运动控制300道题

一 选择题（单选题）

1、下述调节器能消除被控量稳态误差的为（ C ）。

A比例调节器 B 微分调节器 C PI调节器 D PD调节器 2、双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采用PI调节器，期中ACR所起的作用为（ D ）。

A 实现转速无静差 B对负载变化起抗扰作用

C输出限幅值决定电动机允许的最大电流 D对电网电压波动起及时抗扰作用 3、采用PI调节器的转速、电流双闭环调速系统，若要改变电动机的转速，应调节（ B ）。

A调节器放大系数 B给定电压 C负载 D以上说法都不对

4、某闭环调速系统的调速范围是1500～150r/min，要求系统的静差率s?2%，那么系统允许的静态速降是（ A ）。

A 3.06r/min B 4r/min C 4.13r/min D以上结果都不对 5、在可逆运行系统当中，抑制瞬时脉动环流措施为（ A ）。

A 采用均衡电抗器 B 采用平波电抗器 C采用α=β配合控制 D以上说法都不对

6、适用于高速段数字测速的方法为（ A ）。

A M法 B T法 C M/T法 D F法

7、在桥式可逆直流脉宽调速系统当中，镇流电阻的作用是（C ）。 A 限流 B 分压 C 抑制泵升电压 D 以上说法都不对 8、在伯德图上，截止频率越高，则系统的（ B ）。

A 稳定性越好 B 快速性越好 C 稳态精度越高 D以上说法都不对 11、不属于抑制电流脉动的措施的是（ D ）。

A 增加整流电路相数 B采用多重化技术 C设置平波电抗器 D以上说法都不对

12、 输入为零时输出也为零的调节器是（A ）。

A P调节器 B I调节器 C PI调节器 D PID 调节器

13、在同样的负载扰动下，闭环系统的转速降落ncl与开环下的nop之比为

（ D ）。

A 1 B 0

C 1+K （K为开环放大倍数） D 1/（1+K）（K为开环放大倍数） 14、简单不可逆PWM变换器-直流电动机系统原理图如下，其输出平均电压Ud等

于（ C ）。 A Ud???C Ud?

15、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

ton??2t??1?Us B Ud??on?1?Us ?T??T?tonUs D Ud?2tonUs TT C双闭环调速系统 D交流调速系统

16、双闭环调速系统，ASR、ACR采用PI调节器，下列说法正确的是（C ）。 A电动机电枢电流最大时，转速最高 B电动机电枢电流小于负载电流，转速最高

C 电动机转速最高时，电枢电流等于负载电流 D 恒流升速时，电动机电枢电流等于负载电流

17、典型Ⅰ型系统与典型Ⅱ型系统相比（C ）。

A前者跟随性能和抗扰性能均优于后者 B前者跟随性能和抗扰性能均不如后者

C前者跟随性能好，抗扰性能差 D前者跟随性能差，抗扰性能好 18 、α＝β配合控制有环流可逆调速系统的主回路采用反并联接线，除平波电抗器外，还需要（ C ）个环流电抗器。

A 2 B 3 C 4 D 1 21、 在单闭环反馈控制系统中，不能抑制的干扰是（ B ）。 A放大器输出电压漂移 B测速反馈系数变化 C电动机励磁变化 D主电路电阻增大 22、在调速系统中为了获得挖土机特性，可以引入（D ）。

A电压负反馈 B电压微分负反馈 C电流正反馈 D电流截止负反馈

23、 适用于低速段数字测速的方法为（ B）。

A M法 B T法 C M/T法 D F法

24、在无静差调速系统中的PI调节器中，P部分的作用是（ B ）。 A 消除稳态误差 B加快动态响应 C既加快动态响应又消除稳态误差 D没有作用

25、 无静差单闭环调速系统，稳态时，转速的给定值与反馈值相同，此时调节器的输出（ A ）。

A为0 B正向逐渐增大 C负向逐渐增大 D保持恒定终值不变 26、双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct的大小取决于（C ）。

A Idl B n C n和Idl D α和β

27、转速、电流双闭环无静差直流调速系统在起动过程中的转速调节阶段，两个调节器的工作状态为（ A ）。

A ASR、ACR均不饱和 B ASR、ACR均饱和 C ASR饱和，ACR不饱和 D ASR不饱和，ACR饱和 28、关于双极式控制的桥式可逆PWM变换器的说法错误的是（B）。 A电流一定连续 B电动机不能实现四象限运行

C电动机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区 D 低速平稳性好，系统的调速范围大

29． 三相异步电动机由转向改变可通过下面什么方法获得（D ）。 A降低电压 B定子串电阻 C转子串电阻 D改变相序

30、交流电动机带恒转矩负载作调压调速时，其转差功率与转差率（ A ）。 A、成正比 B．成反比 C．相等 D．没有关系 31、下面_______D___不是直流电动机的调速方法。

A. 调节电枢供电电压； B. 调节励磁磁通； C. 改变电枢回路电阻； D. 调节频率。

32．在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器采用PI调节器时，转速给定

*信号Un未改变，若增大转速反馈系数?，系统稳定后转速反馈电压Un是

___C____。

A. 增加； B. 减少； C. 不变； D. 任意。 33．双闭环直流调速系统的设计原则是____A_____。 A. 先内环后外环； B. 先外环后内环； C. 内环外环一起设计； D. 以上说法都不对。 34．直流电动机电枢的电流由 B 决定。

A. 电枢电压； B. 负载大小； C. 电枢电阻； D. 以上都不对

35．对于直流电机的控制系统中，典型Ⅱ型系统是一个________A_。

A. 三阶系统，加速度输入下是有差的； B. 三阶系统，阶跃输入下是有差的；

C. 二阶系统，阶跃输入下是无差的； D. 二阶系统，加速度输入下是无差的。

36．在数字测速方法中，通常_____A________。

A. M法用于高速段，T法用于低速段； B. M法用于低速段，T法用于高速段； C. M法和T法都用于高速段； D. M法和T法都用于低速段。 37．电流截止负反馈环节的作用，是为了解决反馈闭环调速系统起动和堵转时

___B_____的问题。

A. 电压过大； B. 电流过大； C. 电压过小； D. 电流过小。 38．当给定电压不变时，静差率和理想空载转速___B_______。

A. 成正比； B. 成反比； C. 成三次方关系； D. 无关。 41. 在DC电动机V?M系统中，平波电抗器的电感量一般按_______D___时保证电流连续的条件来选择。

A. 高速轻载； B. 低速重载； C. 高速重载； D. 低速轻载。 42．PI控制的无静差调速系统，稳态运行时TL?TL1,n?n1，现负载转矩突减至

*TL2，Un不变，动态过程结束后，DC电动机的转速____A______n1。

A. 等于； B. 小于等于； C. 大于； D. 小于。 43. 下面的说法中，不正确的是___D______。

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. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定； C. 系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度； D. 以上说法都不对。

44．双闭环直流调速系统的_____A___。

A 电流环是内环，转速环是外环； B. 电流环是外环，转速环是内环； C. 电流环和转速环都可以作为外环；D. 电流环和转速环都可以作为内环。 45．对于直流电动机的控制系统，电流环采用的典型Ⅰ型系统是一个_____C____。

B. 一阶系统，加速度输入下是无差的； B. 一阶系统，阶跃输入下是无差的；

C. 二阶系统，阶跃输入下是无差的； D. 二阶系统，加速度输入下是无差的。

46. 下面_____D_____不是双闭环直流调速系统的起动过程的特点。

A. 饱和非线性控制； B. 转速超调； C.准时间最优控制； D. 转速非超调。

48．在交直交变压变频器中，按照中间直流环节直流电源性质的不同，逆变器可

分成两类，直流环节采用大电容滤波的是____A_____逆变器。

A. 电压源型； B. 电流源型； C. 电阻型； D. 以上都不对。 49. 想使电磁转矩Te与?s成线性关系，则需要保持 ___A_______恒定。

A.气隙磁通?m； B.转子磁通?rm； C.定子磁通?sm； D.漏磁通?l。 50．在转速负反馈调速系统中，对______A_____的变化而引起的转速变化无调

节能力。

A. 测速发电机励磁； B. 电网电压； C. 负载转矩； D. 电枢电阻。 51. 直流电机的调速的G-M系统可用于 象限运行。

A. 单象限； B. 二象限； C. 三象限； D. 四象限。 52．对于转速无差调速系统，ASR必须选 C 调节器

A. P或I； B. PD或I； C. PI或I或PID； D. 以上都不对。 53.两组晶闸管装置反并联供电可实现 D 象限运行

A. 单象限； B. 二象限； C. 三象限； D. 四象限。 54. 当异步电动机等效电路的参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的平方成___A___。

A. 正比； B. 反比； C. 没关系； D. 以上说法都不对 55. 异步电动机变频调速运行，基频以下属于______B____调速。

A. 恒功率； B. 恒转矩； C. 恒磁通； D. 以上都

不对。

56带二极管整流器的SPWM变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列 A 的 矩形波。

A 幅值不变，宽度可变 B 幅值可变，宽度不变 C 幅值不变，宽度不变 D 幅值可变，宽度可变

58．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．PID B．PI

C．P D．PD

59．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

A．越小 B．越大 C．不变

D．不确定

61．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

62．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

63．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度 D

A．越高 B．越低 C．不变

D．不确定

64．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．ACR B．AVR C．ASR D．ATR

65．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 66．由全控整流电路组成的V?M系统，可以实现_____D_____运行。

A. 单象限； B. 二象限； C. 三象限； D. 四象限。 67．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 70．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 A．故障保护 B．PWM生成 C．电流调节 D．转速调节 71．比例微分的英文缩写是 B

A．PI

B．PD

C．VR

D．PID

72．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

74．采用旋转编码器的数字测速方法不包括 D

A．M法

B．T法

C．M/T法

D．F法

75．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．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 77．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

79．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

80.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 A ACR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 C ACR 放大转矩波动，ASR抑制电压波动 D ACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动

81桥式可逆PWM变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压Ud等于B 。

A Ud???C Ud?

ton??2t??1?Us B Ud??on?1?Us ?T??T?ton2tUs D Ud?onUs TT

82系统的静态速降△ned一定时，静差率S越小，则 A 。

A 调速范围D越小 B 额定转速ned越大 C 调速范围D越大 D 额定转速ned越大

83 当理想空载转速n0相同时，闭环系统的静差率sb与开环下的sk之比为 D 。

A 1 B 0 （K为开环放大倍数） C 1+K D 1/（1+K）

84转速—电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后，发现原定正向与机械要求的正方向相反，需改变电机运行方向。此时不应 C 。 A 调换磁场接线 B 调换电枢接线

C 同时调换磁埸和电枢接线 D 同时调换磁埸和测速发电机接线 88.α＝β配合控制有环流可逆调速系统的主回路中D .

A既有直流环流又有脉动环流 B有直流环流但无脉动环流 C既无直流环流又无脉动环流 D 无直流环流但有脉动环流 89. 转速PID调节器的双闭环系统与转速PI调节器的双闭环系统相比，C A 抗负载干扰能力弱 B 动态速降增大

C 恢复时间延长 D 抗电网电压扰动能力增强 90. 下列电动机哪个环节是比例惯性环节 A

Id(s)Ud(s)U(s)E(s) B d C D

Id(s)?Ifz(s)Ud(s)?E(s)n(s)I(s)91．针对三相异步电动机变频调速，下面说法正确的是 C

A属于恒转矩调速 B属于恒功率调速 C频率低时需电压补偿 D转速正比于频率 92. 对于调速系统，最重要的动态性能是（ C ）性能。

A．稳定 B．快速 C．抗扰 D．跟踪 93 既没有直流平均环流，又没有瞬时脉动环流 B 。

A．采用α≥β配合控制的可逆系统 B．逻辑控制无环流可逆系统

C．两组晶闸管反并联的可逆V-M系统 D．采用α=β配合控制的可逆系统

94 双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采用PI调节器，其中ACR所起的作用为 D A、 C、

实现转速无静差 B、对负载变化起抗扰作用

输出限幅值决定电动机允许的最大电流D、对电网电压波动起及时抗扰

作用

95下述调节器能消除被控量稳态误差的为 C A、

比例调节器B、微分调节器、c、PI调节器D、PD调节器

96、异步电动机变压变频调速系统属于如下哪种类型？C A、电磁功率回馈型 B、转差功率回馈型C、转差功率不变型 D、转差功率消耗型

97、三相异步电动机在三相轴系上数学模型的性质是 C A、单输入、单输出系统； B、线性定常系统C、多变量、高阶、非线性、强耦合系统；

D、单输入、双输出系统

98．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低，则系统的动态性能 B

A．越好 B．越差 C．不变

D．不确定

99．在交-直-交变频装置中，若采用不控整流，则PWM逆变器的作用是 C 。 A 调压 B 调频 C 调压调频 D 调频与逆变 二、填空题

1.PWM控制技术包括单极性控制和 双极性控制 两种方式。 2．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动， 服从给定 。 3.静态环流可以分为直流平均环流和 瞬时脉动环流 。

4 .PWM逆变器根据电源类型不同可以分为电压型和 电流型 。 5．直流电动机电枢的电流由 负载 决定。

6.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 快速进入

饱和 、饱和、 退饱和 三种情况

7．无静差直流调速系统的实质是调节器包含 积分 环节。 8．调速系统的稳态性能指标包括 调速范围 和静差率。 9．电流截止负反馈环节的作用，是为了解决反馈闭环调速系统起动和堵转时__

电流过大______的问题。

10．直流电机的调速的G-M系统可用于 四 象限运行。

12、P、PI、PID、PD调节器的中文全称为： 比例 ， 比例积分 ， 比例积分微分 ， 比例微分 。

13．对于转速阶跃响应无静差的双环调速系统，ASR和ACR中的 ASR 必须选P、PI、PID三类调节器中的 PI 或 PID 调节器, 调节系统为 Ⅱ 型系统。 14．调节直流电动机的转速的方法有： 调节电枢电压 ； 调节电枢回路电阻 ； 减弱励磁磁通 。

15．直流电机的调速的G-M，V-M，PWM系统中文全名是： 旋转变流机组电动机调速系统 ； 静止式晶闸管整流器 ； 脉冲宽度调制 。 17．SPWM控制技术包括 单极性控制 和双极性控制两种方式。

18..通常电机的数字测速方法有三种，分别是 M法 、 T法 和 M/T法 。

19. 调速系统转速控制的三个基本要求是 调速 、 稳速 和 加减速 。 20．V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是 设置平波电抗器.

21．在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用 电流截止负反馈 。

22．在无静差的直流调速系统中，I部分的作用是__消除稳态误差____。 23．在α=β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是瞬时脉动环流，可用串接环流电抗器抑制。

24．调速系统的稳态性能指标有 调速范围 、 静差率 。

25．某直流调速系统电动机的额定转速为nN=1430r/min，额定速降为115 r/min，要求静差率s≤30%，则系统允许的最大调速范围为 。

26．转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用 串联 联接，其中转

（4）转速反馈系数?

答：在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数变化时系统有调节作用 (1) 放大器的放大系数Kp； (2) 供电电网电压； (3) 电枢电阻Ra； 但当（4）转速反馈系数?变化时，系统没有调节作用。

因为，反馈控制系统具有良好的抗扰性能，它能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用，但如果在反馈通道上的测速反馈系数受到某种影响而发生变化，它非但不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。

2.什么是无静差调速系统？采用P调节器能否实现无静差调速？为什么？ 答：（1）采用积分调节器，当转速在稳态时达到与给定转速一致，系统仍有控制信号，保持系统稳定运行，实现无静差调速。这样的调速系统即为无静差调速系统。

（2）采用比例（P）放大器控制的直流调速系统，可使系统稳定，并有一定的稳定裕度，同时还能满足一定的稳态精度指标。但是，在采用比例调节器控制的自动系统中，输入偏差是维系系统运行的基础，必然要产生静差，是有静差的调速系统。

（3）比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状；而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。

3请分别简述比例、积分控制的特点。在调速系统中为什么常采用比例积分(PI)调节器控制？

答：（1）比例控制利用放大装置直接把偏差放大，只取决于偏差的当前状态，属于有静差调速，其优点是能够迅速地对控制给出反应。

（2）积分控制通过对偏差的积分，输出包含了偏差的全部历史，可以实现无静差调速，但快速性不够。

（3）一般的调速系统要求以动态稳定和稳态精度为主，对快速性的要求可以差一些，所以主要采用PI调节器。

4、在调速系统中：（1）对调速系统转速控制有哪些要求？什么是调速系统的调速范围和静差率？（2）转速反馈闭环调速系统是一种基本的反馈控制系统，它有哪些基本特征？

答：1.答：调速系统转速控制的要求有 （1）a调速 b稳速 c加、减速

（4）调速范围为生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母 D 表示。

（5）静差率：当系统在某一给定转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 ?nN ，与理想空载转速 n0 之比，称作静差率 s 。 基本特征：（1）只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的；（2）反馈控制系统的作用是：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。

5、 下图是数字控制通用变频器-异步电动机调速系统硬件原理图，请根据下图回答： （1）在下图中驱动电路的作用是什么？（2分） （2）在下图中K2的作用是什么？（2分） （3）在下图中Rb的作用是什么？（2分）

（4）图中泵升限制电路是为了限制泵升电压，何为泵升电压？（5分）实际有何危害？如何预防？

K2K1R0C1R1Rb ~C2R2VTb~M温度检测电压检测电流检测单片微机泵升限制显示键盘上位机其他外设I/O故障保护故障综合中央处理器通信接口A/D+VPWM生成驱动电路

答：（1）驱动电路的作用是：将单片机输出的脉冲进行功率放大，以驱动IGBT，保证IGBT的可靠工作

（2）K2的作用：在图中，为了限制充电电流，在整流器和滤波电容之间串入限流电阻R0，K2实际上是一个延时开关，当合上电源以后，延时开关K2将R0短路，以免在运行中造成附加损耗。

（3）Rb：实际上是镇流电阻，当PWM控制器检测到泵生电压高于规定值时，开关器件VTb导通，使制动过程中多余的动能以铜耗的形式消耗在电阻Rb中。 （4）泵生电压：当可逆系统进入制动状态时，直流PWM功率变换器把机械能变为电能回馈到直流侧，但由于二极管整理器的单向导电性，电能不可能通过整流器送回电流网，只能向滤波电容充电，使电容两端电压升高，称做泵生电压。 危害：过高的泵生电压将超过电力电子器件的耐压限制值，损坏电力电子器件。 预防：a.增大电容储量；b.接通一个能耗电阻，将能量释放；c.对于更大容量

的系统，可以在二极管整理器输出端并接逆变器，把多余的能量逆变后回馈电网。 6. 试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环直流调速系统和带电流截止环节的转速单闭环直流调速系统：

（1）调速系统的静态特性；（2）动态限流性能；（3）起动的快速性；（4）抗负载扰动的性能（5）抗电源电压波动的性能 答：(1) 静态特性相同

（2）动态限流性能优于带电流截止负反馈的单闭环调速系统，在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界电流以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态特性。

（3）起动的快速性优于带电流截止负反馈的单闭环调速系统，因为在单闭环调速系统中，起动电流突破临界电流后，受电流负反馈的作用，电流只能再升高一点，经过某一最大值后，就降低下来，电机的电磁转矩也随之减小，因而加速过程必然拖长。而双闭环调速系统，能保持最大电流一段时间，缩短起动过程。 (4) 抗负载扰动的性能相差不大

（5）由于电流双闭环调速系统，存在快速调节的电流反馈内环，抗电源电压波动的性能好于带电流截止负反馈的单闭环调速系统。 7、图1是V-M系统的原理图，

（1）图中Uc，GT，VT，L，M分别代表什么内容？ （2）简述V-M系统的工作原理 （3）画出该系统的稳态结构图

图1

答：1）Uc：控制电压； GT：触发装置；VT：晶闸管整流器；L：平波电抗器；

M：直流电动机

（2）通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压Ud，从而实现直流电动机的平滑调速。 （3）

Uc

Ks Ud0 + Id R - 1/Ce n 8、泵生电压是如何产生的？对系统有何影响？如何抑制？

答：当可逆系统进入制动状态时，直流PWM功率变换器把机械能变为电能回馈到直流侧，但由于二极管整流器导电的单向性，电能不可能通过整流器送回交流电网，只能向滤波电容充电，使电容两端电压升高，称做泵升电压。

过高的泵升电压将超过电力电子器件的耐压限制值，损坏电力电子器件。 措施：增大电容器；加泵升限制电路，使多余的动能消耗在放电电阻中；在二极管整流器输出端并接逆变器，把多余的电能逆变后回馈电网。

9、1） 简述什么是调速系统的四象限运行？

2） 结合下图分析采用两组晶闸管装置反并联的V-M系统四象限运行的工作状态。（要求有分析过程）

V-M系统的工作状态 电枢端电压极性 电枢电流极性

正向制动

+

+

回馈发电

电机旋转方向 电机运行状态

正组整流

回馈发电

－

反组整流

晶闸管工作的组别和状

态 机械特性所在象限

一

二

三

－

四

答：答 1）调速系统的四象限运行指电动机可以运行在正向电动、正向制动、

反向电动和反向制动四个状态。

2）在可逆调速系统中，采用两组晶闸管装置的反并联，就可实现电动机的四象限运行。分析过程如下

a) 正组整流电动运行 R + Ud0 f - + VF P Id E M -- - n 两组晶闸管反并联可逆V-M系统的正组整流和反组逆变状态

正组晶闸管装置VF给电动机供电，VF处于整流状态，输出理想空载整流电压Ud0f，极性如图所示，电机从电网输入能量做电动运行，V-M系统工作在第一象限。 b) 反组逆变制动运行

可能通过VF流通的。这时，可以利用控制电路切换到反组晶闸管装置VR，如图

R + M + VR E - n P Ud0r -Id - 两组晶闸管反并联可逆V-M系统的反组逆变状态 当电动机需要回馈制动时，由于反电动势的极性未变，要回馈电能必须产生反向电流，而反向电流是不可能通过VF流通的。这时，可以利用控制电路切换到反组晶闸管装置VR，如图，并使它工作在逆变状态，产生图中所示极性的逆变电压Ud0r ， 当E?Udor时，反向电流?Id便通过VR流通，电机电能实现回馈制动，V-M系统工作在第二象限。在可逆调速系统中，正转运行时可利用反组晶

闸管实现回馈制动，反转运行时同样可以利用正组晶闸管实现回馈制动，归纳起来，可将可逆线路正反转时晶闸管装置和电机的工作状态列于下表

V-M系统的工作状态 电枢端电压极性 电枢电流极性

电机旋转方向

电机运行状态

正向运行

正向制动

反向运行

反向制动

+ + +

电动

+

－

－ － －

电动

－

+

－

回馈发电

+

回馈发电

晶闸管工作的组别和状

态 机械特性所在象限

正组整流 一

反组整流 三

正组逆变 四

反组逆变 二

10下图是闭环调速系统的结构原理图，试写出各环节的稳态关系，并画出闭环调速系统的稳态结构图和动态结构图

答：电压比较环节

比例调节器

Uc?Kp?Un 测速反馈环节 U n ? ? n

电力电子变换器 Ud0?KsUc

直流电动机

n?Ud0?IdRCe

11、试分析提升机构在提升重物和重物下降时，晶闸管、电动机工作状态及?角的控制范围。

Ud0?E答：提升重物时，晶闸管工作在整流状态，? ? 90°，平均整流电压为正，

（电动机反电动势），n ? 0，电动机产生电磁转矩做电动运行，电能从交流电网传送给电动机；

重物下降时，晶闸管工作在逆变状态，? ? 90°，平均整流电压为负，晶闸管装置本身不能输出电流，电机不能产生转矩提升重物，靠重物本身的重量下降，

电机反转，|Ud0 | ? | E | ，n ? 0 ，这时电动机处于反转制动状态，成为受重物拖动的发电机，将重物的位能转化成电能，通过晶闸管装置回馈电网。 12、在晶闸管可逆系统中，何谓环流？有什么危害？有哪些分类？有哪些抑制的方法？

答：采用两组晶闸管整流装置反并联的可逆V-M系统，当两组装置同时工作时，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，称做环流。 一般来说，这样的环流对系统无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此必须予以抑制或消除。

分为静态环流和动态环流，静态环流又包括静态平均环流和瞬时脉动环流 抑制方法：采用配合控制的策略，使一组晶闸管装置工作在整流状态，另一组则工作在逆变状态；

采用封锁触发脉冲的方法，在任何时候，只允许一组晶闸管装置工作 13、 结合下图回答：

e a d f b +

U*nn++-

--?UnnIIddUdd+AUcGT-M-Un+c +-+nUtgtgTG-h 图1-24采用转速负反馈的闭环调速系统g （1） 系统是开环的还是闭环的？

（2） 指出系统a、b、c、d、，e、f、g、h各部分的名称。 （3） 画出系统的静态结构图。 （4） 画出系统的动态结构图。

答：（1） 闭环

（2） a：给定电压装置；b：ASR或转速调节器；c：移相脉冲装置；d：晶闸管装置；e：平波电抗器；f：直流电机； g：测速发电机；h：测速反馈系数调整。 （3）

* Un Ud0(s) Ks p1Ts?- Kp Uc Ks Ud0 + Id R - 1/Ce n ? IdL(- - KpK- 1/RTls?1 Id(s+ RTmsE n 1/Ce Un 14、PI、PD和PID调节器各有什么特点？为什么调速系统中常用PI调节器？ K p .答：1）由PD调节器构成的超前校正，可提高系统的稳定裕度，并获得足够的 ?快速性，但稳态精度可能受到影响；

2）由PI调节器构成的滞后校正，可以保证稳态精度，却是以对快速性的限制来换取系统稳定的；

3）用PID调节器实现的滞后—超前校正则兼有二者的优点，可以全面提高系统的控制性能，但具体实现与调试要复杂一些。

4）一般的调速系统要求以动态稳定和稳态精度为主，对快速性的要求可以差一些，所以主要采用PI调节器；在随动系统中，快速性是主要要求，须用PD或PID 调节器。

15、 简述开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系。 答：1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多 2）闭环系统的静差率要比开环系统小的多

3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围 4）要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。

16、 为什么用含积分控制的调速系统是无静差的？积分调节器的输入偏差电压ΔU＝0时输出电压是多少？决定于哪些因素？如果只采用P调节器能否实现无

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