21春【西南大学】[1076]《运动控制系统》作业（资料）

奥鹏在线作业

1、直流电动机转速单闭环调速系统中，（）环节是二阶线性环节。
( K: h5 i+ e  r6 n1.          电力电子器件
6 x$ C  C! _1 J; D0 d: h% e5 W2.          测速反馈环节
3.          比例放大器
8 |# ?) V0 k  b9 X' g$ ~  i) q4.          直流电动机   
2 C( S) v! Z# g" }8 v4 X2 `, y       
2、转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器的输出限幅值决定了（）。
9 s0 q  f" x' C1.          整流装置最小控制角   
2.          电动机最大电流
% T0 _. E3 r. }3.          电动机最大转速
4.          电动机额定电压
. _: t& r7 G! j) Y2 q7 R7 w       
3、要保持正六边形定子磁链不变，必须使Ud/ω1为常数，这意味着在变频的同时必须调节（），造成了控制的复杂性。
1.          电流
4 g0 K) ~# |8 f" n* c& q3 v, m2.          功率
4 v+ @/ f% W7 m' D$ W3.          电阻
4.          电压   
3 b# e& Q% m. E       
4、根据直流电机的转速公式 ，调速方法有变压调速、（）
8 _2 N6 ~. r4 K( @( E& k和变磁通调速。
  M  l% `) K' e& c) V% P9 K1.          变极对数
2.          变电阻调速   
: b  m1 ^/ ]% U' {3.          变电流调速
4.          变频率
       
5、控制系统的开环传递函数为  ，此系统为（）阶系统。
+ G; G) Z" V4 l, Q4 S) n/ v1.          二
2.          三
4 ^! \$ G; @8 ?% M3 A# H3.          四
4.          一   
       
5 Q& H" N( q- x6、双极式控制桥式可逆PWM变换器—电动机系调速时，定义 的可调范围为0~1。当r >0.5时，Ud为正，电机（）。
5 j+ @' @4 e, V5 m3 W6 S1.          不定
- a' z- {$ \# q3 h+ y2.          正转   
8 z% p: R3 N3 K' C3.          反转
4.          停止
       
7、不是测量转速的元件有（）。
- G( L8 a! Z5 t8 x1 J9 k3 ]2 z; D1.          互感器   
2.          测速发电机
3.          光电增量编码盘
( r' [/ G; i1 M( t7 i4.          光电测速计法
& w# L& _5 ]$ N1 `( r       
8、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（）。
0 q1 g6 U4 \6 J, ^1.          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   
2.          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
* x4 E* q; K3 B5 A1 J, p- p, s; v9 f; x# S4 S3.          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
4.          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
# ?" r$ a+ z3 o1 v6 k       
  w8 E( P7 Y+ [* o9、只适用于低速的数字测速方法为（）。
1.          M法
2.          T法   
5 H! M/ [2 |' \9 R  v7 X3.          M/T法
- {8 l, p- y& g( k: L4.          F法
       
10、积分调节器的传递函数是( )。
1.          
2.             
3 g& K1 s+ S& b' N0 E- F3.          
: |- f: {- I0 F) }" S, w( Y4.          
2 I  w& _. P- L" G! U       
) `7 I4 K: E1 y  r5 B6 o/ K% K11、某直流调速系统电动机额定转速为nN=1430r/min，额定速降ΔnN=115r/min，当要求静差率s≤30%时，允许多大的调速范围（）。
: o& @; g, d' _0 o0 q1.          3.06
2.          4   
" s! d6 Y/ W4 t. Q1 ^3.          4. 3
* a; u% S$ S9 f! C4.          5.3
       
* s5 L- Z; C; |& N" |" ?12、某闭环调速系统的调速范围是100~1000r/min，要求系统的静差率s￡2%，那么系统允许的静态速降是（）。
1.          3.06r/min   
& m2 J( k6 l4 o7 v: w, ~2.          2.04r/min
  a4 M* u$ Y2 @4 }3 s3 d% b6 @3.          4.13r/min
4.          5r/min
       
13、直流PWM调速系统中，采用双极式控制的可逆PWM变换器，下列电压平衡方程式正确的是（）。
1.           （ ）
2.            （ ）
3.            （ ）   
7 U2 f  r/ `* g: ?% c4.             （ ）
       
1 a) P3 D4 \, \5 C1 x. G14、有制动的不可逆PWM变换器-直流电动机系统如图所示，系统工作在一般电动状态，下列说法正确的是（）。

1.           时,VT1导通
2.           时,VT1导通
2 u5 z% j7 J( j8 Q2 Y* @6 j  @3.           VT1始终导通
4.           VT1始终关断   
       
$ B( z6 S* {4 |3 a* h" t+ e5 d15、在调节器的工程设计方法中，低频大惯性环节（）。
1.          采用降阶处理
9 Y7 ^7 G& b  \2.          近似地等效成积分环节   
3.          变成了I型系统
4.          合并为一个小时间常数惯性环节来代替
2 a  \, d  ^( |# x       
- u- w2 b" ~) I: f16、如果电机在不同转速时所带的负载都能使电流达到额定值，即都能在允许温升下长期运行，则转矩基本上随（  ）变化。
1.          频率
" y6 `$ _+ z- D2 ]4 F2.          电流
  G1 u' W( n* r8 g* H& ^3.          磁通   
& q" R/ [2 \( Z8 `% P9 U* Y! L4.          电压
       
- m  `7 c3 X6 N  i# W17、（  ）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。
  T: _0 p2 L1 n1.          比例控制
. ^9 m9 s# T5 j; \2.          积分控制   
3.          比例积分控制
- K6 ~* z& u5 V4 ^/ Z+ R' \* {4.          微分控制
2 T* @5 t' o& K6 v. T+ q       
! X4 c6 S$ I' a; x$ b. I, S18、如果系统主要要求有良好的跟随性能，可以设计成（  ）。
, Y# |" }- A& _! I  a, {1.          Ⅰ型系统
7 h8 r& O' U5 ~& _; z2.          Ⅱ型系统   
9 t' C; Y4 [" [' z3.          Ⅲ型系统
$ N0 j( E) @9 c2 b4.          Ⅳ型系统
# w3 w5 _& D. o7 F       
3 ?) r; w! ^) o6 b( J* V19、Ⅰ型系统在加速度输入信号作用下的稳态误差为（  ）。
1.          0
2.          固定值
3.          无穷大   
4.          取值不固定
$ \$ m$ x  k2 R3 Z       
9 N5 {& E2 `! Y$ j0 V0 _5 g0 W20、在转速、电流双闭环直流调速系统中，起动过程中的主要阶段是第（  ）阶段的恒流升速，它的特征是电流保持恒定。
) r& D! {, S( _" n4 J7 c! e- P1.          Ⅰ
2.          Ⅱ   
. W" {4 r3 g( {1 W3.          Ⅲ
/ K' m7 ~& C* n# Y- Q" a! l* D4.          Ⅳ
       
5 _! h6 ~8 F; m) A+ `21、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（  ）。
7 [2 V& u9 N" S, {% j1.          0
2.          正向逐渐增大
) S$ m) H) @+ o, \& H' J5 S6 _3.          负向逐渐增大
0 z& q& M! A" r# O4.          保持恒定终值不变   
       
22、单相桥式整流电路的平均失控时间是（ ）。
1.          5ms
1 O6 w, N1 t) B8 q2.          3.3ms   
3.          10ms
4.          1.67ms
       
. p, w8 }7 I1 V& y# r3 k23、直流电动机采用变电压调速时，保持励磁和电阻为额定值，当电压减小时，转速n 下降，空载转速n0( )。
7 W* ~3 U* ^: E1.          下降
2.          增大
- W: Z# B3 H- {3.          不变   
( D  ]( P8 N- H4.          不定
       
24、正弦波脉宽调制的英文缩写是（  ）
1.          PID
2.          PWM
3.          SPWM   
4.          PD
       
1 @) @) z1 ?' k8 s7 S9 g25、典型Ⅰ型系统的超调量一般比典型Ⅱ型系统（  ），而快速性要好。
1.          大   
0 B6 i/ Q6 l9 {" V' c2.          小
# n0 H( R. ^0 g3.          相同
4.          无法比较
       
26、在电机调速控制系统中，系统无法抑制（）的扰动。
1.          电网电压
2.          电机励磁电压变化   
3.          给定电源变化
4.          运算放大器参数变化
       
27、下列哪个整流电路的脉波数是6（）
1.          单相全波
& L8 F' T3 P9 i. k, q+ ~7 A8 P2.          三相半波
3.          三相桥式   
4.          六相半波
  z0 c+ w! t+ S; _# U) z       
28、一般的间接变频器中，逆变器起（ ）作用。
4 Y7 n0 l0 T$ n$ ^0 R9 J# n. }1.          调压
7 [. n' s" B6 v) Q' p7 V% C2.          调频   
; L% T" f# Y$ P* D& Y3.          调压与逆变
( w, R$ k! [6 v, |$ Y+ E4.          调频与逆变
       
& h2 T$ t& I* i' g29、交流电动机变压调速方法属于转差功率（  ）调速。
1.          消耗型   
% U5 v) ]& P$ E  e9 y! Q2.          回馈型
5 r9 ?4 [+ i& o6 M+ ~3.          不变型
6 `6 E' Y. c4 [0 v* ]: q1 a4.          不存在型
% I" s# o) S8 H# U, ?0 ]& U       
30、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于（ ）。
1.          负载电流
2.          给定电压   
3.          调节器参数
4.          调节器结构
       
31、转速、双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是（）。
. V1 G' W  ~" U: B9 l0 o1.          ASR   
2.          ACR
3.          AAR
: r4 U# F, W+ f" ^2 e# R4.          ABR
       
资料来源：谋学网（www.mouxue.com）
% [: b/ H. s- A- y9 h# B32、转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR在恒流升速阶段是不饱和的。
% h. r2 }; Q1 b5 d) P. n9 Q8 @. {1.         A.√
2.         B.×   
       
33、在V-M系统中，脉动电流会产生恒定的转矩，对生产机械不利，同时也增加电机的发热。
5 l$ ~9 E3 `! i- F! q: C# A1.         A.√
2.         B.×   
9 A& M# s. [% c! u* R$ f1 L& d       
34、光电式旋转编码器数字测速方法中，M法适用于测低速，T法适用于测高速。
& I$ v- f/ j+ c" C$ l1.         A.√
2.         B.×   
# `% n/ G  \4 V) N. a% r# {0 a       
35、数字控制系统与模拟控制系统相比，其硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响。
1.         A.√   
2.         B.×
       
( v4 l, p/ P2 Z/ m36、转速、电流双闭环直流调速系统与转速单闭环直流调速系统的差别在于前者多了一个电流反馈环和电流调节器。
1.         A.√   
2.         B.×
       
37、直流调速系统中，为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程，使电机以最大加速度升速。
1.         A.√   
2.         B.×
       
38、当电流连续时，改变控制角，V—M系统可以得到一族平行的机械特性曲线。
1.         A.√   
2.         B.×
: C3 s  y$ g/ T- s& h       
  T- u( K7 y2 v; {39、无静差直流调速系统的实质是调节器包含微分环节。
1.         A.√
2.         B.×   
       
40、制造好的直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电流成正比。
1.         A.√   
) U: k+ O/ M1 m8 L5 e+ X* [2.         B.×
; ^2 i, K: ^5 Z7 p0 ?! p. H       
3 n0 R6 g- D3 z/ a41、直流电动机采用变电阻调速时，保持励磁和电压为额定值，当电阻R增大时，转速n不变。
1.         A.√
2.         B.×   
       
2 [5 ?1 r6 z, X# a: ?42、对于转速负反馈单闭环有静差直流调速系统，闭环系统开环放大系数K小于临界放大系数 Kcr时，系统将不稳定。
1.         A.√
6 L# H5 C7 F1 m5 `: \! v2.         B.×   
       
- m, M) `% N% P43、带比例调节器的单闭环调速系统的开环放大系数等于临界放大系数时，系统将不稳定。
) s" Z2 j: t" ~: g4 [& ^& o2 o. g1.         A.√   
2.         B.×
# {3 J9 `7 Z3 T! Q6 A7 w/ f, M7 {       
+ F; z/ l0 o% L7 n44、矢量控制的基本思想是将逆变器和交流电动机视为一体，以在电机内产生圆形旋转磁场为目标来控制变频器工作。
1.         A.√   
( w2 L' w: ], T+ O7 e2.         B.×
; \4 o8 o- I. q# A* {9 Q       
8 {* C9 d( L6 e( P  n% g45、SPWM型逆变器其输出的基波频率取决三角波（载波）。
. R$ k& Z2 }) u1 l7 P1.         A.√
! h* ?* P4 X* w8 U1 P( ?* P2.         B.×   
       
46、双极式控制桥式可逆PWM变换器—电动机系调速时，定义 的可调范围为0~1。当 <0.5时，电机正转
1.         A.√
, u& F1 R, V( @) ]9 l: X! p2.         B.×   
       
47、转速调节器可以对电网电压的波动起抑制的作用。
1.         A.√
/ [4 L% }% R/ Z! E) g* V2.         B.×   
7 \5 X7 P0 Y" L) @$ v       
7 B! D7 p- W5 t! U48、当闭环系统开环放大系数大于系统的临界放大系数时，系统将不稳定。
; q. m; B8 C# X  R. N- d( t! L. G: W1.         A.√   
& S8 l  D0 v2 q) n' l  v2.         B.×
7 {8 H9 m9 B2 W: ~1 f       
49、系统常用的阶跃响应跟随性能指标有上升时间、超调量和调节时间。
0 ^, j! j! n# K, Z6 D1.         A.√   
* R8 ]- e2 L  e5 [- {2.         B.×
( z9 _" m2 V8 N       
50、转速调节器可以对负载变化起抑制的作用。
/ M/ I; u5 q) k  t  w3 g. H1.         A.√   
2.         B.×
       
51、典型I型系统的开环增益 K 值越大，截止频率wc 也越大，系统响应越快。
1.         A.√   
2.         B.×
       
# P; Z9 w5 n7 s# D: I52、交流异步电动机有六拍阶梯波逆变器供电时，其电压空间矢量运动轨迹是封闭的正十八边形。
1.         A.√
2.         B.×   
" {7 w% E% m! A! F* N0 Z) A" G       
53、为了解决反馈闭环调速系统的起动和堵转时电流过大的问题，可以采用电枢串电阻起动的方法。
1.         A.√   
2.         B.×
       
54、交流调压调速系统属于转差功率不变型型交流调速系统。
1.         A.√   
2.         B.×
% W/ F6 b$ s7 a& Y, W9 L" }" g       
55、常见的异步电动机调速系统中，在基速以下按恒功率调速调速方式，在基速以上按恒功率调速方式。
7 Z* z; J+ v3 e8 V1.         A.√
+ V9 S3 y* w$ W: v$ l( C. W1 o2.         B.×   
       
56、对于六拍阶梯波的逆变器，每隔p/3时刻切换一次工作状态（即换相），而在这 p/3 时刻内则保持不变。
1.         A.√   
2.         B.×
       
( E* V" V+ A0 O57、转速电流双闭环调速系统中，电流环按照典型II型系统设计。
1.         A.√
2.         B.×   
) Q' I7 @" q* t. T1 Z2 N$ f       
58、PI调节器的双重作用是指：一是比例部分加快动态进程；二是积分部分最终消除偏差。
9 y0 l/ c; m4 H2 ~1.         A.√   
2.         B.×
' h0 e) ], p8 L5 S3 W7 S/ D. @       
59、单相全波整流电路的整流整流输出电压和输入电压以及导通角的关系式为 。
1.         A.√   
2.         B.×
  Y- C. I  {* o! M       
60、闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能够随着负载的变化而相应地改变整流电压。
1.         A.√   
+ _6 a9 j! ?9 ?4 A2 ^7 \9 F- p- t2.         B.×
       
61、对于调速系统来说，最重要的动态性能是跟随性能。
1.         A.√
2.         B.×   
$ u2 I# f' D; F' x       
62、带有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，则调节器的输出为小于零的定值。
  F! y# z  N; u" m6 X1.         A.√
2.         B.×   
       
63、直流电机具有电刷和换相器因而必须经常检查维修。
1.         A.√   
: w5 L5 B9 K0 }# D2.         B.×
       
64、在转速、电流双闭环系统中，转速给定信号 未改变，若增大转速反馈系数  ，系统稳定后转速反馈电压Un是不变。
1.         A.√   
: ^7 q. z* t- g* ~6 Q% u2.         B.×
: x% @% {9 z+ x       
65、直流电动机采用并励方式，其励磁绕组和电枢并联，由同一电源供电。
1.         A.√   
2.         B.×
       
& I7 Q8 U" j3 K; A9 B" r. J主观题
66、间接式的变压变频器
/ |# P; D* ]8 h9 D  c% T参考资料：
先将工频交流电源通过整流器变换成直流，再通过逆变器变换成可控频率和电压的交流。
( n( h1 b' Y3 _* g7 Y: H' T6 Z( M$ l               
) }+ V" D! Q: x8 g4 W7 T$ D67、积分分离算法基本思想
参考资料：
在微机数字控制系统中，把 和 分开。当偏差大时，只让比例部分起作用，以快速减少偏差；当偏差降低到一定程度后，再将积分作用投入，既可最终消除稳态偏差，又能避免较大的退饱和超调。
4 d/ t- {$ A) r               
68、在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数  行不行？改变电力电子变换器的放大倍数行不行？改变转速反馈系数 行不行？
' J& j+ U$ b# a: E  j* J参考资料：
1 P% H, H6 b) j2 f, v双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调节器都不饱和时，各变量之间有下列关系
/ e# v( c: k; V9 H( y  w因此  转速n是由给定电压   决定的；改变转速反馈系数 也可以改变电动机转速。改变转速调节器的放大倍数  和电力电子变换器的放大倍数 不可以转速               
" M6 h6 t6 w* t69、交流异步电动机变频调速系统在基速以上和基速以下分别采用什么控制方法，磁通、转矩、功率呈现怎样的变化规率？并请用图形表示。
& Q4 ~( i3 H0 t- R5 \  h4 Z6 K参考资料：
5 D, Y5 h$ `* Z$ X1 v
* v+ W0 G- w+ e1 }$ q* e恒磁通调速（基频以下）U1/f1=常数，并补偿定子电阻损耗。
/ L2 w; E. Z7 v$ j: U恒功率调速（基频以上）升高电源电压时不允许的，在频率上调时，只能保持电压不变。
, G3 S0 W1 z# f$ Y频率越大，磁通就越小，类似于直流电动机的弱磁增速。

* D" |& H* s  l2 L& o1 j0 f. P               
7 u( S, d, B6 H( e! j70、在转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器有哪些作用？其输出限幅值应如何整定？
参考资料：
% g; V3 A4 Z% W9 Q2 p+ B; x电流调节器作用：（1）使电流紧紧跟随给定电压Ui*变化。（2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。（3）在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程。（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。电流调节器的最大值应该按变换电路允许的最大控制电压来整定。               
71、转速电流双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采用PI调节器，为什么转速必然产生超调?
" O4 j& Q6 l9 L6 J参考资料：
答：在启动过程的第III阶段，转速必须产生超调，ASR才能退饱和，电流才能从最大值下降到负载电流，转速才能停止上升，维持到给定转速。如果不产生超调，电动机电流就一直以最大加速度加速，转速就一直直线上升，将无法达到稳定状态。               
72、在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负载增加而降低？
参考资料：
负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，并且在减速过程中，反电动势减小，于是电 枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与负载转矩平衡，电机不再减速，保持稳定。故负载增加，稳态时，电机转速会较增加之前降低。               
' W( {: h# R: r4 ]# M- R73、简述反馈控制的3个基本特征？
参考资料：
答：反馈控制的基本特征有以下三个：
（1）比例控制的反馈控制系统是，其被调量有静差的；
（2）反馈控制系统的作用是抵抗前向通道的扰动，服从给定；
（3）反馈系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。               
74、有一V－M调速系统，电动机参数为 ＝2.2KW， ＝220V， ＝12.5A， =1500r/min，Ra=1.2Ω，整流装置内阻 =1.5Ω，触发整流环节的放大系数 =35，要求调速范围D＝20，静差率s≤10％。试求：
4 ^  n, `  e* o: ]" {(1) 计算开环系统的稳态速降 和调速要求所允许的闭环稳态速降 。
(2) 采用转速负反馈组成闭环系统。调整该系统，使U*n=15V时转速 = , = ，此时转速反馈系数α应为多少？
' ~& d. i1 Q8 E: u. v) O1 n2 h(3) 计算放大器所需的放大系数。
参考资料：
1）先计算电动机的

开环系统的稳态速降为：


满足调速要求所允许的稳态速降为：
( b, q/ M7 R5 z  h* W5 |
2）当U*n＝15V时n=1000r/min，则转速反馈系数为：

3）闭环系统的开环放大系数为：

则所需的放大器放大系数为：
7 b( P) H! C: T1 M6 Z) z! N5 g
& P8 ]0 \& f0 |0 K6 R