1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1. 伺服系統(tǒng)的定義、概念；伺服系統(tǒng)的基本要求；主要特點(diǎn)，伺服系統(tǒng)分類(按照控制理論，按照反饋方式) 它們各有什么特點(diǎn)？；位置速度檢測元件(名稱) 莫爾條紋的特性3種效應(yīng)。 定義：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，使輸出量能夠以一定準(zhǔn)確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為隨動(dòng)系統(tǒng)，亦稱為伺服系統(tǒng)。要求：穩(wěn)定性好 精度高 快速響應(yīng)并無超調(diào) 低速大轉(zhuǎn)矩和調(diào)速范圍寬 主要特點(diǎn)：精確的檢測裝置 有多種反饋比較原理與方法 高性能伺服電動(dòng)機(jī) 寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 按控制理論分類：開環(huán)伺服系統(tǒng)（信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實(shí)際移動(dòng)值不再反饋回來） 閉環(huán)伺服系統(tǒng)（若各種參數(shù)匹配不當(dāng)，將會(huì)引

2、起系統(tǒng)振蕩，造成不穩(wěn)定，影響定位精度，而且系統(tǒng)復(fù)雜和成本高） 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)（不能補(bǔ)償位置閉環(huán)系統(tǒng)外的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)誤差，卻可以獲得穩(wěn)定的控制特性。介于開環(huán)與閉環(huán)之間，精度沒有閉環(huán)高，調(diào)試卻比閉環(huán)方便，因而得到廣泛應(yīng)用。） 按反饋方式分類：脈沖、數(shù)字比較伺服系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，整機(jī)工作穩(wěn)定，在一般數(shù)控伺服系統(tǒng)中應(yīng)用十分普遍） 相位比較伺服系統(tǒng)（適用于感應(yīng)式檢測元件的工作狀態(tài)，可得到滿意的精度。相位比較伺服系統(tǒng)的載波頻率高，響應(yīng)快，抗干擾性強(qiáng)，因而很適于用做連續(xù)控制的伺服系統(tǒng)） 幅值比較伺服系統(tǒng)（幅值大小與機(jī)械位移量成正比） 全數(shù)字伺服系統(tǒng)（高速度、高精度、大功率）速度檢測：異步（交流）測

3、速發(fā)電機(jī) 直流測速發(fā)電機(jī) 光電測速盤 位置檢測：感應(yīng)同步器 光柵 莫爾條紋特性的三種效應(yīng)：莫爾條紋的移動(dòng)與柵距成比例 平均效應(yīng) 放大效應(yīng)2. 晶閘管的伏安特性曲線，以及導(dǎo)通條件和關(guān)斷條件，維持電流，擎住電流；全控器件寫出三種名稱（IGBT，GTO，MOSFET）優(yōu)缺點(diǎn)；導(dǎo)通條件：晶閘管的陽極和控制極同時(shí)加正向電壓時(shí)晶閘管才能導(dǎo)通，這是晶閘管導(dǎo)通必須同時(shí)具備的兩個(gè)條件。關(guān)斷條件：在晶閘管導(dǎo)通之后，其控制極就失去控制作用。欲使晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)，必須把陽極正向電壓降低到一定值(或斷開，或反向)。所以說晶閘管是控制導(dǎo)通而不控制關(guān)斷的半控器件。 維持電流IH： 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流 擎住電

4、流IL：晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后，能維持導(dǎo)通所需的最小電流。門極關(guān)斷晶閘管GTO：缺點(diǎn)：門極反向關(guān)斷電流大，開關(guān)緩沖電路要消耗一定能量，且需要快速恢復(fù)無感電阻、無感電容、二極管等元器件。優(yōu)點(diǎn)：在于GTO是四層器件，開關(guān)頻率較高，不需要輔助轉(zhuǎn)流電路和開關(guān)容量等。絕緣門極晶體管IGBT：優(yōu)點(diǎn)：具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、驅(qū)動(dòng)電路簡單、通態(tài)電壓低、能承受高電壓大電流等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：若為大電感負(fù)載IGBT的關(guān)斷時(shí)間不宜過短。IGBT不適合于要求器件壓降低于0.7V的場合下使用。擊穿電壓高的IGBT器件電流容量較低。功率場效應(yīng)晶體管MOSFET：優(yōu)點(diǎn)：單極型，電壓驅(qū)動(dòng)，開關(guān)速度快，輸入阻抗高

5、，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小而且驅(qū)動(dòng)電路簡單。缺點(diǎn)：波形失真，只能做普通功率管，不能做信號3. 直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性，理想空載轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速降落表達(dá)式，不同電樞電壓下的機(jī)械特性曲線。 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：描述了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。理想空載轉(zhuǎn)速：在這一曲線族中，不同的電樞電壓對應(yīng)于不同的曲線，各曲線是彼此平行的。n0( U/Ce)稱為“理想空載轉(zhuǎn)速” ，而n(R Te/ Ce Cm) 稱為轉(zhuǎn)速降落。4. 直流電機(jī)的調(diào)速方式有？各自特點(diǎn)調(diào)速方式：調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U（調(diào)壓調(diào)速）（轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線平行下移。調(diào)速范圍寬，機(jī)械特性硬，動(dòng)態(tài)性能好）減弱勵(lì)磁磁通 F（調(diào)磁調(diào)速）（轉(zhuǎn)速上升，機(jī)械特性曲

6、線變軟。） 改變電樞回路電阻 R （調(diào)阻調(diào)速）（轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線變軟。）5. 調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)調(diào)速指標(biāo)及其表達(dá)式和關(guān)系 靜態(tài)調(diào)速指標(biāo)：調(diào)速范圍 靜差率 調(diào)速范圍與靜差率的關(guān)系調(diào)速范圍： 靜差率： 調(diào)速范圍與靜差率的關(guān)系：6. 比例調(diào)節(jié)器，積分調(diào)節(jié)器控制規(guī)律，及其特點(diǎn)；無靜差調(diào)速系統(tǒng)中必須采用I調(diào)節(jié)器比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀；而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。只要?dú)v史上有偏差，就有足夠的控制電壓，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。積分控制雖然最終能消除隱態(tài)誤差，但快速性不如比例控制。7. 采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖會(huì)畫，簡述其調(diào)節(jié)過程和控制規(guī)律，閉環(huán)

7、對擾動(dòng)的抑制能力。 設(shè)Idcr為臨界的截止電流，當(dāng)電流大于Idcr時(shí)，將電流負(fù)反饋信號加到調(diào)節(jié)器的輸入端；當(dāng)電流小于Idcr時(shí)，將電流負(fù)反饋切斷。系統(tǒng)中的電流檢測反饋信號Ufi=Id, 為檢測環(huán)節(jié)的比例系數(shù)；允許電樞電流截止反饋的臨界值Idcr=Ucom/（Ucom為比較電壓）。當(dāng)IdIdcr（即UfiUcom）時(shí)，電流負(fù)反饋被截止，不起作用，此時(shí)系統(tǒng)僅存在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋。當(dāng)負(fù)載電流增大使Id>Idcr（即Ufi>Uw,Uw為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電壓），穩(wěn)壓管被反向擊穿，允許電流反饋信號通過，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋與電流負(fù)反饋同事起作用，使調(diào)節(jié)器輸出Uct下降，迫使Udo迅速減小，限制了電樞電流隨負(fù)載增大而

8、增加的速度，有效抑制了電樞電流的增加。8. SPWM的調(diào)制方式的種類和特點(diǎn); SPWM用什么波產(chǎn)生，占空比概念，改變占空比方法； 調(diào)制方式：同步調(diào)制方式（在逆變器輸出頻率變化的整個(gè)范圍內(nèi)，皆可保持輸出波形的正、負(fù)半波完全對稱，只有奇次諧波存在，而且能嚴(yán)格保證逆變器輸出三相波形之間具有120°相位移的對稱關(guān)系） 異步調(diào)制方式（改善了調(diào)速系統(tǒng)的低頻工作特性） 分段同步調(diào)制方式（集同步和異步調(diào)制方式之所長，克服了兩者的不足。采用分段同步調(diào)制方式，需要增加調(diào)制脈沖切換電路，從而增加控制電路的復(fù)雜性） SPWM波就是根據(jù)三角載波與正弦調(diào)制波的交點(diǎn)來確定功率器件的開關(guān)時(shí)刻，從而得到其幅值不變而寬

9、度按正弦規(guī)律變化的一系列脈沖。 占空比：為周期T中，VT（IGBT）導(dǎo)通時(shí)間的比率，稱為負(fù)載率或占空比。 方法：定寬調(diào)頻法 調(diào)寬調(diào)頻法 定頻調(diào)寬法9. 矢量控制的原理 矢量控制是把交流電機(jī)解析成與直流電機(jī)一樣，根據(jù)磁場及其正交的電流的乘積就是轉(zhuǎn)矩這一最基本的原理，從理論上將電動(dòng)機(jī)定子側(cè)電流分解成建立磁場的勵(lì)磁分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩分量的兩個(gè)正交矢量來出來，然后分別進(jìn)行控制，故稱為矢量控制。10. 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速和電流波形，分析轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用；PI調(diào)節(jié)器飽和與非飽和； 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器：使轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓Un變化，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差調(diào)節(jié) 對負(fù)載變化起抗干擾作用 其飽和輸

10、出限幅值作為系統(tǒng)允許最大電流的給定，起飽和非線性控制作用，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在最大電流約束下的起動(dòng)過程 電流調(diào)節(jié)器：起動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)最大允許電流條件下的恒流升速調(diào)節(jié)時(shí)間最優(yōu) 在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其給定電壓Un變化 對電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用 當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。飽和：輸出達(dá)到限幅值。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。非飽和：輸出未達(dá)到限幅值。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，正如1.6節(jié)中所闡明的

11、那樣，PI 作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是零。11. 雙閉環(huán)系統(tǒng)原理圖，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)、電流反饋系數(shù)計(jì)算式中a，b 轉(zhuǎn)速和電流反饋系數(shù)。由第一個(gè)關(guān)系式可得 12. PID反饋控制系統(tǒng)框圖，并寫出其控制律和控制特點(diǎn)；按照校正裝置的位置分類可分為哪些？比例控制器（P調(diào)節(jié)）：在比例控制器中，調(diào)節(jié)規(guī)律是：控制器的輸出信號與偏差成比例。其方程如下：U=kpe式中kp稱為比例增益。特點(diǎn)：從減小偏差的角度出發(fā)，我們應(yīng)該增加kp ，但是另一方面， kp還影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加kp通常導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，過大的kp往往使系統(tǒng)產(chǎn)生激烈的振蕩和不穩(wěn)定。 積分控制器（I調(diào)節(jié)）：在積分控制器中，調(diào)節(jié)規(guī)律是：偏差經(jīng)過積

12、分控制器的積分作用得到控制器的輸出信號 u，積分控制器的顯著特點(diǎn)是無差調(diào)節(jié)。微分控制器（D調(diào)節(jié)） ：在微分控制器中，調(diào)節(jié)規(guī)律是：偏差經(jīng)過微分控制器的微分作用得到控制器的輸出信號。特點(diǎn)：針對被調(diào)量的變化速率來進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不需要等到被調(diào)量已經(jīng)出現(xiàn)較大的偏差后才開始動(dòng)作，即微分調(diào)節(jié)器可以對被調(diào)量的變化趨勢進(jìn)行調(diào)節(jié)，及時(shí)避免出現(xiàn)大的偏差 分類：順饋校正 干擾補(bǔ)償 串聯(lián)校正 反饋校正13. 工程設(shè)計(jì)法中典型I型和II型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，及其參數(shù)意義，并分析在直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中分別把轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)設(shè)計(jì)成何種典型系統(tǒng)，為什么 I型：典型的I型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，其對數(shù)幅頻特性的中頻段以 20 dB/dec 的斜率

13、穿越 0dB 線，只要參數(shù)的選擇能保證足夠的中頻帶寬度，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的，且有足夠的穩(wěn)定裕量，即選擇參數(shù)滿足 或于是，相角穩(wěn)定裕度 II型：典型的II型系統(tǒng)也是以 20dB/dec 的斜率穿越零分貝線。由于分母中 s2 項(xiàng)對應(yīng)的相頻特性是 180°，后面還有一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，在分子添上一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)（ts +1），是為了把相頻特性抬到 180°線以上，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定，即應(yīng)選擇參數(shù)滿足 或 且t 比 T 大得越多，系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度越大。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前面必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 中（見圖 2-26b），現(xiàn)在在擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了

14、一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型 型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。從動(dòng)態(tài)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時(shí)有太大的超調(diào)，以保證電流在動(dòng)態(tài)過程中不超過允許值，而對電網(wǎng)電壓波動(dòng)的及時(shí)抗擾作用只是次要的因素，為此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，應(yīng)選用典型I型系統(tǒng)。14. 雙極性可逆PWM變換器電路原理圖分析，優(yōu)缺點(diǎn)。 （1）正向運(yùn)行：第1階段，在 0 t ton 期間， Ug1 、 Ug4為正， VT1 、 VT4導(dǎo)通， Ug2 、 Ug3為負(fù)，VT2 、 VT3截止，電流 id 沿回路1流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB = +Us

15、第2階段，在ton t T期間， Ug1 、 Ug4為負(fù)， VT1 、 VT4截止， VD2 、 VD3續(xù)流， 并鉗位使VT2 、 VT3保持截止，電流 id 沿回路2流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB = Us ；（2）反向運(yùn)行：第1階段，在 0 t ton 期間， Ug2 、 Ug3為負(fù)，VT2 、 VT3截止， VD1 、 VD4 續(xù)流，并鉗位使 VT1 、 VT4截止，電流 id 沿回路4流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB = +Us ；第2階段，在ton t T 期間， Ug2 、 Ug3 為正， VT2 、 VT3導(dǎo)通， Ug1 、 Ug4為負(fù)，使VT1 、 VT4保持截止，電流 id 沿回路

16、3流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB = Us ； 優(yōu)點(diǎn)：電流一定連續(xù) 可使電動(dòng)機(jī)在4個(gè)象限運(yùn)行；電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除摩擦死區(qū) 低速時(shí)每個(gè)IGBT的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證IGBT可靠導(dǎo)通 低速平穩(wěn)性好，調(diào)速范圍很寬 缺點(diǎn)：在工作過程中，4個(gè)IGBT都處于開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)損耗大，而且容易發(fā)生上、下兩管直通（即同時(shí)導(dǎo)通）的事故，降低了裝置的可靠性。為了防止上、下兩管直通，在一管關(guān)斷和另一管導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)脈沖之間，應(yīng)設(shè)置邏輯延時(shí)。15. 變頻調(diào)速時(shí)為什么要采用電壓頻率協(xié)調(diào)控制的控制方式?有幾種，優(yōu)缺點(diǎn) 由式機(jī)械特性方程式可以看出，對于同一組轉(zhuǎn)矩 Te 和轉(zhuǎn)速 n（或轉(zhuǎn)差率s）的要求，電壓 Us 和頻率 w1 可以有多種配合。在 Us 和 w1 的不同配合下機(jī)械特性也是不一樣的，因此可以有不同方式的電壓頻率協(xié)調(diào)控制。 恒壓頻比控制（ Us /w1 ） 控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，但低速帶載能力有些差強(qiáng)人意，須對定子壓降實(shí)行補(bǔ)償。 恒 Eg /w1 控制 恒Eg /w1 控制是通常對恒壓頻比