需知3.转速开环变压变频调速系统-系统原理图：4.转速闭环转差频率控制变压变频调速系统-系统原理图：1.异步电动机调压调速机械特性：2.异步电动机转子串阻调速机械特性：3.异步

15、电动机变压变频调速机械特性：4.异步电动机变压变频调速控制特性：第6章6-1异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。6-2异步电动机的动态数学模型由磁链方程、电压方程、转矩方程、运动方程组成。6-3异步电动机每个绕组的磁链是自感磁链和互感磁链之和。6-4绕组间的互感分为哪几类答：定子三相相互之间和转子三相相互之间的互感，因其位置固定，故为常值。定子任一相与转子任一相之间的互感，因其相对位置变化，故为角位移的函数。6-5为什么讲异步电动机的三相原始数学模型不是物理对象最简洁的描绘答：由异步电动机三相数学模型的约束条件。可知，对于无中性线Y/Y联合绕组的电动机，三相变量中只

16、要两相是独立的。6-6不同坐标系中电动机模型等效的原则是：在不同坐标下绕组所产生的合成磁动势相等6-7三相绕组能够用相互独立的两相正交对称绕组等效代替，等效的原则是。6-8坐标变换有3/2变换及其反变换和2r/2s变换及其反变换。6-9异步电动机通过坐标变换简化其数学模型时，若以静止正交坐标为变换方向，定转子绕组的变换方式有何不同答：异步电动机定子绕组是静止的，因而只要进行3/2变换即可，而转子绕组是旋转的，因而必须通过3/2变换及2r/2s变换，才能变换到静止两相正交坐标系。6-103/2变换将按2/3分布的三相绕组等效为相互垂直的两相绕组，消除了定子三相绕组间以及转子三相绕组间的互相耦合，减小了状态变量的维数，简化了定转子的自感矩阵。6-112r/2s变换将相对运动的定转子绕组等效为相对静止的等效绕组，消除了定转子绕组间夹角对磁链和转矩的影响。6-122r/2s变换将非线性耦合矛盾从磁链方程转移到电压方程，没有改变对象的非线性耦合程度。6-132s/2r变换是用旋转绕组代替原来静止的定子绕组，并使等效的转子绕组与等效的定子绕组重合，且保持严格同步，等效后定转子绕组间不存在相对运动。6-15旋转正交坐标系的优点在于增加了一个输入量1，提高了系统控制的自由度。二、公式和特性1.异步电动机三相动态数学模型：磁链方程+电压方程+转矩方程+运动方程+约束条件：