《自动控制系统及应用》复习资料

复习

一、填空题

1、如图，埸效应管VT5的作用是零速封锁即在给定为零且反馈为零使调节器输出为零，以防止由于PI中由于积分作用输出不为零，使得移相控制角可能处于最小，出现全压启动导致过电流故障。电位器RP1可调整输出正限幅值，RP2可调整输出负限幅。C11是积分电容，C5和R9接入速度反馈构成微分调节器。C6、C7是输入滤波电容。

2、电流断续时KZ—D系统的机械特性变软，相当于电枢回路的电阻值增大。

3、脉宽调速系统中，开关频率越高，电流脉动越小，转速波动越小，动态开关损耗越大。 4、采用转速—电流双闭环系统能使电动机按允许的最大加速度起动，缩短起动时间。 5、典型I型系统的超调量比典型II型系统小，抗扰动性能比典型II型系统差。 6、下图为单闭环转速控制系统。

(1)图中V是 ；

(2)图中Ld是 ，它的作用是 ；

(3)图中采用的是 调节器，它的主要作用是 ； (4)此系统主电路由 相交流电供电； (5)此系统具有 负反馈环节； (6)改变转速，应调节___________电位器；

(7)整定额定转速1500转/分，对应8V，应调节___________电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是___________。 解：

(1)图中V是 晶闸管整流器；

(2)图中Ld是平波电抗器 ，它的作用是 抑制电流脉动和保证最小续流电流 ；

1

(3)图中采用的是PI即比例积分调节器，它的主要作用是 保证动静态性能满足系统要求； (4)此系统主电路由 三 相交流电供电； (5)此系统具有 转速（速度） 负反馈环节； (6)改变转速，应调节___RP1__电位器；

(7)整定额定转速1500转/分，对应8V，应调节_RP2_电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。

7、下图为异步电动机矢量控制原理结构图，A，B，C，D分别为坐标变换模块，请指出A 是 矢量旋转逆变换 VR?1，

B是二相静止坐标变成三相静止坐标变换，C是三相静止坐标系变成二相静止坐标变换，D 矢量旋转变换，上述等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。

? 给定信号 ~ i*A i*B B i*C iA 电流控制iB 变频器 iC i? C iβ ? im D 等效直流电动机模型 i*m i*t A i*? i*? ? 控制器 + ?1 反馈信号 异步电动机 it

8、下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型，A，B分别为坐标变换模块，请指出A是三相静止坐标系变成二相静止坐标变换，B是矢量旋转变换，其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。

iAisα?ismiBiCA isβB LmTrp?1ΨrTL?istnpLmLr× TenpJp?

9、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。 10、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。 11、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。 12、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。 13、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。

14、永磁同步电动机自控变频调速中，需增设位置检测装置保证转子转速与供电频率同步。 15、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。 二、选择题

1、关于变压与弱磁配合控制的直流调速系统中，下面说法正确的是（A ）。 A 当电动机转速低于额定转速时，变压调速，属于恒转矩性质调速。 B 当电动机转速高于额定转速时，变压调速，属于恒功率性质调速。 C 当电动机转速高于额定转速时，弱磁调速，属于恒转矩性质调速。 D 当电动机转速低于额定转速时，弱磁调速，属于恒功率性质调速。

2

2、在晶闸管反并联可逆调速系统中，

???配合控制可以消除（A ）。

A 直流平均环流 B 静态环流 C 瞬时脉动环流 D 动态环流

3、在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联可逆调速电路中，为了限制环流，需要配置环流电抗器的数量分别是（D ）。

A 1个和2个 B 2个和1个 C 2个和4个 D 4个和2个

4、交流异步电动机采用调压调速，从高速变到低速，其转差功率（ B ）。 A不变 B全部以热能的形式消耗掉了 C大部分回馈到电网中

5、异步电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量（A ）。 A 随调速范围的增大而增大 B 随调速范围的增大而减小 C 与调速范围无关 D 与调速范围有关，但关系不确定

6、在恒压频比控制（即（C ）。

Us?1=常数）的变频调速系统中，在基频以下变频调速时进行定子电压补偿，其目的是

A 维持转速恒定 B 维持定子全磁通恒定 C 维持气隙磁通恒定 D 维持转子全磁通恒定

7、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

8、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

?t??2t?Ud??on?1?UsUd??on?1?Us?T??T?A B

Ud等于（B）。

C

Ud?tonTUs D

Ud?2tonTUs

9、与机组相比，相控整流方式的优点是（A、B、C、D ），缺点是（ E、F ）。 A 功率放大倍数小于1000倍 B 可逆运行容易实现 C 控制作用的快速性是毫秒级 D 占地面积小，噪音小 E 高次谐波丰富 F 高速时功率因数低

10、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3

sk之比为（ D ）。

A 1 B 0 （K为开环放大倍数） C 1+K D 1/（1+K） 11、速度单闭环系统中，不能抑制（ D ）的扰动。 A 调节器放大倍数 B 电网电压波动 C 负载 D 测速机励磁电流

12、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 13、一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（ C ）。 A 两个调节器都饱和 B 两个调节器都不饱和 C ST饱和，LT不饱和 D ST不饱和，LT饱和 14、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

15、普通逻辑无环流（既无推β又无准备）可逆调速系统中换向时待工作组投入工作时，电动机处于（ B ）状态。

Ａ 回馈制动 Ｂ 反接制动 Ｃ 能耗制动 Ｄ 自由停车

16、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

17、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，是一系列的（A）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

18、绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B）

A 0?S?1，输出功率低于输入功率 B S?0，输出功率高于输入功率 C 0?S?1，输出功率高于输入功率 D S?0，输出功率低于输入功率 19、普通串级调速系统中，逆变角??，则（C）。

A 转速上升，功率因数下降 B 转速下降，功率因数上升 C 转速上升，功率因数上升 D 转速下降，功率因数下降

20、绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C）

Ａ

n?n1，输出功率低于输入功率 B

n?n1，输出功率高于输入功率

C

n?n1，输出功率高于输入功率 D

n1n?n1，输出功率低于输入功率

（注：n为电动机实际转速，

为电动机同步转速）

21、与矢量控制相比，直接转矩控制（D）

4

A 调速范围宽 B 控制性能受转子参数影响大 C 计算复杂 D 控制结构简单 22、异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（C） A恒U1?1控制 B

恒Eg?1控制

C恒Er?1控制 D 恒I1?1控制 23、异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（D）

A恒压频比控制B恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D恒转子磁通控制

三、简答题

1、下图为调速范围D≤3的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，并说明理由。

间接起动操作顺序

1.先合上装置电源总开关S，使逆变器在 ?min 下等待工作。

2.然后依次接通接触器K1 ，接入起动电阻R , 再接通K0 ，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方式起动。

3.待起动到所设计的nmin（smax）时接通K2 ，使电动机转子接到串级调速装置，然后断开K1 , 切断起动电阻，此后电动机就可以串级调速方式继续加速到所需的转速运行。 停车操作顺序

1.由于串级调速没有制动能力，应先将转速降至nmin , 再合上K1 ，然后断开K2 ，使电动机转子回路与串级调速装置脱离；

2.最后断开K0 ，以防止当K0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。

2、调速系统的静态性能指标有哪些？它们是怎么定义的？它们之间有什么关系？

调速系统的静态性能指标有

①转速降?n?n0?nN ②调速范围D?nNs?n(1?s)nmaxnmin?nNnmin ③静差率s??nn0

它们之间的关系为：D?

3、在转速、电流双闭环调速系统中，若电流调节器采用PI调节器，其作用是什么？其输出限幅值应如何整定？ 答：电流调节器（ACR）的作用：1）对电网电压波动起及时抗扰作用；2）起动时保证获得允许的最大电流Idm；

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