电力拖动自动控制系统练习题最终版汇总.docx

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电力拖动自动控制系统练习题最终版汇总

判断题

采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。

（√）

只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。

（√）

直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

（√）

静差率和机械特性硬度是一回事。

（×）

使用PI调节器构成的无静差调速系统稳态精度不受反馈检测装置的影响。

电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压的大小并非仅取决于速度给定的大小。

（√）

转速、电流反馈控制无静差可逆调速系统稳态时电力电子装置控制电压的大小取决于电流调节器输入信号的大小。

（×）

反馈控制系统的精度只取决于给定的精度。

（×）

双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。

（×）

对于有环流可逆V-M系统，在一般情况下允许两组晶闸管同时处于整流状态。

（×）

逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。

（×）

可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。

（√）

双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。

（×）

与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。

（×）

α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√）

α=β配合工作制的有环流可逆调速系统的正向制动过程中，转速调节器饱和，电流调节器不饱和。

（×）

转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。

（×）

电压闭环相当于电流变化率闭环。

（√）

闭环系统可以改造控制对象。

（√）

闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。

V-M系统中平波电抗器的电感量一般按照额定负载时保证电流连续的条件来选择。

（×）

直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。

（√）

直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。

（×）

电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。

（√）

对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。

（√）

转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能可以达到直流双闭环调速系统的水平。

（×）

绕线式异步电动机串级调速系统的功率因数随着速度的下降而下降。

（√）

与一般的相比较，SVPWM控制方法的输出电压最多可提高15%。

（√）

同步电动机只需改变定子频率就可调节转速，不必采用电压频率协调控制。

交流异步电动机调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。

（×）

位置随动系统，Ⅰ型和Ⅱ型系统都能跟踪加速度输入信号，Ⅱ型系统精度高。

（×）

同步电动机定子、转子绕组与异步电动机相同，都是三相的。

（√）

检测元件产生的误差是可以克服的。

（Ⅹ）

绕线式异步电动机串级调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。

（Ⅹ）

绕线式异步电动机串电阻调速系统属于转差功率消耗型交流调速系统。

（√）

SVPWM以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM以正弦电压为控制目标。

（√）

与异步电动机相比，同步电动机的稳态转速恒等于同步转速，因此机械特性很硬。

（√）

位置伺服系统正常运行的首要条件就是系统必须是稳定的，不稳定的系统其他性能指标都是毫无意义的。

（√）

选择题

转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是（B）

A．PIDB．PIC．PD．PD

静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率（A）

A．越小B．越大C．不变D．不确定

下列异步电动机调速方法属于转差功率不变型的调速系统是（D）

A．降电压调速B．串级调速C．变电阻调速D．变压变频调速

可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是（B）

A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制

控制系统能够正常运行的首要条件是（B）

A．抗扰性B．稳定性C．快速性D．准确性

在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的（C）

A．快速性越好B．平稳性越差C．快速性越差D．精度越低

转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是（A）

A．ACRB．AVRC．ASRD．ATR

双闭环直流调速系统的起动过程中不包括（D）

A.转速调节阶段B.电流上升阶段C.恒流升速阶段D.电流下降阶段

下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是（D）

A．饱和非线性控制B．转速超调

C．准时间最优控制D．饱和线性控制

逻辑无环流系统中，逻辑控制器的英文缩写是（A）

A．DLCB．FOCC．PWMD．SPWM

在自然环流可逆调速系统正向制动过程中：

本组逆变阶段，本组整流装置逆变，它组（B）。

A.待逆变B.待整流C.逆变D.整流

下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是（C）

A．降电压调速B．变极对数调速

C．变压变频调速D．转子串电阻调速

SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的（A）

A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波

下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是（B）

A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合

比例微分的英文缩写是（B）

A．PIB．PDC．VRD．PID

调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准（C）

A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度

转速、电流反馈控制的直流调速系统中，转速环按典型Ⅱ型系统设计，关于系统性能叙述正确的是（A）

A．抗扰能力较强，稳态无静差B．抗扰能力稍差但超调小

C．抗扰能力较差，稳态无静差D．抗扰能力较强但稳态有静差

使用PI调节器构成的无静差调速系统中P部份的作用是（D）

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

采用PI调节器的转速、电流反馈控制直流调速系统稳定运行时，电流调节器的输入偏差是零，输出电压UC是（B）

A．0B．

C．

D．

转速反馈无静差调速系统中，下列参数中（C）改变时，系统稳态转速会发生变化。

A.负载B.电网电压C.反馈系数D.电动机励磁电流

下面关于绕线式三相异步电动机串级调速时电动机的机械特性特点叙述中，错误的是（C）

A.调速时理想空载转速随β角变化而变化

B.调速时机械特性基本上是上下平移的

C.调速时机械特性硬度基本不变，且与固有特性硬度相同

D．与固有特性相比最大转矩变小

转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是（C）

A．ACRB．AVRC．ASRD．ATR

下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是（B）

A．只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的

B．反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动

C．反馈控制系统的作用是：

抵抗扰动、服从给定

D．系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度

笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，恒（C）控制方式控制性能最好

A．恒

控制B．恒

控制C．恒

控制D．恒

控制

SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的（C）

A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波

下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是（B）

A．高阶B．线性C．非线性D．强耦合

正弦波脉宽调制的英文缩写是（C）

A．PIDB．PWMC．SPWMD．PD

采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于（A）

A．无静差调速系统B．有静差调速系统

C．双闭环调速系统D．交流调速系统

．异步电动机数学模型的组成不包括（D）

A．电压方程B．磁链方程C．转矩方程D．外部扰动

直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（A）。

AACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动

B　ACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动

CACR放大转矩波动，ASR抑制电压波动

DACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动

双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是（A）。

（A）ASR饱和、ACR不饱和（B）ACR饱和、ASR不饱和

（C）ASR和ACR都饱和（D）ACR和ASR都不饱和

无静差调速系统中，调节器一般采用（C）调节器。

（A）P调节器（B）PD调节器（C）PI调节器

在速度负反馈单闭环调速系统中，当下列（C）参数变化时系统无调节能力。

（A）放大器的放大倍数Kp（B）负载变化

（C）转速反馈系数（D）供电电网电压

为了增加系统响应的快速性，我们应该在系统中引入（A）环节进行调节。

（A）比例（B）积分（C）微分

使用PI调节器构成的无静差调速系统的调节器中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

转速、电流双闭环调速系统中，转速环按典型Ⅰ型系统设计，关于性能叙述正确的是（B）

A．抗扰能力较强，稳态无静差B．抗扰能力稍差但超调小

C．抗扰能力较差，稳态无静差D．抗扰能力较强但稳态有静差

如果理想空载转速相同，转速反馈控制直流调速系统静差率与开环系统静差率之比为（D）。

A．1B．0C．1+KD．1/（1+K）

转速调节器采用比例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

下面位置检测装置，精度最高的是（C）

A.自整角机B.旋转变压器C.感应同步器D.电位器

填空题

1．常用的可控直流电源有（静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器）

2．调速系统的稳态性能指标包括（调速范围）和（静差率）

3．反馈控制系统的作用是：

（抵抗扰动，服从给定）

4．当电流连续时，改变控制角，V—M系统可以得到一组（平行的）机械特性曲线。

5．常见的调速系统中，在基速以下按（恒转矩调速方式），在基速以上按（恒功率调速方式）

6．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟（随性能指标）和对扰动输入信号的（抗扰性能指标）

VVVF控制是指逆变器输出（电压）和（频率）可变的控制。

电流截止负反馈的作用是（限流）

．负反馈的作用是（抵制扰动）

V-M系统中，由于电流波形的脉动，可能出现电流波形连续和断续两种情况。

当电感量较小或负载较轻时，就容易造成电流波形断续的情况。

采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。

14．静态环流可以分为（直流平均环流）和（瞬时脉动环流）

15．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的（跟随性能指标）和对扰动输入信号的（抗扰性能指标）。

16．PWM变换器可以通过调节（电力电子开关）来调节输出电压。

20．转速单闭环直流控制系统可以通过引入（电流环）控制以提高系统动态性能。

21．转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历（不饱和、饱和、退饱和）三种情况。

22．交流调速的基本类型中最好的一种节能省力型调速方案是（变压变频调速）

24．无静差直流调速系统的实质是调节器包含（比例积分）环节。

25．比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点，（比例）部分能迅速响应控制作用。

28．电流调节器可以对电网电压的波动起（及时抗扰）的作用。

29根据直流电动机转速方程

，可以看出有改变电枢电阻、变电压以及减弱励磁三种方法可以调节直流电动机的转速。

30V-M系统中，由于电流波形的脉动，可能出现电流波形连续和断续两种情况。

当电感量较小或负载较轻时，就容易造成电流波形断续的情况。

31、双闭环直流调速系统起动过程的特点是饱和非线性、准时间最优以及退饱和超调。

32、双闭环直流调速系统在外环设计成Ⅱ型时，由于系统的饱和非线性作用，使其抗扰性与跟随性一致。

33、异步电动机变压调速系统转差功率损耗与系统的调速范围和负载性质有密切关系，相对来说风机泵类负载比较适合采用变压调速。

34、采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。

35、逻辑无环流可逆系统的逻辑控制装置需要设置两个延时电路，分别是封锁延时和开放延时。

36、对于调速系统的转速控制要求有调速、稳速、加减速三个方面。

37、PWM变换器中，由于直流电源靠二极管整流器供电，不可能回馈电能，电机制动时只好对滤波电容充电，这将使电容两端电压升高，称作泵升电压。

38、根据直流电动机转速方程，可以看出有改变电枢电阻、变电压以及减弱励磁三种方法可以调节直流电动机的转速。

39、异步电动机串级调速时所能产生的最大转矩比正常接线时减少了17.3%。

41、两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，采用α=β配合控制，可以消除直流平均环流，但是瞬时脉动环流是自然存在的，可以通过串接环流电抗器抑制瞬时脉动环流。

42、根据对异步电动机转差功率处理方式的不同，可把交流调速分成转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型。

已知不同电压频率协调控制方式的机械特性图，a为恒

恒压频比控制，则对应其他两种控制方式分别为：

b为恒

控制；c为恒

控制。

从结构上看，静止式变频装置分间接变频装置（交-直-交变频）和直接变频装置（交-交变频）。

异步电动机变压调速系统属于转差功率消耗型的调速系统，转差功率损耗以及系统的调速范围和负载性质有密切关系，相对来说风机泵类负载比较适合采用变压调速。

在转差率s很小的范围内，只要能够维持气隙磁通φm不变，异步电机的转矩就近似与转差角频率ωs成正比，即在异步电机中，控制转差频率就代表了控制转矩，这就是转差频率控制的基本概念。

46三相异步电动机的数学模型包括：

电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。

47伺服系统的功能是输出快速而准确地复现给定信号。

伺服系统由伺服电动机、功率驱动器、控制器和传感器四大部分组成。

48同步电动机转子旋转速度就是旋转磁场同步的转速，转差恒等于同步速。

同步电动机变压变频调速系统属于转差功率不变型的调速系统。

49对于异步电动机变压变频调速，在基频以下希望维持气隙磁通不变，需按比例同时控制电压和频率，基频以上，由于电压无法升高迫使磁通减弱。

50异步电动机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。

简答分析画图

1、直流调速有哪几种方案？

Ｖ－Ｍ系统何时会发生电流断续？

怎样解决？

电流截止负反馈的目的是什么？

答：

串电阻，降压，弱磁。

当电感较小或电动机的负载电流较轻时。

为了解决转速反馈闭环调速系统起动和堵转时电流过大问题。

1、调速系统转速控制的要求？

何为静差率、调速范围？

二者有何关系？

闭环静特性与开环系统机械特性相比有何优点？

2、答：

调速，稳速，加、减速。

负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速之比。

生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比称为调速范围。

D=ns/n（1-s）。

（1）闭环系统静特性比开环系统机械特性硬得多。

（2）如果比较同一No的开环和闭环系统，则闭环系统的静差率要小得多。

（3）当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。

2、PWM-M系统与V-M系统相比优点

答：

（1）主电路简单，需用的功率器件少。

（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小。

（3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽。

（4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强，

（5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。

（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高

3、反馈控制规律是什么？

答：

（1）比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统。

（2）反馈系统的作用是：

抵抗扰动，服从给定。

（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。

4、采用PI调节器的无静差调速系统的稳态误差是否受给定电源和测速发电机精度的影响？

答：

是。

5、转差频率控制的规律？

答：

（1）在ωs≤ωsm的范围内，转矩Te基本上与ωs成正比，条件是气隙磁通不变。

（2）在不同的定子电流值时，按U=f（ω1I）函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通Фm恒定。

6、转速调节器、电流调节器的作用？

答：

（1）对负载变化气抗扰作用。

（2）其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。

（1）跟随作用－－作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作

用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化。

（2）抗扰作用－－对电网电压的波动起及时抗扰的作用。

（3）加快动态过程－－在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。

（4）过流自动保护作用－－当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，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。

这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。

7、转速、电流双闭环直流调速系统退饱和超调量与哪些因素有关？

考虑饱和非线性的影响，转速环的抗扰性与跟随性是否一致？

答：

稳态转速，反电动势。

是一致的。

8、位置随动系统与调速系统比较？

位置随动系统常用的位置检测装置有哪几种？

答：

调速系统的给定量是恒值,希望输出量能稳定,因此系统的抗干扰能力往往显得十分重要.而位置随动系统中的位置指令是经常变化的,要求输出量准确跟随给定量的变化,输出响应的快速性,灵活性和准确性成了位置随动系统的主要特征.简言之,调速系统的动态指标以抗干扰性能为主,随动系统的动态指标则以跟随性能为主。

（1）自整角机

（2）感应同步机（3）光电编码盘。

9、何谓环流，环流的种类有哪些？

根据对环流控制方案的不同，可逆调速系统可以分为哪几种？

答：

两组装置同时工作时，便会产生不流过负载直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称做环流。

静态环流：

（1）直流平均环流

（2）瞬时脉动环流。

动态环流。

（1）a=p配合控制有环流可逆V-M系统

（2）逻辑控制的无环流可逆V-M系统。

10、双闭环直流调速系统的起动过程，起动特点？

启动过程各量随时间变化的波形。

答：

第一阶段：

电流上升阶段。

第二阶段：

恒流升速阶段。

第三阶段：

转速调节阶段。

特点：

（1）饱和非线性控制。

（2）转速超调。

（3）准时间最优控制。

11、简述异步电动机在下面不同的电压-频率协调控制时的机械特性并画图比较。

12、交流调速分成哪几种类型？

各举一例。

答：

（1）转差功率消耗性：

降压调速。

（2）转差功率馈送型：

串级调速。

（3）转差功率不变型：

变级调速。

13、叙述交流变压调速系统的优缺点和适用场合。

答：

优点：

系统简单、成本较低、控制容易、可靠性高、调速的平滑性较好、电气和机械冲击均较小、可四象限运行。

缺点：

低速功耗较大、发热量较大、制动运行方式性能差。

适用于10kW以下的小功率异步电动机。

14、环流概念，分哪几种？

怎样抑制？

15、可逆直流调速系统有哪几种

答：

（1）a=p配合控制有环流可逆V-M系统

（2）逻辑控制的无环流可逆V-M系统。

16、双闭环直流调速系统工程设计中对Ⅱ型系统采用什么准则将双参数的设计问题变成单参数的设计？

答：

Mrmin准则。

17、双极式PWM变换器的优点是什么？

答：

（1）电流一定连续；

（2）可使电动机在四象限运行；

（3）电动机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；

（4）低速平稳性好，系统的调速范围可达1:

20000左右：

（5）低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保汪器件的可靠导通。

18、何为泵升电压？

如何抑制？

答：

电动机工作在回馈制动状态时，由于二级管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。

选择合理的滤波电容或采用泵升电压限制电路。

19、位置随动系统的误差包括哪几种？

答：

检测误差，原理误差，扰动无差。

20、采用PI调节器的无静差调速系统的稳态误差是否受给定电源和测速发电机精度的影响？

为什么？

答：

是。

因为服从给定，抗扰动；测速发电机精度这个扰动闭环也无法消除。

21、补偿控制规律与反馈控制规律有什么不同？

答：

补偿控制是在问题出现之前就消除，反馈控制是问题出现之后调节，使之回到正确的轨道上。

22、在转速负反馈单闭环调速系统中，当电网电压、放大器放大系数、激磁电流、电枢电阻、测速发电机磁场各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对它们有无调节能力？

为什么？

答：

除对励磁电流和测速发电机磁场无调节能力外其他都可调节，因为给定和转速换参数反馈是不能调节的。

23、分析自然环流可逆调速系统正向制动过程。

各点波形

答：

回馈电网，工作于有源逆变，V-M系统运行于第四象限。

24.按定子磁链控制的直接转矩控制（DTC）系统与磁链闭环控制的矢量控制（VC）系统在系统特点与性能有什么异同？

答：

25、已知串级调速系统主回路单线原理框图，试说明起动时各电器开关正确的合闸顺序和停机时的分闸顺序，并简要说明理由。

答：

S-K1-K0-k2-k1-k2-k0-S

26、在双闭环直流调速系统中ASR、ACR各有何作用？

它们的输出限幅值各应按什么要求整定？

答：

见第6题。

Un*=Un=an=an0，Ui*=Ui=bId=bIdL

27、画出双闭环直流调速系统的动态结构图，并标明各点信号名称和作用。

答：

见书62页。

28、画出逻辑无环流控制流程图

答：

见书108页。

29、串级调速系统的起动和停车时总的原则是什么？

画出串级调速系统间接起动时控制原理图，说明间接起动的过程及工作原理。

答：

在启动时必须使逆变器先电动机而接上电网，停车时则比电动机后脱离电网。

见书221页。

S-K1-K0-k2-k1-k2-k0-S

30、试从物理意义上解释位置随动系统中Ⅱ型系统能适应加速度输入而Ⅰ型系统不能。

答：

见书261页。

31、逻辑无环流可逆调速系统对无环流逻辑控制器的要求是什么？

答：

当可逆系统中一组晶闸管工作时，逻辑关系控制必须使另一组处于完全封锁状态，确保两组晶闸管不同时工作。

32、对于调速系统转速控制的要求有哪几个方面？

单闭环直流调速系统的静特性与开环系统机械特性相比有何优点？

答：

调速，稳速，加、减速。

稳态特性变硬了很多，在保证静差率的要求下，提高了调速范围。

33：

常用的异步电动机调速有哪些？

哪些属于转差