宝鸡文理学院电力拖动自动控制系统A卷试题及答案精.docx
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宝鸡文理学院电力拖动自动控制系统A卷试题及答案精
宝鸡文理学院试题
课程名称自动控制系统适用时间2011年1月6日
试卷类别A适用专业、年级、班电气专业08级1、2、3班
一、选择题（每小题2分,2×10=20分
1、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,则静差率（。
A、越小
B、越大
C、不变
2、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（。
A、降压调速
B、串级调速
C、变压变频调速
3、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（。
A、比例控制
B、积分控制
C、比例微分控制
4、控制系统能够正常运行的首要条件是（。
A、抗扰性
B、稳定性
C、准确性
5、转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是（。
A、ACR
B、AVR
C、ASR
6、在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是（。
A、故障保护
B、转速调节
C、电流调节
7、采用准PI调节器的目的是（。
A、提高系统增益
B、减小高频干扰
C、抑制运算放大器零点漂移
8、在微机数字调速系统当中,M法测速适用于（。
A、高速段
B、低速段
C、以上都可以
9、在转速负反馈调速系统当中,下列哪个量变化时系统具有自动调节能力（。
A、电网电压
B、测速电机励磁
C、转速反馈电位器
10、采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于（。
A、无静差调速系统
B、有静差调速系统
C、双闭环调速系统
二、填空题（每小题3分,3×5=15分
1、某直流调速系统电动机的额定转速为nN=1430r/min,额定速降为115r/min,如果希望调速范围达到
10,所能满足的静差率是。
2、PI调节器的传递函数为（比例积分式或（积分和比例微分形式。
3、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统,稳态时转速取决于、控制电压Uc取决于。
4、调速系统的稳态性能指标包括和。
5、微机数字控制的直流调速系统,采样频率要求满足香农定理,即。
三、判断题（每小题2分,2×5=10分
1、电压负反馈调速系统采用PI控制规律能消除静差。
2、采用PI控制规律的转速、电流双闭环系统启动时转速必然有超调。
3、闭环系统能够减小稳态速降的实质在于它能根据负载变化而自动调节电枢电压以补偿电枢回路电阻
压降的变化。
4、异步电动机采用恒压频比控制方式可以获得和直流电动机一样的线性机械特性。
5、采用积分调节器的单闭环调速系统,稳态时调节器输入偏差电压为零,故调节器输出电压也为零。
四、简答题（每小题5分,5×5=25分
1、简述转速、电流双闭环系统中电流调节器的作用。
2、数字控制的双闭环直流调速系统常见故障检测有哪些?
3、电流截止负反馈起什么作用,其工作原理是什么?
4、异步电动机的动态数学模型有何性质?
5、简述矢量控制系统和直接转矩控制系统的优缺点。
五、计算题（每小题10分,10×3=30分
1、有一转速负反馈单闭环V-M有静差直流调速系统,采用线性集成电路运算放大器作为电压放大器,电动机额定数据为:
10Kw,220V,55A,1000r/min,Ra=0.5Ω。
触发整流环节放大倍数Ks=44,V-M系统电枢回路总电阻R=1.0Ω。
转速反馈系数α=0.01158V、min/r。
若闭环系统开环放大系数K=53.3。
（1画出其电路原理图和稳态结构框图;（5分（2试计算运算放大器的放大系数。
（5分
2、在转速、电流双闭环调速系统中,两个调节器均采用PI调节器。
已知参数:
电动机:
PN=3.7kW,
UN=220V,IN=20A,nN=1000r/min,电枢回路总电阻R=1.5Ω。
设Unm*=Uim*=8V,电枢回路最大电流Idm=40A,电力电子放大器的放大系数Ks=40。
试求:
（1电流反馈系数α和转速反馈系数β。
（2分
（2当电动机在最高转速发生堵转时的Udo、Ui*、Ui、Uc值。
（8分
3、设控制对象传递函数为
式中,K1=2,T1=0.4s;T2=0.08s;T3=0.015s;T4=0.005s。
要求阶跃输入时系统超调量σ%<5%。
用PI调节器校正成典型Ⅰ型系统,试设计调节器参数。
（10分
1
1234（（1（1（1（1objKWsTsTsTsTs=++++
宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准
课程名称自动控制系统适用时间2011年1月6日试卷类型A适用专业、年级、班电气专业08级1、2、3班
一、选择题（每小题2分,2×10=20分1、（A2、（C3、（B4、（B5、（A6、（A7、（C8、（A9、（A10、（B二、填空题（每小题3分,3×5=15分1、44.6%2、pipi1
（KsWss
ττ+=
或1pipi
11（sWsKs
ττ+=
3、给定电压,给定电压和负载电流
4、调速范围,静差率
5、采样频率应不小于信号最高频率的2倍,fsam≥2fmax
三、判断题（每小题2分,2×5=10分1、（X2、（√3、（√4、（X5、（X四、简答题（每小题5分,5×5=25分
1、答:
（1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分（2对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
……………（1分（3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。
……………（1分（4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。
……（1分
2、答:
（1供电电源的故障检测。
三相供电电源常见的故障为过电压、欠电压、缺相。
……（2分（2过电流、过载故障检测。
……（1分（3失磁故障检测。
当If≤Ifmin时,出现失磁故障。
……（1分（4超速故障。
当转速超过最高限定转速时,出现超速故障。
……（1分
3、答:
作用:
防止电动机起动和堵转时电枢电流过大而烧坏电动机。
………………………（2分原理:
根据反馈控制原理,要维持哪一个物理量基本不变,就应该引入那个物理量的负反馈。
那么,引入电流负反馈,应该能够保持电流基本不变,使它不超过允许值。
采用某种方法,当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流,而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。
…………（3分
4、答:
异步电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。
…………（5分
5、答:
VC系统强调Te与Ψr的解耦,有利于分别设计转速与磁链调节器;实行连续控制,可获得较宽的调速范围;但按Ψr定向受电动机转子参数变化的影响,降低了系统的鲁棒性。
……（3分
DTC系统则实行T
e与Ψs
砰-砰控制,避开了旋转坐标变换,简化了控制结构;控制定子磁链而不是转子磁链,不受转子参数变化的影响;但不可避免地产生转矩脉动,低速性能较差,调速范围受到限制。
……（2分五、计算题（每小题10分,10×3=30分1、解:
（1
……（3分
……（2分
（2
220550.5
0.1925min/1000
NNa
eNUIRCVrn--⨯=
==
53.3
20.14/0.0115844/0.1925
pse
K
KKCα=
=
=⨯
2、解:
（1转速反馈系数:
*
max
8=
=0.008Vmin/r
1000
nmUnα=
……………（1分
电流反馈系数:
*
8==0.2V/A
40
imdmUIβ=……………（1分（2当电动机在最高速发生堵转时,0n=,则
**
8iimUUV==-
……………（2分
8iUV=……………（2分
……………（2分
……………（2分
3、解:
用PI调节器校正时,调节器传递函数为
1
11
（PIpisWsKsττ+=……………（2分
取110.4Tsτ==,并将T2、T3、T4看成小时间常数,令
2340.080.0150.0050.1TTTTssss=++=++=……………（3分
按典型Ⅰ型系统校正时系统开环传递函数为
1
1（1
（1pi
KKK
WssTssTsτ==
++……………（3分
同样,取1
1
12piKKKTτ=
=,则
1
10.412220.1
piKKT
τ=
=
=⨯⨯……………（2分
0401.560ddUIRV==⨯=
01.5dc
s
U
V
K==
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