《自動(dòng)控制系統(tǒng)》習(xí)題庫(kù)doc-湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院－學(xué)歷

1、第一章 閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)11為什么PWM電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比晶閘管電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠獲得更好的動(dòng)態(tài)性能？答：PWM電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：（1）主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少。（2）開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。（3）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1：10000左右。（4）若與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。（5）功率開(kāi)關(guān)器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。（6）直流電源采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。12試分析有制動(dòng)通路的不可逆PWM變換器進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，兩個(gè)V

2、T是如何工作的。調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？調(diào)速范圍、靜差速降和最小靜差率之間有什么關(guān)系？為什么說(shuō)“脫離了調(diào)速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易得多了”？18轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特點(diǎn)？改變給定電壓能否改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？為什么？如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)測(cè)速反饋電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無(wú)克服這種干擾的能力？答：（1）轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有以下三個(gè)基本特征只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被被調(diào)量仍是有靜差的。反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動(dòng)，服從給定。擾動(dòng)性能是反饋控制系統(tǒng)最突出的特征之一。系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測(cè)的精度。（2）改變給定電壓會(huì)改

3、變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因?yàn)榉答伩刂葡到y(tǒng)完全服從給定作用。（3）如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)測(cè)速反饋電壓的分壓比或測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，它不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會(huì)增大被調(diào)量的誤差。反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)。19在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻、測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起轉(zhuǎn)速的變化，問(wèn)系統(tǒng)對(duì)上述各量有無(wú)調(diào)節(jié)能力？為什么？答：當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)對(duì)其有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓是系統(tǒng)的給定反饋控制系統(tǒng)完全服從給定。負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻變化時(shí)系統(tǒng)對(duì)其有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)樗麄兊淖兓罱K會(huì)影響到轉(zhuǎn)速，都會(huì)被測(cè)

4、速裝置檢測(cè)出來(lái)。再通過(guò)反饋控制作用，減小它們對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響。測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí)，它不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會(huì)增大被調(diào)量的誤差。反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)。 1-14 1-17在無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響？并說(shuō)明理由。答：系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測(cè)的精度。因此轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度還受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響。1-18采用比例積分調(diào)節(jié)器控制的電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的速度是否有靜差？為什么？試說(shuō)明理由。答：采用比例積分調(diào)節(jié)器控制的電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的速度是無(wú)靜差的。電壓負(fù)反

5、饋實(shí)際是一個(gè)自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)，只有被包圍的電力電子裝置內(nèi)阻引起的穩(wěn)態(tài)速降被減小到1/（1+K），它的穩(wěn)態(tài)性能比帶同樣放大器的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)要差。但基本控制原理與轉(zhuǎn)速負(fù)反饋類似。它與轉(zhuǎn)速負(fù)反饋一樣可以實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差調(diào)節(jié)。第二章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法第4章 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)4-1晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)需要快速回饋制動(dòng)時(shí)，為什么必須采用可逆線路？答：當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要回饋制動(dòng)時(shí)，由于反電動(dòng)勢(shì)的極性未變，要回饋電能必須產(chǎn)生反向電流，而反向電流是不可能通過(guò)VF流通的，這時(shí)，可以通過(guò)控制電路切換到反組晶閘管裝置VR，并使它工作在逆變狀態(tài)，產(chǎn)生逆變電壓，電機(jī)輸出電能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。4

6、-2試畫出采用單組晶閘管裝置供電的V-M系統(tǒng)在整流和逆變狀態(tài)下的機(jī)械特性，并分析這種機(jī)械特性適合于何種性質(zhì)的負(fù)載。解；機(jī)械特性圖如下： 4-6試分析位置隨動(dòng)系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)在哪些方面是不同的。答：位置隨動(dòng)系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)的主要區(qū)別在于，調(diào)速系統(tǒng)的給定量一經(jīng)設(shè)定，即保持恒值，系統(tǒng)的主要作用是保證穩(wěn)定和抵抗擾動(dòng)；而位置隨動(dòng)系統(tǒng)的給定量是隨機(jī)變化的，要求輸出量準(zhǔn)確跟隨給定量的變化，系統(tǒng)在保證穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，更突出需要快速響應(yīng)。位置隨動(dòng)系統(tǒng)的反饋是位置環(huán)，調(diào)速系統(tǒng)的反饋是速度環(huán)。第5章閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)一種轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng) 概念題：直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過(guò)三種方法來(lái)調(diào)節(jié)即：調(diào)節(jié)電樞供電電壓

7、、減弱勵(lì)磁磁通、改變電樞回路電阻。晶閘管具有單向?qū)щ娦?。電?dòng)機(jī)的機(jī)械特性越越好。調(diào)速系統(tǒng)的兩項(xiàng)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)是調(diào)速范圍和靜差率。 滿足給定穩(wěn)態(tài)精度要求的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)常不能穩(wěn)定，因此還須加動(dòng)態(tài)校正環(huán)節(jié)。伯德圖是調(diào)速系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)中最常用的工具。電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的伯德圖中頻段須有足夠?qū)挼?20DB/DEC的斜率段，表示穩(wěn)定性好；截止頻率高表示快速性好；低頻特性陡，增益高，表示穩(wěn)態(tài)精度好；高頻衰減快說(shuō)明抗高頻干擾能力強(qiáng)。PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)有PI調(diào)節(jié)器的可以消除調(diào)速系統(tǒng)的靜差。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個(gè)調(diào)節(jié)器都采用PI調(diào)節(jié)器。帶PI調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速一定會(huì)有超調(diào)。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)

8、節(jié)器的作用：（1）使轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓U*m變化，穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。（2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。（3）其輸出限幅值決定允許的最大電流?；?對(duì)轉(zhuǎn)速的抗擾調(diào)節(jié)2.使轉(zhuǎn)速無(wú)靜差3. 其輸出限幅值決定允許的最大電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器的作用：（1）對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用。（2）起動(dòng)時(shí)保證電機(jī)獲得允許的最大電流。（3）在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過(guò)程中，使電流跟隨其給定電壓U*i變化。（4）當(dāng)電機(jī)過(guò)載甚至于堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，從而起到快速的安全保護(hù)作用。如果故障消失，系統(tǒng)能夠自動(dòng)恢復(fù)正常?；?.電流跟隨2.過(guò)流自動(dòng)保護(hù)3.及時(shí)抑制電壓波動(dòng)調(diào)節(jié)器的一般設(shè)計(jì)方法是：先內(nèi)環(huán)后外環(huán)。調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)取決于穩(wěn)態(tài)精

9、度和動(dòng)態(tài)校正的要求。晶閘管產(chǎn)生逆變的兩個(gè)必要條件：P105環(huán)流是影響晶閘管可逆調(diào)速系統(tǒng)安全工作并決定可逆系統(tǒng)性質(zhì)的最大、主要問(wèn)題。P105逆變顛覆：環(huán)流對(duì)晶閘管調(diào)速系統(tǒng)有好處也有壞處，壞處更大。晶閘管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)存在電流的諧波分量，因而在深調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，限制了調(diào)速范圍。深調(diào)速時(shí)功率因數(shù)低。要克服上述困難，須加大平波電抗器的電感，但電感大又限制了系統(tǒng)的快速性。PWM的優(yōu)點(diǎn)：P127位置隨動(dòng)系統(tǒng)中常用的位移檢測(cè)裝置有自整角機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步機(jī)、光電編碼盤等。自整角機(jī)的角差輸入輸出電壓的關(guān)系是正弦函數(shù)，只有在角差很小的范圍內(nèi)才能看成是一個(gè)線性環(huán)節(jié)。位置隨動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差包括檢測(cè)元件的檢測(cè)誤差、由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特征參數(shù)決定的原理誤差