運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)試題庫(kù)

1、=第1頁(yè)= 直流調(diào)速系統(tǒng)（復(fù)習(xí)） P4 交流調(diào)速系統(tǒng)（回顧） P9 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的理論基礎(chǔ) P13 交流異步電動(dòng)機(jī)矢量變換控制 P17 交流異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制 P20 PWM和SPWM P31 雙饋調(diào)速和內(nèi)反饋 P36 繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng) P42 無(wú)速度傳感器調(diào)速系統(tǒng) P46 同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng) P52 (十一) 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制技術(shù) P56 (十二) 雙定子電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) P75 (十三) 直線(xiàn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) P82 =第2頁(yè)= 2 1 蘇彥民，李宏著. 交流調(diào)速系統(tǒng)的控制策略M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.6 2 陳伯時(shí)主編.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)M.北京：

2、機(jī)械工業(yè)出版社，1992.11 3 胡崇岳主編.現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.1 4 趙躍才，杜坤梅編著.電機(jī)控制技術(shù)M.黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000.12 5 李發(fā)海，王若編著.電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)(第二版)M.北京：清華大學(xué)出版社，2000.8 6 吳守咸著.電氣傳動(dòng)脈寬調(diào)制控制技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.1 7 王宏華編著.開(kāi)關(guān)型磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.7 8 張燕賓編著.SPWM變頻調(diào)速技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.7 9 馬小亮著.大功率交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)及矢量控制技術(shù)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199

3、9.7 10 李夙著. 異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.12 11 張?zhí)街? 直流無(wú)刷電機(jī)接原理及應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.7 12 許大中編著.交流電機(jī)調(diào)速理論M.浙江大學(xué)出版社，1997.1 13 陳伯時(shí)，陳敏遜編著.交流調(diào)速系統(tǒng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.11 14 吳安順等編著.最新實(shí)用交流調(diào)速系統(tǒng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.6 15 李志民，張遇杰編著.同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.1 16 夏超英著.交直流傳動(dòng)的自適用控制M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.2 =第3頁(yè)= 3 17 姜泓，趙洪恕編著.

4、電力拖動(dòng)交流調(diào)速系統(tǒng)M. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001.6 18 葉岳云編著.直線(xiàn)電機(jī)原理與應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.6 19 夏小華，高為炳.非線(xiàn)性系統(tǒng)控制及解耦M.北京:科學(xué)出版社,1993 20 鄭大中.線(xiàn)性系統(tǒng)理論M.北京:清華大學(xué)出版社,1990 21 高為炳.變結(jié)構(gòu)控制理論基礎(chǔ).北京:科學(xué)出版社,1990. 22 夏小華，高為炳非線(xiàn)性系統(tǒng)控制及解耦M北京:科學(xué)出出版社,1998. 23 馮純伯,史維.自適應(yīng)控制M.北京:電子工業(yè)出版社,1986. 24 法LandauID.吳百凡譯.自適應(yīng)控制模型參考方法M. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1985. 25 陳振翼. 電

5、氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)M. 北京: 中國(guó)紡織出版社, 1998. 1-1電機(jī)的分類(lèi)？ 發(fā)電機(jī)（其他能電能）直流發(fā)電機(jī) =第4頁(yè)= 4 F-=eKIRUn 交流發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)（電能其他能） 直流電動(dòng)機(jī)： 有換向器直流電動(dòng)機(jī)（串勵(lì)、并勵(lì)、復(fù)勵(lì)、他勵(lì)） 無(wú)換向器直流電動(dòng)機(jī)（又屬于一種特殊的同步電動(dòng)機(jī)） 交流電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)：鼠籠式 繞線(xiàn)式 ： 伺服電機(jī) 旋轉(zhuǎn)變壓器 控制電機(jī) 自整角機(jī) 力矩電機(jī) 測(cè)速電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)（反應(yīng)式、永磁式、混合式） 1-2衡量調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)是哪些？ 調(diào)速范圍D=nmax/nmin=nnom/nmin 靜差率S=nnom/n0*100%對(duì)轉(zhuǎn)差率要求高，同時(shí)要求調(diào)速范圍

6、大（D大S?。r(shí)，只能用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 和負(fù)載匹配情況： 一般要求：恒功率負(fù)載用恒功率調(diào)速，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 1-3請(qǐng)比較直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，并說(shuō)明今后電力傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展的趨勢(shì). * 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速范圍廣，易于實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，起動(dòng)、制動(dòng)性能好，過(guò)載轉(zhuǎn)矩大，可靠性高，動(dòng)態(tài)性能良好。 缺點(diǎn)：有機(jī)械整流器和電刷，噪聲大，維護(hù)困難；換向產(chǎn)生火花，使用環(huán)境受限；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容量、轉(zhuǎn)速、電壓受限。 * 優(yōu)點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、維護(hù)方便、造價(jià)低廉，使用環(huán)境廣，運(yùn)行可靠，便于制造大容量、高轉(zhuǎn)速、高電壓電機(jī)。大量被用來(lái)拖動(dòng)轉(zhuǎn)速基本不變的生產(chǎn)機(jī)械。 調(diào)速性能比直流電機(jī)差。 * 用直流調(diào)

7、速方式控制交流調(diào)速系統(tǒng)，達(dá)到與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美的調(diào)速性能；或采用同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng). 1-4直流電機(jī)有哪幾種？直流電機(jī)調(diào)速方法有哪些?請(qǐng)從調(diào)速性能、應(yīng)用場(chǎng)合和優(yōu)缺點(diǎn)等方面進(jìn)行比較. 哪些是有級(jí)調(diào)速？哪些是無(wú)級(jí)調(diào)速？ 直流電動(dòng)機(jī)中常見(jiàn)的是有換向器直流電動(dòng)機(jī)，可分為串勵(lì)、并勵(lì)、復(fù)勵(lì)、他勵(lì)四種，無(wú)換向器直流電動(dòng)機(jī)屬于一種特殊的同步電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式，調(diào)速方法有變壓調(diào)速、變電阻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。 調(diào)壓調(diào)速：調(diào)節(jié)電壓供電電壓進(jìn)行調(diào)速，適應(yīng)于：UUnom，基頻以下，在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速。弱磁調(diào)速：無(wú)級(jí)，適用于nom，一般只能配合調(diào)壓調(diào)速方案，在基頻以上(即=第5頁(yè)= 5 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速

8、以上)作小范圍的升速。 變電阻調(diào)速：有級(jí)調(diào)速。 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：無(wú)級(jí)調(diào)速。 1-5帶有比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，如果轉(zhuǎn)速的反饋值與給定值相等， 則調(diào)節(jié)器的輸出為（ A ） A、零； B、大于零的定值 C、小于零的定值； D、保持原先的值不變 1-6什么是調(diào)速范圍D？什么是靜差率S，兩者的關(guān)系如何？用什么方法可以使調(diào)速系統(tǒng)滿(mǎn)足D大S小的控制要求？ 調(diào)速范圍D=nmax/nmin=nnom/nmin 靜差率S=nnom/n0*100%對(duì)轉(zhuǎn)差率要求高，同時(shí)要求調(diào)速范圍大（D大S?。r(shí)，只能用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 1-7直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源有：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組（G-M系統(tǒng)）、靜止可控整流器（V-M系

9、統(tǒng)）、 直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器（PWM）。 1-8 G-M系統(tǒng) V-M系統(tǒng) PWM PFM G-M系統(tǒng)：交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)G實(shí)現(xiàn)變流，由直流發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī)M供電，調(diào)節(jié)G的勵(lì)磁電流及改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)M的轉(zhuǎn)速。 優(yōu)點(diǎn)：在允許轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)四象限運(yùn)行。 缺點(diǎn)：設(shè)備多，體積大，費(fèi)用高，效率低，有噪音，維護(hù)不方便。 V-M系統(tǒng)：晶閘管，工作在相位控制狀態(tài)，由晶閘管可控整流器V給需要調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)M供電，調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓來(lái)移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變整流器V的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)速。 優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性和可靠性提高，無(wú)需另加功率放大裝置。快速性好，動(dòng)態(tài)性能提高

10、。 缺點(diǎn)：只允許單向運(yùn)行；元件對(duì)過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)高的du/dt和di/dt十分敏感；低速時(shí)易產(chǎn)生電力公害：系統(tǒng)功率因數(shù)低，諧波電流大。 PWM：脈沖寬度調(diào)制(PWM)，晶閘管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)上；晶閘管關(guān)斷時(shí)，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)；這樣通過(guò)改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間（即調(diào)占空比ton）就可以調(diào)節(jié)電機(jī)電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。PWM調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬；電動(dòng)機(jī)損耗和發(fā)熱較小；系統(tǒng)快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；器件工作早開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主電路損耗小，裝置效率較高。PWM調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用：中、小功率系統(tǒng) PFM脈沖頻率調(diào)制(PFM)，晶閘管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，晶

11、閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)上；晶閘管關(guān)斷時(shí)，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)；晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間不變，只改變開(kāi)關(guān)頻率f或開(kāi)關(guān)周期T（即調(diào)節(jié)晶閘管的關(guān)斷時(shí)間t0ff）就可以調(diào)節(jié)電機(jī)電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。 =第6頁(yè)= 6 1-9哪些是控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)、穩(wěn)定性指標(biāo)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)？ 穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)是：調(diào)速范圍D=nmax/nmin=nnom/nmin和靜差率S=nnom/n0*100% 穩(wěn)定性指標(biāo)：柏德圖（對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)幅頻特性） 典型型系對(duì)數(shù)幅頻特性以20dB/dec的斜率穿越零分貝線(xiàn)，=90 -tg-1 cT 45典型型系統(tǒng)：對(duì)數(shù)幅頻特性以20dB/dec的斜率穿越零分貝線(xiàn)。 =180-180+

12、tg-1ct-tg-1cT=tg-1ct-tg-1cT 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分跟隨性能指標(biāo)和抗擾性能指標(biāo)： 跟隨性能指標(biāo) 上升時(shí)間：在典型的階躍響應(yīng)跟隨過(guò)程中，輸出量從零起第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所經(jīng)過(guò)的時(shí)間（有些教材定義為10%-90%） 超調(diào)量：在典型的階躍響應(yīng)跟隨過(guò)程中，輸出量超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏移量 與穩(wěn)態(tài)值之比。 調(diào)節(jié)時(shí)間：又稱(chēng)過(guò)度過(guò)程時(shí)間原則上是系統(tǒng)從給定量階躍變化到輸出量完全 穩(wěn)定下來(lái)的時(shí)間。一般在階躍響應(yīng)曲線(xiàn)的穩(wěn)態(tài)值附近， 取5%（或2%）的范圍作為允許誤差。抗擾性能指標(biāo)：動(dòng)態(tài)降落：在系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，突加一個(gè)約定的標(biāo)準(zhǔn)的擾動(dòng)量，在過(guò)度過(guò)程中引起 的輸出量最大降落值。 恢復(fù)時(shí)間：從階躍擾動(dòng)作用開(kāi)始，

13、到輸出量基本恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，距新穩(wěn)態(tài)值之差 進(jìn)入某基準(zhǔn)量的5% （或2%）范圍之內(nèi)所需的時(shí)間。 1-10轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò)程特點(diǎn)是 、 和 。 飽和非線(xiàn)性控制 ASR飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)，恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)； ASR不飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng). 準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制：恒流升速可使起動(dòng)過(guò)程盡可能最快. 轉(zhuǎn)速超調(diào)：只有轉(zhuǎn)速超調(diào)才能使ASR退飽和. 1-11轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中， 轉(zhuǎn)速環(huán)按典型 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，抗擾能力 強(qiáng) ，穩(wěn)態(tài) 無(wú)靜差 。 電流環(huán)按典型 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，抗擾能力 稍差 ，超調(diào) 小 。 1-12無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器中P部份的作用是（D） A、消除穩(wěn)態(tài)誤差； B、不能消除

14、穩(wěn)態(tài)誤差也不能加快動(dòng)態(tài)響應(yīng) C、既消除穩(wěn)態(tài)誤差又加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)；D、加快動(dòng)態(tài)響應(yīng) =第7頁(yè)= 7 1-13轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)的方法有哪幾種？選擇其中12種進(jìn)行論述它們的工組原理和特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合？ 自整角機(jī)(角位移傳感器，成對(duì)應(yīng)用：發(fā)送機(jī)與指令軸相連，接收機(jī)與執(zhí)行軸相連) 旋轉(zhuǎn)變壓器(一種特制的兩相旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在定子和轉(zhuǎn)子上各有兩套在空間上完全正交的繞組。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出電壓與轉(zhuǎn)子角呈一定的函數(shù)關(guān)系，主要作角度傳感器)。 感應(yīng)同步器(圓形感應(yīng)同步器用來(lái)測(cè)角位移，用于轉(zhuǎn)臺(tái)(立式車(chē)床)的角度數(shù)字顯示和精確定位。 直線(xiàn)式形感應(yīng)同步器用來(lái)測(cè)直線(xiàn)位移，安裝在具有平移運(yùn)動(dòng)的機(jī)床上( 式車(chē)床)， 用來(lái)測(cè)量刀架的位移

15、并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。 光電編碼盤(pán)分增量式絕對(duì)式兩種 （增量式光電編碼盤(pán)實(shí)際是一個(gè)光電脈沖發(fā)生器和一個(gè)可逆計(jì)算器） （絕對(duì)式光電編碼盤(pán)則是通過(guò)讀取碼盤(pán)的圖形來(lái)表示軸的位置，碼制可選二進(jìn)制、 二-十進(jìn)制（BCD碼）、和循環(huán)碼（格雷碼） 同軸齒輪在電機(jī)位置檢測(cè)是應(yīng)用較多。 具體工作原理見(jiàn)(陳伯時(shí)主編.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社)P154-163 1-14什么是檢測(cè)誤差、原理誤差和擾動(dòng)誤差？哪些無(wú)法克服？哪些能克服？ 檢測(cè)誤差：由檢測(cè)產(chǎn)生的誤差，它取決于檢測(cè)元件本身的精度，位置隨動(dòng)系統(tǒng)中常用的位置檢測(cè)元件如自整角機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器等都有一定的精度等級(jí)，系統(tǒng)的精度不可能高于所用位置檢測(cè)元件

16、的精度。檢測(cè)誤差是穩(wěn)態(tài)誤差的主要部分，這是系統(tǒng)無(wú)法克服的。 原理誤差：又稱(chēng)系統(tǒng)誤差，它是系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)形式、系統(tǒng)特征參數(shù)和輸入信號(hào)的形式?jīng)Q定的，型系統(tǒng)只對(duì)位置輸入是無(wú)靜差的隨動(dòng)系統(tǒng)（一階無(wú)差系統(tǒng)）；型系統(tǒng)對(duì)位置輸入和速度輸入都是無(wú)靜差的隨動(dòng)系統(tǒng)（二階無(wú)差系統(tǒng)）。 擾動(dòng)誤差分負(fù)載擾動(dòng)、系統(tǒng)參數(shù)變化、噪聲干擾三種。 * 負(fù)載擾動(dòng)（恒值負(fù)載擾動(dòng)和隨機(jī)性負(fù)載擾動(dòng)），在抵抗負(fù)載擾動(dòng)能力方面，型系統(tǒng)比型系統(tǒng)好。 * 系統(tǒng)參數(shù)變化（放大器零漂、元件老化、電源電壓波動(dòng)等） 負(fù)載擾動(dòng)和系統(tǒng)參數(shù)變化都作用在系統(tǒng)的前向通道上，可通過(guò)閉環(huán)予以抑制。 * 噪聲干擾（經(jīng)檢測(cè)裝置混入系統(tǒng)，一般多為高頻成分，其頻譜與輸入信號(hào)

17、頻譜不重疊，可濾除，但影響快速性和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)精度） 1-15位置隨動(dòng)系統(tǒng)解決的主要問(wèn)題是什么？試比較位置隨動(dòng)系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)的異同。 位置隨動(dòng)系統(tǒng)解決的主要問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)位置指令（給定量）的準(zhǔn)確跟蹤。 隨動(dòng)系統(tǒng)一般稱(chēng)伺服系統(tǒng) 位置隨動(dòng)系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)的相同點(diǎn)： 兩者的控制原理相同，它們都是反饋控制系統(tǒng)，即通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的輸出量與給定量進(jìn)行比較，組成閉環(huán)控制。 位置隨動(dòng)系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)的相異點(diǎn)： 調(diào)速系統(tǒng)的給定量是恒值，不管外界擾動(dòng)情況如何，希望輸出能夠穩(wěn)定，因此系統(tǒng)的抗擾性能顯得十分重要。 位置隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置指令是經(jīng)常變化的，是一個(gè)隨機(jī)變量，要求輸出量準(zhǔn)確跟蹤給定量的變化，輸出響應(yīng)的快速性、靈活性

18、、準(zhǔn)確性成了位置隨動(dòng)系統(tǒng)的主要特征。 =第8頁(yè)= 8 位置隨動(dòng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上往往比調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜一些。位置隨動(dòng)系統(tǒng)可以在調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)位置環(huán)，位置環(huán)是位置隨動(dòng)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)特征。 1-16什么是串聯(lián)校正、并聯(lián)校正和復(fù)合控制？試舉例說(shuō)明它們的使用場(chǎng)合。 串聯(lián)校正（調(diào)節(jié)器校正），采用D校正的單位置環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)，可以得到較高的截止頻率和對(duì)給定信號(hào)的快速響應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。由于不使用測(cè)速機(jī)，從而排除了測(cè)速機(jī)帶來(lái)的干擾，但反過(guò)來(lái)又使摩察、間隙等非線(xiàn)性因素不能很好地受到抑制。負(fù)載擾動(dòng)也必須通過(guò)位置環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，沒(méi)有快速的電流環(huán)及時(shí)補(bǔ)償而使動(dòng)態(tài)誤差增大。同時(shí)D調(diào)節(jié)器是采用比例微分超前作用來(lái)對(duì)消調(diào)節(jié)對(duì)象中的大慣

19、性，屬于串聯(lián)校正，常會(huì)因放大器的飽和而削弱微分信號(hào)的補(bǔ)償強(qiáng)度，還會(huì)因控對(duì)象參數(shù)變化而喪失零極點(diǎn)對(duì)消的效果。因此單位置環(huán)的隨動(dòng)系統(tǒng)僅適用于負(fù)載較輕，擾動(dòng)不大，非線(xiàn)性因素不太突出的場(chǎng)合。 并聯(lián)校正 在調(diào)速系統(tǒng)中引入被調(diào)量的微分負(fù)反饋是一種很有效的并聯(lián)校正，在隨動(dòng)系統(tǒng)中經(jīng)常采用這種并聯(lián)校正，有助于抑制振蕩、減小超調(diào)，提高系統(tǒng)的快速性。 在位置隨動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的并聯(lián)校正比轉(zhuǎn)速反饋的并聯(lián)校正好，因?yàn)樗恍柙龃驥1就可以保證原有的穩(wěn)態(tài)精度，而快速性同樣可以得到一定程度的提高，只受到小時(shí)間常數(shù)及測(cè)速發(fā)電機(jī)信號(hào)中噪聲干擾的限制。 復(fù)合控制 當(dāng)隨動(dòng)系統(tǒng)輸入信號(hào)的各階導(dǎo)數(shù)可以測(cè)量或者可以實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)，利用輸

20、入信號(hào)的各階導(dǎo)數(shù)進(jìn)行前饋控制構(gòu)成前饋控制（開(kāi)環(huán)控制）和反饋控制（閉環(huán)控制）相結(jié)合的復(fù)合控制，也是一種提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)的有效途徑。 2-1交流調(diào)速技術(shù)引起人們廣泛重視的原因是什么? 交流電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)，20世紀(jì)30年代，交流調(diào)速系統(tǒng)存在問(wèn)題，70年代電子技術(shù)發(fā)展，高性能交流調(diào)速技術(shù)的不斷涌現(xiàn)：矢量變換控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、無(wú)速度傳感器控制系統(tǒng)、數(shù)字化技術(shù)等，非線(xiàn)性解耦控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、模糊控制等新的控制策略不斷推進(jìn)。 2-2簡(jiǎn)述異步電機(jī)的工作原理。 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子通入對(duì)稱(chēng)三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 與靜止的轉(zhuǎn)子有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有感應(yīng)電流 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體帶電導(dǎo)體在磁場(chǎng)

21、中受電磁力的作用 兩邊同時(shí)受到電磁力的作用，產(chǎn)生電磁力矩 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 2-3設(shè)異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子電流的須率為f1，試問(wèn)此時(shí)定子磁勢(shì)F1、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)F2是多少？=第9頁(yè)= 9 請(qǐng)畫(huà)出異步動(dòng)電機(jī)的等效電路，并按頻率折算(折算前后磁動(dòng)勢(shì)不變)和繞組折算(折算前后電機(jī)內(nèi)部的電磁性能和功率不變)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行折算，最后得出T形效電路。 2-4請(qǐng)寫(xiě)出異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系。 P1= Pm+ Pcu1+ Pfe Pcu1=3I12R1 PFe= PFe1=3I12R1 Pcu2=3I22R2 Pm = Pout + Pcu2 Ps Pf Pout = P2 + Ps + Pf P2 2-5

22、常用的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速有哪些？哪些屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型？哪些屬于轉(zhuǎn)差功率不變型？哪些屬于轉(zhuǎn)差功率回饋型？ 異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有：降電壓調(diào)速、繞線(xiàn)式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、變極調(diào)速、變頻調(diào)速等。 降電壓調(diào)速、繞線(xiàn)式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型 串級(jí)調(diào)速屬于轉(zhuǎn)差功率回饋型 變極調(diào)速、變頻調(diào)速屬于轉(zhuǎn)差功率不變型。 2-6變極調(diào)速方法對(duì)籠型與繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)是否都適用，為什么? 變極調(diào)速只適合于本身具備改變極對(duì)數(shù)的籠型電動(dòng)機(jī)（雙速電動(dòng)機(jī)、三速和四速電動(dòng)機(jī)），它們可以通過(guò)來(lái)完成調(diào)速，繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)一般采用轉(zhuǎn)子傳電阻或串級(jí)調(diào)速。 2-7采用改變電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)的方法調(diào)速時(shí)，改變極對(duì)數(shù)時(shí)，是否只需改

23、變電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)結(jié)方式就可以了，還需要注意什么問(wèn)題？ 采用改變電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)的方法調(diào)速時(shí)，改變極對(duì)數(shù)時(shí)，除了需要改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)結(jié)方式外，還應(yīng)注意保持電源的相序不變，即：要對(duì)調(diào)電源端子。 如：變極前：A0 B240 C480（120） 變極后：A0 B120 C240與變極前不一致。應(yīng)對(duì)調(diào)B、C兩相，以保證變極前后的電源相序一致。 2-8請(qǐng)簡(jiǎn)述交流異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速的工作原理，并說(shuō)明其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。 變極調(diào)速是通過(guò)改變定子繞組的極對(duì)數(shù)來(lái)改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速的，是無(wú)附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式。改變極對(duì)數(shù)是用改變定子繞組的接線(xiàn)方式來(lái)完成的（雙速電動(dòng)機(jī)、三速和四速電動(dòng)機(jī)）這種改變極

24、對(duì)數(shù)來(lái)調(diào)速的籠型電動(dòng)機(jī)，通常稱(chēng)為多速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或變極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 P1 P2 = =第10頁(yè)= 10 有級(jí)調(diào)速，而且調(diào)速級(jí)差大，從而限制了它的使用范圍。 具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線(xiàn)簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低；有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平 滑調(diào)速特性。變極調(diào)速按24檔固定調(diào)速變化的場(chǎng)合，（不需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械），如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。 2-9晶閘管交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，對(duì)觸發(fā)脈沖有何要求，為什么？ 晶閘管交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，要求用寬脈沖、雙窄脈沖或脈沖列觸發(fā)，以保證可靠換流，防

25、止直通。 晶閘管是半控器件，只需要用脈沖觸發(fā)其導(dǎo)通，不需要控制其關(guān)斷。 2-10請(qǐng)簡(jiǎn)述交流異步電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速的工作原理，并對(duì)三種常用的調(diào)壓方法進(jìn)行說(shuō)明。調(diào)壓調(diào)速的是一個(gè)能提供電壓變化的電源。有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。 調(diào)壓調(diào)速線(xiàn)路簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。調(diào)壓過(guò)程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。調(diào)壓調(diào)速一般100KW 通過(guò)改變自耦變壓器變比，來(lái)改變電機(jī)電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。 通過(guò)改變直流勵(lì)磁電流來(lái)控制鐵心的飽和程度，改變交流電抗值，改變電機(jī)電壓，實(shí)現(xiàn)降壓調(diào)速。飽和，交流電抗小，電機(jī)定子電壓高。 通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角，來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的端電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。

26、2-11在交流異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)中，怎樣解決調(diào)速范圍小和機(jī)械特性軟的問(wèn)題？在交流異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)中，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，軟其調(diào)速范圍較小，使。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用，如專(zhuān)供調(diào)壓調(diào)速用的，或者。 為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍，當(dāng)調(diào)速在2：1以上的場(chǎng)合應(yīng)采用以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。 2-12交流調(diào)速的主要應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？ 已普及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的傳動(dòng)領(lǐng)域： 冶金機(jī)械 軋鋼機(jī)主傳動(dòng)（大容量、低轉(zhuǎn)速、過(guò)載能力強(qiáng)，交交變頻調(diào)速取代直流調(diào)速。 高爐熱風(fēng)爐鼓風(fēng)機(jī)。 機(jī)車(chē)牽引：電氣機(jī)車(chē)、電動(dòng)機(jī)車(chē)等（不消耗汽油、不排廢氣、噪聲小，將燃油機(jī)車(chē)改電動(dòng)機(jī)車(chē)）。 數(shù)控機(jī)床：

27、主傳動(dòng)（調(diào)速范圍寬、靜差率?。⑦M(jìn)給傳動(dòng)（輸出轉(zhuǎn)矩大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、定位精度高）采用交流傳動(dòng)，異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)取代直流電動(dòng)機(jī)。 礦井提升機(jī)：交交變頻電源供電（優(yōu)良的調(diào)速性能和位置控制以獲得平穩(wěn)、安全的制動(dòng)運(yùn)行，消除失控現(xiàn)象，提高可靠性。 起重、裝卸機(jī)械：環(huán)境惡劣、頻繁迅速啟動(dòng)和調(diào)速。 原子能及化工設(shè)備：使用條件惡劣要求調(diào)速范圍寬。 建筑電氣設(shè)備：空調(diào)系統(tǒng)、電梯傳動(dòng)、供水系統(tǒng)等。 紡織、食品機(jī)械：紡織卷繞機(jī)、肉類(lèi)攪拌機(jī)等。 2-13請(qǐng)簡(jiǎn)述自耦調(diào)壓器調(diào)速的工作原理，并說(shuō)明其優(yōu)缺點(diǎn)。 =第11頁(yè)= 11 在交流異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)中，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，通過(guò)改變自耦變壓器變比，來(lái)

28、改變電機(jī)電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。自耦調(diào)壓器調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也與電壓平方成正比，因而只能適合空載啟動(dòng)或者輕載啟動(dòng)。自耦調(diào)壓器調(diào)速結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都不高，常用于特殊效功率場(chǎng)合。 2-14請(qǐng)簡(jiǎn)述串飽和電抗器調(diào)壓調(diào)速的工作原理，并說(shuō)明其優(yōu)缺點(diǎn)。 在交流異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)中，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，通過(guò)改變直流勵(lì)磁電流來(lái)控制鐵心的飽和程度，以改變串接在定子回路中的交流電抗值，從而調(diào)節(jié)電機(jī)定子繞組上得到的電壓，實(shí)現(xiàn)降壓調(diào)速。如鐵心飽和，交流電抗小，電機(jī)定子電壓高，電機(jī)升速。反之則電機(jī)減速。 串飽和電抗器調(diào)壓調(diào)速控制簡(jiǎn)單，但電磁裝置太笨重。 2-15請(qǐng)簡(jiǎn)述晶閘管調(diào)壓調(diào)

29、速的工作原理，并說(shuō)明其優(yōu)缺點(diǎn)。畫(huà)出幾種晶閘管主電路的連接方法，指出他們各自的特點(diǎn)。 在交流異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)中，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角，來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的端電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。 優(yōu)點(diǎn)：維護(hù)方便，噪聲小，可以四象限運(yùn)行。 缺點(diǎn)：電網(wǎng)輸入電壓為正弦波，但輸出電壓不為正弦波，諧波大，功率因素低，機(jī)械特性軟。 解決辦法：采用閉環(huán)系統(tǒng)。 三相分支雙向控制繞組Y連接： 特點(diǎn)：用雙脈沖或者寬60脈沖觸發(fā)晶閘管SCR， 輸出含有奇次諧波，繞組Y連接。 如電機(jī)繞組帶中線(xiàn)，可消取三次諧波電流， 但仍然存在其他次諧波，產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩和附加損耗。 與其它接法相比，此接法諧波分量最小。

30、三相分支雙向控制繞組連接： 特點(diǎn)：用雙脈沖或者寬60脈沖觸發(fā)SCR， 輸出含有奇次諧波，繞組連接。 有其它的高次諧波，產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩和附加損耗。 三相分支單向控制繞組Y連接： 特點(diǎn)：每一相制用一個(gè)用晶閘管和一個(gè)二極管反并聯(lián)， 可以降低成本，但各相波形不對(duì)稱(chēng)，輸出含有偶次諧波， 降低了運(yùn)行性能，所以只用于小容量裝置。 三相形雙向控制繞組連接 特點(diǎn)：晶閘管串接在相繞組回路中， 在同等容量下，晶閘管承受的電壓高而電流小， 適合于電機(jī)繞組連接的情況。 三相零點(diǎn)連接，單向控制 特點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，晶閘管放在負(fù)載后面， 可以減小電網(wǎng)浪涌電壓對(duì)它的沖擊，但因?yàn)槭菃蜗蚩刂?奇次、偶次諧波都存在，運(yùn)行效率稍低。 只適

31、合于小容量電機(jī)。 =第12頁(yè)= 12 2-16請(qǐng)簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)差離合器調(diào)壓調(diào)速的工作原理，并說(shuō)明其優(yōu)缺點(diǎn)。 三部分組成。 電樞和后者沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，都能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 電樞與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱(chēng)主動(dòng)部分，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)； 磁極用聯(lián)軸節(jié)與負(fù)載軸對(duì)接稱(chēng)從動(dòng)部分 當(dāng)電樞與磁極均為靜止時(shí)，如勵(lì)磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對(duì)N、S極性交替的磁極，其磁通經(jīng)過(guò)電樞。當(dāng)電樞隨拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于電樞與磁極間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而使電樞感應(yīng)產(chǎn)生渦流，此渦流與磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)有磁極的轉(zhuǎn)子按同一方向旋轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)速恒低于電樞的轉(zhuǎn)速N1，這是一種，變動(dòng)轉(zhuǎn)差離合器的直流勵(lì)磁電流，便可改變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。 電磁調(diào)

32、速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速裝置結(jié)構(gòu)及控制線(xiàn)路簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便；調(diào)速平滑、無(wú)級(jí)調(diào)速；對(duì)電網(wǎng)無(wú)諧影響；速度失大、效率低。本方法。 2-17請(qǐng)簡(jiǎn)述繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的工作原理，并說(shuō)明其優(yōu)缺點(diǎn)。 ，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬。 3-1：在電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，為什么要保持每極磁通量為額定值不變？對(duì)直流電機(jī)和交流異步電機(jī)，分別采用什么方法使電機(jī)每極的磁通恒定？ 異步電機(jī)的氣隙磁鏈在每相定子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eg=4.44f1N1kN1m 如果使Eg/f1=K氣隙磁鏈保持不變，要保持直流電機(jī)的磁通恒定，因?yàn)槠鋭?lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，只要對(duì)電樞反應(yīng)的補(bǔ)償合適，容易做到保持磁通恒定。要保持交流異步電機(jī)的磁通恒定，必須采用恒壓頻比控制。 3-2：交流異步電動(dòng)機(jī)的恒壓頻比控制有哪三種方式？試就其實(shí)現(xiàn)難易程度、機(jī)械特性等方面 進(jìn)行比較。 Eg/f1=K，氣隙磁鏈在每相定子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)/輸入頻率為恒值，機(jī)械特性非線(xiàn)性，難實(shí)現(xiàn)，加定子電壓補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)，改善低速性能。Tmax，m與頻率無(wú)關(guān)，機(jī)械特性平行，硬度相同，類(lèi)似于直流電動(dòng)機(jī)的