電力拖動自動控制系統(tǒng)習題集附帶答案

電力拖動自動控制系統(tǒng)習

題集附帶答案

一、選擇題

1.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的兩個調(diào)速

器通常采用的控制方式是

A.PIDB.PIC.PD.PD

2.靜差率和機械特性的硬度有關(guān)，當理想

空載轉(zhuǎn)速一定時，特性越硬，則靜差率

A.越小B.越大C.不變

D.不確定

3.下列異步電動機調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率

消耗型的調(diào)速系統(tǒng)是

A.降電壓調(diào)速B.串級調(diào)速

C.變極調(diào)速D.變壓變頻調(diào)速

根據(jù)能量轉(zhuǎn)換的角度看，把調(diào)速系統(tǒng)分為三類

第一類：轉(zhuǎn)差功率消耗型，包括將電壓調(diào)速，

轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速，轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速

第二類：轉(zhuǎn)差功率饋送型，包括串級調(diào)速，雙

饋電動機調(diào)速

第三類：轉(zhuǎn)差功率不變型，包括變極調(diào)速，變

頻變壓調(diào)速

4.可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速

運行，實現(xiàn)無靜差調(diào)速的是

A.比例控制B.積分控制C.微

分控制D.比例微分控制

積分控制可以使系統(tǒng)在無警察的情況下保持

恒速運行，實現(xiàn)無靜差調(diào)速

5.控制系統(tǒng)能夠正常運行的首要條件是

A.抗擾性B.穩(wěn)定性C.快速

性D.準確性

控制系統(tǒng)正常工作，穩(wěn)定性是首要條件。

6.在定性的分析閉環(huán)系統(tǒng)性能時，截止頻

率嘰越低,則系統(tǒng)的穩(wěn)定精度

A.越高B.越低C.不變

D.不確定

截止頻率與相角裕度對應，截止頻率越高，系

統(tǒng)響應變快，但穩(wěn)定性變差。

7.常用的數(shù)字濾波方法不包括

A.算術(shù)平均值濾波B.中值濾

波

C.中值平均濾波D.幾何平

均值濾波

8.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器

的英文縮寫是

AACR

BAVRC.ASR

D.ATR

9.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程中不包

括

A.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段B.電

流上升階段C.恒流升速階段D.電流下

降階段

10.三相全波整流電路的平均整流電壓為

A?0.9i/2cosa

B.1.174cosa

C?2.34^/,cosfz

D?1.35U?cosa

11.下列不屬于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)啟動過

程特點的是

A.飽和非線性控制

B.轉(zhuǎn)速超調(diào)

C.準時間最優(yōu)控制D.飽和線性

控制

12.下列交流異步電動機的調(diào)速方法中，應

1=1

A.降電壓調(diào)速

B.變極對數(shù)調(diào)速

C.變壓變頻調(diào)速

D.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速

13.SPWM技術(shù)中，調(diào)制波是頻率和期望

波相同的

A.正弦波B.方波

C.等腰三角波D.鋸齒波

14.下列不屬于異步電動機動態(tài)數(shù)學模型特

點的是

A.高階B.低階

C.非線性D.強耦合

15.在微機數(shù)字控制系統(tǒng)的中斷服務子程序

中中斷級別最高的是

A.故障保護B.PWM

生成C.電流調(diào)節(jié)D.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

16.比例微分的英文縮寫是

A.PIB.PDC.VRD.PID

17.調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標應以何時所能達

到的數(shù)值為準

A.平均速度B.最高速C.最低

速D.任意速度

18.下列異步電動機調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率

饋送型的調(diào)速系統(tǒng)是

A.降電壓調(diào)速B.串級調(diào)速

C.變極調(diào)速D.變壓變頻調(diào)速

19.在定性的分析閉環(huán)系統(tǒng)性能時，截止頻

率。越高,則系統(tǒng)的穩(wěn)定精度

A.越高B.越低C.不變

D.不確定

20.采用旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測速方法不包括

A.M法B.T法C.M/T法

D.F法

21.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

的英文縮寫是

A.ACRB.AVR

C.ASRD.ATR

22.下列關(guān)于轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)反饋控

制基本規(guī)律的敘述中，錯誤的是

A.只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，

其被調(diào)量仍是有靜差的

B.反饋控制系統(tǒng)可以抑制不被反饋環(huán)

節(jié)包圍的前向通道上的擾動

C.反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動、

服從給定

D.系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測

的精度

23.籠型異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中基

頻以下調(diào)速，下列哪種方式控制性能最好

A.恒%控制B.恒久控制

C.恒/控制D.恒%控制

24.SPWM技術(shù)中，載波是頻率比期望波

高得多的

A.正弦波B.方波C.等腰三

角波D.鋸齒波

25.下列不屬于交流異步電動機動態(tài)數(shù)學模

型特點的是

A.高階B.線性C.非線性

D.強耦合

26.在微機數(shù)字控制系統(tǒng)的故障保護中斷服

務子程序中，工作程序正確的是

分析判斷故障

——封鎖PWM輸出——系統(tǒng)復位B.顯示

故障原因并報警一一封鎖PWM輸出一一分析

判斷故障一一系統(tǒng)復位C.封鎖PWM輸出一

一分析判斷故障一一顯示故障原因并報警一一

系統(tǒng)復位D.分析判斷故障一一顯示故障

原因并報警一一封鎖PWM輸出一一系統(tǒng)復位

27.正弦波脈寬調(diào)制的英文縮寫是

A.PIDB.PWMC.SPWM

D.PD

28.轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程中K

的表達式為

C.K=K,K,aD.K=

C

29.采用比例積分調(diào)節(jié)器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一

定屬于

A.無靜差調(diào)速系統(tǒng)B.有靜差

調(diào)速系統(tǒng)

C.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)D.交流調(diào)

速系統(tǒng)

30.異步電動機數(shù)學模型的組成不包括

A.電壓方程B.磁鏈方程

C.轉(zhuǎn)矩方程D.外部擾動

二、填空題

1.常用的可控直流電源有晶閘管整

流器、靜止式可控整流器、

直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器。

2.調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標包括調(diào)速范圍

和靜差率0

3.反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動，

服從給定O

4.當電流連續(xù)時，改變控制角，V—M系

統(tǒng)可以得到一族平行的機

械特性曲線。

5.常見的調(diào)速系統(tǒng)中，在基速以下按—恒

轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式,在基速以上按恒

功率調(diào)速方式。

6.自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括對給

定輸入信號的跟隨性能指標和對擾動

輸入信號的抗擾性指

標0

7.電力牽引設(shè)備上最先進的可控直流電源

是V-M可逆直流調(diào)速系統(tǒng)°

8.SPWM控制技術(shù)包括單極性控制和

雙極性控制兩種方式。

9.常見的轉(zhuǎn)速檢測裝置有測速發(fā)電機、

旋轉(zhuǎn)編碼器、電磁脈沖測速器等。

10.VVVF控制是指逆變器輸出電壓

和頻率可變的控制。

11.常用的可控直流電源有旋轉(zhuǎn)變流機組、

晶閘管可控整流器、直流斬波器

或脈寬調(diào)制變換器。

12.電流截止負反饋的作用是解決啟動

和堵轉(zhuǎn)時電流過大的問

?O

13.負反饋的作用是穩(wěn)定輸

____________________________________O

14.靜態(tài)環(huán)流可以分為直流平均環(huán)流和

時脈動環(huán)流。

15.自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括對給

定輸入信號的跟隨性能指標

和對擾動輸入信號的抗擾性能指標。

16.PWM變換器可以通過調(diào)節(jié)占空比

來調(diào)節(jié)輸出電壓。

17.SPWM控制技術(shù)包括單極性

控制和雙極性控制兩種

方式。

18.PWM逆變器根據(jù)電源類型不同可以分

為電壓型和電流型。

19.VVVF控制是指逆變器輸出電壓和

頻率可變的控制。

20.轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流控制系統(tǒng)可以通過引入

電流環(huán)控制以提高系統(tǒng)動態(tài)性能。

21.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在啟動過程

中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR將經(jīng)歷不飽

和_、飽和、退飽和三種情況。

22.交流調(diào)速的基本類型中最好的一種節(jié)能

省力型調(diào)速方案是變壓變頻調(diào)速。

23.調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標包括調(diào)速

和靜差率。

24.無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的實質(zhì)是調(diào)節(jié)器包

含比例積分環(huán)節(jié)。

25.比例積分控制綜合了比例控制和積分控

制兩種規(guī)律的優(yōu)點，比例部分

能迅速響應控制作用。

26.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在啟動過程

中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR將經(jīng)歷不飽和、

飽和、退飽和三種情況。

27.常見的調(diào)速系統(tǒng)中，在基速以下按恒轉(zhuǎn)

矩調(diào)速方式，在基速以上按恒功率

調(diào)速方式。

28.電流調(diào)節(jié)器可以對電網(wǎng)電壓的波動起

及時抗擾的作用。

三、名詞解釋題

1.V—M系統(tǒng)：晶閘管-電動機可逆直流調(diào)

速系統(tǒng)

2.串級調(diào)速：在異步電動機在低于同步轉(zhuǎn)

速下做電動運行的雙饋調(diào)速

3.靜差率：負載由理想空載增加到額定負

載時候所對應的轉(zhuǎn)速降落△n與理想空載轉(zhuǎn)速之

比，稱為靜差率。

4.ASR：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

5.測速方法的分辨率：改變一個數(shù)值所對

應的轉(zhuǎn)速變化量，當轉(zhuǎn)速有n2變?yōu)閚l時，計數(shù)

記錄值增量為L則測速分辨率為n2-nl

6.PWM：脈寬調(diào)制

7.直接轉(zhuǎn)矩控制：DTC,通過控制馬達的轉(zhuǎn)

矩來控制轉(zhuǎn)速的目的。

8.調(diào)速范圍：生產(chǎn)機械要求系統(tǒng)能提供的

最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比稱為調(diào)速范

9.ACR：電流調(diào)節(jié)器

10.測速誤差率：測量值與實際值之差與實

際值得比值稱為測速誤差率

四、簡答題

1.什么是環(huán)流？它是怎樣產(chǎn)生的？它的二

重性的含義是什么？

直流調(diào)速系統(tǒng)中，不流過負載而直接在兩組

晶閘管之間流通的短路電流稱作環(huán)流，有兩個產(chǎn)

生原因，直流平均環(huán)流和瞬時脈動環(huán)流兩個方

2.在變頻調(diào)速時，為什么必須要進行電壓、

頻率協(xié)調(diào)控制？

獲得恒定的磁通，防止磁通飽和。

3.在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，如果轉(zhuǎn)速負反饋

斷線，能否調(diào)速，為什么？此時電動機

在最高轉(zhuǎn)速時受什么限制？

可以調(diào)速，相當于轉(zhuǎn)速開環(huán)。此時電機的最

高轉(zhuǎn)速受系統(tǒng)設(shè)定的電壓飽和點影響。

4.什么叫同步調(diào)制？什么叫異步調(diào)制？它

們各有什么優(yōu)缺點？

PWM控制電路中，載波頻率與調(diào)制信號頻率

之比稱為載波比N,如果調(diào)制過程中N不等于

常數(shù)，則為異步調(diào)制，當N等于常數(shù)，則為同

步調(diào)制。異步模式不適用于高頻信號，希望采用

較高的載波頻率。同步模式不適用于低頻信號調(diào)

制，希望載波比N為奇數(shù)。

5.電流截止負反饋起到什么作用的，其工

作原理是什么？

發(fā)生堵轉(zhuǎn)或者過載時，限制電樞電流的最大

值，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。原理是監(jiān)控電機的電樞

電流，然后將此信號與設(shè)定的截止點作為比較，

最終信號作為負反饋引入到速度給定端。

6.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程有什么

特點？

飽和非線性，速度環(huán)經(jīng)過非飽和，飽和、退

飽和三個階段

轉(zhuǎn)速超調(diào)。

準時間最優(yōu)原則。

7.常用的數(shù)字濾波方法有哪幾種？

8.電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當電網(wǎng)電壓，

放大器的放大倍數(shù)，電動機的電樞電

阻，電動機的磁通，電壓反饋系數(shù)等發(fā)

生變化時，問系統(tǒng)對它們有無調(diào)節(jié)功

能？

電網(wǎng)電壓波動，引起轉(zhuǎn)速降落可以調(diào)節(jié)

放大器的放大倍數(shù)，引起轉(zhuǎn)速變動，可以調(diào)

節(jié)

電動機磁通，電壓反饋系數(shù)，電樞電阻都在

轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，系統(tǒng)都可以調(diào)節(jié)。

9.有環(huán)流可逆系統(tǒng)和無環(huán)流可逆系統(tǒng)相比

較，有何優(yōu)缺點？

有環(huán)流系統(tǒng)，反向快，過渡平滑，但需要專

門設(shè)計環(huán)流電抗器

無環(huán)流系統(tǒng)，不需要設(shè)計環(huán)流電抗器，但是

保留平波電抗器

10.什么是靜態(tài)環(huán)流？什么是動態(tài)環(huán)流？

靜態(tài)環(huán)流是：不流過負載，而在兩組晶閘管

之間流過的短路電流稱為靜態(tài)環(huán)流，包括直流平

均環(huán)流和瞬時脈動環(huán)流

動態(tài)環(huán)流是：在VM調(diào)速系統(tǒng)中，過渡過程

中可能出現(xiàn)動態(tài)環(huán)流，由于滯后效應帶來的環(huán)

流，稱為動態(tài)環(huán)流

11.雙閉環(huán)PWM直流調(diào)速系統(tǒng)中，屬于

PWM調(diào)速系統(tǒng)特有的控制電路有哪

些？它們在系統(tǒng)中分別起何作用？

12.閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)性表示哪兩者之間

的穩(wěn)態(tài)關(guān)系？

13.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速

調(diào)節(jié)器有哪些作用？其輸出幅值應按

什么要求整定？

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用:

作為主給定，如果采用PI調(diào)節(jié)器，可以實

現(xiàn)無靜差。

其整定值限定系統(tǒng)的最大電流

對負載的變化起抗擾作用加

電流調(diào)節(jié)器的作用

內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器，使電流緊緊跟隨電壓調(diào)節(jié)器的

輸出

對電網(wǎng)電壓的波動起抗擾作用

保證獲得電動機運行的最大電流，加快動態(tài)

過程

當電動機堵轉(zhuǎn)或者過載時，限制電樞上的】

大電流，快速自動保護，當故障消時，

又快速自動回復正常。

14.異步電機中電磁功率與轉(zhuǎn)差功率是什么

關(guān)系？為什么變頻調(diào)速的調(diào)速效率比

繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的

調(diào)速效率高？

15.調(diào)節(jié)器的設(shè)計過程可以簡化為哪兩步？

五、計算題

1.直流電機額定轉(zhuǎn)速〃N=375r/min,電樞

電流額定值LN=760A,允許過流倍數(shù)

7=1.5,計算機內(nèi)部定點數(shù)占一個字的

位置(16位)，試確定數(shù)字控制系統(tǒng)的

轉(zhuǎn)速反饋存儲系數(shù)和電流反饋存儲系

數(shù)(適當考慮余量Imax=1.8ZN，Mnax

=1.3flN)o

2.某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉(zhuǎn)速為"max

=1500r/min,最低轉(zhuǎn)速為flmin=150

r/min,要求系統(tǒng)的靜差率sW2%,試

計算：

(1)該系統(tǒng)的調(diào)速范圍

(2)系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降八即；

(3)如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降為100"min,

則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)K是多少？

1、調(diào)速范圍：D=駟「1。

"min150

2、靜態(tài)速降：二滬仃叫則二工。6

(1-sj0.98

3、若開環(huán)An=100,為了滿足sM%,則有

絲^=1+K=>K=3-1=31.68

△nc]3.06

3.某直流調(diào)速系統(tǒng)電動機額定轉(zhuǎn)速為：

=1230r/min,額定速降A(chǔ)=105

r/min,當要求靜差率s<30%時，允許

多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率s<

20%時，則調(diào)速范圍是多少？如果希望

調(diào)速范圍達到10,所能滿足的靜差率

是多少？

1、調(diào)速范圍為:需”.。2

D=d’$123°*°-22.93

2、調(diào)速范圍為:=

An(1-s)105*0.8

3、滿足的靜差率為:

n*s〃*An10*105八“

Dn=-----;-v--------=>s=------------------=---------------------=0.46

An(1-s)〃*An+r1V10*105+1230

4.某直流電機的額定電樞電流/N=115A,

允許過流倍數(shù)2=1.5,額定轉(zhuǎn)速"N

=1260r/min,計算機內(nèi)部定點數(shù)占一

個字的位置(16位)，試確定電樞電流

和轉(zhuǎn)速存儲系數(shù)(適當考慮余量I,nax

=1.8/N9Umax=l*3w^)O

5.有一V-M調(diào)速系統(tǒng)，電動機參數(shù)為：

PN=2.5KW,UN=220V,IN=15A,nN

=1500r/min,Ra=2Q,可控硅整流裝

置內(nèi)阻Rrec=lQ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放

大系數(shù)Ks=40,要求調(diào)速范圍D=20,

靜差率S=10%,最大給定電壓30V。

(1)計算開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和系統(tǒng)所

允許的穩(wěn)態(tài)速降。