中南大学 级运控试卷答案

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学 院 专业班级 学 号 姓 名

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中南大学考试试卷

……2014~2015学年 1 学期《运动控制系统》课程（A）

…考试时间100分钟，开卷，总分100分 … 线题 号 一 二 三 四 合 计 封密得 分 卷评评卷人 ……复查人 …… ……得 分 一、填空题(本题30分，每空1分) 理处 评卷 分人

01. 一般电流环设计为典型 I型 系统，因为电流环强调 静态 性能；而转速环设计按绩为典型 II型 系统，因为转速环强调 动态 性能。（P80/84）

成试2有环流系统中必须加 环流电抗器 ，而无环流系统，在控制策略上必须加上DLC 考者来控制选触开关。（P105、107）

违3在有静差单转速闭环系统中，可以用 电流截止负反馈 来抑制突加给定电压的电流，息冲击，为满足稳态性能指标需要有 较大的比例系数 。

信生4．三相PWM输出共有8个空间电压矢量，其中6个为 有效工作/基本电压矢量 ，它考们的幅值等于（2/3）^(1/2)*Ud/直流母线电压 ，空间角度互差 π/3 ，另两个为 零写填矢量 。

准不5. 变频器从结构上可分为 交-直-交 和 交-交 两种。从变频电源性质看又分外线为 电压 和 电流 型。（P128）

封6. VVVF转速开环系统中，转矩与 转速 成正比，但其前提条件是保证 气隙磁通 密，不变。

题答7. 根据 转子磁链 是否闭环控制，矢量控制系统可分为__ 直接 型和 间接 型要两类。

不内8. 三相异步电动机的数学模型包括： 磁链方程 、 电压方程 、 转矩方程 和运动线封方程。（P157）

密9. 直接转矩控制与矢量控制的相同点是两者都要对 磁链 和 转矩 进行控制。 ……10．异步电机坐标变换的原则是 磁动势 等效， 功率 相等。

……11．按转子磁链定向，可将定子电流的 励磁分量 和 转矩分量 解耦，从而可以将…之变成单变量系统，可单独闭环控制。（P180） … 线 封密 卷 评 …… ……

得 分 评卷人

二、选择题(本题20分,每小题2分)

1．异步电动机变压变频调速时，采用（ B ）控制方式，可获得一线性机械特性。

A． U1／f1=常值 B. Eg/f1=常值 C． Es/f1=常值 D. Er/f1=常值

2．带有PI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 3．直流调速系统用的可控直流电源不包含的是（ D ）

A．G-M系统 B．V-M系统 C．PWM D．VVVF A．平均速度 B．最高速 C．最低速 D．任意速度 A．越高 B．越低 C．不变 D．不确定 A．ASR饱和

B．ASR不饱和 C．ACR饱和 D．ACR不饱和

4．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准（ C ）

5．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越高,则系统的稳定精度（B ） 6．转速、电流双闭环调速系统的起动不包含的的过程（ C ） 7．转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（ B ）。 A.电机的调速精度 B.电机的动态转矩 C电机的气隙磁通 D 电机的定子电流

8. 下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是（ B ）

A．降电压调速 B．串级调速 C．变极调速 D．变压变频调速 A．SVPWM B．PWM

C．SPWM D．VVVF

9. 磁链跟踪控制技术的英文缩写是( A )

10. 无静差调速系统的PI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 得 分 评卷人

三、简答题（本题20分）

1、在变频调速时，为什么必须要进行电压、频率协制？通常采用哪两种压频控制方式？各适应什么类型负载？（5分） 变频的同时变压，使Φ

为恒定保持带负载能力。

通常选用的压频控制方式有：

恒转矩调速和恒功率调速，基频以下为恒转矩调速，适合于转矩负载； 基频以上为恒功率调速，适合于功率负载

2、在双闭环调速系统中，若要改变启动电流需要改变什么参数？突增负载后又进入稳定运行状态，则ACR的输出电压Uc、变流装置输出电压Ud，电动机转速n，较之负载变化前是增加、减少，还是不变？为什么？（6分）

3．调试电流环时，为何电动机不要加励磁？（4分）

4. 异步电动机动态模型输入输出参数有哪些？输出参数解耦有几种方法，如何实现？（5分） 得 分 评卷人 四、分析与计算题（本大题30分）

1、已知参数：直流电动机：UN=220V，IN=55A，nN=1000r/min,Ra=0.5 Ω，整流装置：Ks=44, Rrec=0.5 Ω 生产机械要求调速系统满足 稳态指标为：D=10，s≤10 S≤5%

要求：1）画出系统的稳态结构图，写出静态特性方程式（2分） 2）若当电动机运行于额定转速的给定电压为Un*=20v,计算转速反馈系数α。（2分）

3）计算满足稳态性能要求所需的放大器的放大系数Kp。（2分）

4） 若Vs发生故障而开路对系统有何影响？若Vs发生故障而短路对系统有何影响？（4分）

5） 若要使调速系统无静差，该系统应做什么修改？请改在原理图上，并说明其原理。（2分）

(1)P49图2-43比例积分改比例(IdIcdr)

P26式2-32（不引入电流反馈）

P26式2-32再减去KpKs（R2Id）/Ce（1+K） (2)α=Un*/nmax=20/1000=0.02 (3)Ce=0.1925…同课后习题2-9

(4)开路则无法引入电流负反馈，启动堵转电流会超过允许值。

短路时电流负反馈会一直存在，影响系统正常工作。（这一问我编的） (5)图2-42

2、某转速电流双闭环直流调速系统，已知参数： 直流电动机：UN=220v ,IN=16A,Un*=10v，要求：

1).该系统带额定负载稳定运行在额定点上，求：ASR，ACR的输入偏差和输出电压值。(4分)

2).当系统带额定负载在某转速下正常运行，突然转速反馈线断线，系统的运行情况如何？若系统重新稳定运行时，求：Ui*、Ui、Uc、Ud和n值。（6分）

3).已知：Tm=0.1s，Tl=0.05S，Toi=0.002s，Ton=0.01s，Ra=40KΩ，利用上述参数对系统进行调节器设计，要求稳态转速无静差，空载启动到额定转速时的转速超调量б%≤10%，电流环已按一典型I型系统设计，并取KT=0.5，选择ASR结构，并计算其参数：Rn、Cn、Con(近似条件校略）（8分）

nN=1000r/min, Ra=1

Ω,过载倍数λ=2，变流装置

Ks=40,Rrec=0.5,Ts=0.0017s,设ASR，ACR均采用PI调节器，其输出限幅值均为±8V，最高转速给定值