電力拖動自動控制系統習

題集附帶答案

一、選擇題

1.轉速電流雙閉環調速系統中的兩個調速

器通常采用的控制方式是

A.PIDB.PIC.PD.PD

2.靜差率和機械特性的硬度有關，當理想

空載轉速一定時，特性越硬，則靜差率

A.越小B.越大C.不變

D.不確定

3.下列異步電動機調速方法屬于轉差功率

消耗型的調速系統是

A.降電壓調速B.串級調速

C.變極調速D.變壓變頻調速

根據能量轉換的角度看，把調速系統分為三類

第一類：轉差功率消耗型，包括將電壓調速，

轉差離合器調速，轉子串電阻調速

第二類：轉差功率饋送型，包括串級調速，雙

饋電動機調速

第三類：轉差功率不變型，包括變極調速，變

頻變壓調速

4.可以使系統在無靜差的情況下保持恒速

運行，實現無靜差調速的是

A.比例控制B.積分控制C.微

分控制D.比例微分控制

積分控制可以使系統在無警察的情況下保持

恒速運行，實現無靜差調速

5.控制系統能夠正常運行的首要條件是

A.抗擾性B.穩定性C.快速

性D.準確性

控制系統正常工作，穩定性是首要條件。

6.在定性的分析閉環系統性能時，截止頻

率嘰越低,則系統的穩定精度

A.越高B.越低C.不變

D.不確定

截止頻率與相角裕度對應，截止頻率越高，系

統響應變快，但穩定性變差。

7.常用的數字濾波方法不包括

A.算術平均值濾波B.中值濾

波

C.中值平均濾波D.幾何平

均值濾波

8.轉速電流雙閉環調速系統中電流調節器

的英文縮寫是

AACR

BAVRC.ASR

D.ATR

9.雙閉環直流調速系統的起動過程中不包

括

A.轉速調節階段B.電

流上升階段C.恒流升速階段D.電流下

降階段

10.三相全波整流電路的平均整流電壓為

A?0.9i/2cosa

B.1.174cosa

C?2.34^/,cosfz

D?1.35U?cosa

11.下列不屬于雙閉環直流調速系統啟動過

程特點的是

A.飽和非線性控制

B.轉速超調

C.準時間最優控制D.飽和線性

控制

12.下列交流異步電動機的調速方法中，應

1=1

A.降電壓調速

B.變極對數調速

C.變壓變頻調速

D.轉子串電阻調速

13.SPWM技術中，調制波是頻率和期望

波相同的

A.正弦波B.方波

C.等腰三角波D.鋸齒波

14.下列不屬于異步電動機動態數學模型特

點的是

A.高階B.低階

C.非線性D.強耦合

15.在微機數字控制系統的中斷服務子程序

中中斷級別最高的是

A.故障保護B.PWM

生成C.電流調節D.轉速調節

16.比例微分的英文縮寫是

A.PIB.PDC.VRD.PID

17.調速系統的靜差率指標應以何時所能達

到的數值為準

A.平均速度B.最高速C.最低

速D.任意速度

18.下列異步電動機調速方法屬于轉差功率

饋送型的調速系統是

A.降電壓調速B.串級調速

C.變極調速D.變壓變頻調速

19.在定性的分析閉環系統性能時，截止頻

率。越高,則系統的穩定精度

A.越高B.越低C.不變

D.不確定

20.采用旋轉編碼器的數字測速方法不包括

A.M法B.T法C.M/T法

D.F法

21.轉速電流雙閉環調速系統中轉速調節器

的英文縮寫是

A.ACRB.AVR

C.ASRD.ATR

22.下列關于轉速反饋閉環調速系統反饋控

制基本規律的敘述中，錯誤的是

A.只用比例放大器的反饋控制系統，

其被調量仍是有靜差的

B.反饋控制系統可以抑制不被反饋環

節包圍的前向通道上的擾動

C.反饋控制系統的作用是：抵抗擾動、

服從給定

D.系統的精度依賴于給定和反饋檢測

的精度

23.籠型異步電動機變壓變頻調速系統中基

頻以下調速，下列哪種方式控制性能最好

A.恒%控制B.恒久控制

C.恒/控制D.恒%控制

24.SPWM技術中，載波是頻率比期望波

高得多的

A.正弦波B.方波C.等腰三

角波D.鋸齒波

25.下列不屬于交流異步電動機動態數學模

型特點的是

A.高階B.線性C.非線性

D.強耦合

26.在微機數字控制系統的故障保護中斷服

務子程序中，工作程序正確的是

分析判斷故障

——封鎖PWM輸出——系統復位B.顯示

故障原因并報警一一封鎖PWM輸出一一分析

判斷故障一一系統復位C.封鎖PWM輸出一

一分析判斷故障一一顯示故障原因并報警一一

系統復位D.分析判斷故障一一顯示故障

原因并報警一一封鎖PWM輸出一一系統復位

27.正弦波脈寬調制的英文縮寫是

A.PIDB.PWMC.SPWM

D.PD

28.轉速負反饋調速系統的靜特性方程中K

的表達式為

C.K=K,K,aD.K=

C

29.采用比例積分調節器的閉環調速系統一

定屬于

A.無靜差調速系統B.有靜差

調速系統

C.雙閉環調速系統D.交流調

速系統

30.異步電動機數學模型的組成不包括

A.電壓方程B.磁鏈方程

C.轉矩方程D.外部擾動

二、填空題

1.常用的可控直流電源有晶閘管整

流器、靜止式可控整流器、

直流斬波器或脈寬調制變換器。

2.調速系統的穩態性能指標包括調速范圍

和靜差率0

3.反饋控制系統的作用是：抵抗擾動，

服從給定O

4.當電流連續時，改變控制角，V—M系

統可以得到一族平行的機

械特性曲線。

5.常見的調速系統中，在基速以下按—恒

轉矩調速方式,在基速以上按恒

功率調速方式。

6.自動控制系統的動態性能指標包括對給

定輸入信號的跟隨性能指標和對擾動

輸入信號的抗擾性指

標0

7.電力牽引設備上最先進的可控直流電源

是V-M可逆直流調速系統°

8.SPWM控制技術包括單極性控制和

雙極性控制兩種方式。

9.常見的轉速檢測裝置有測速發電機、

旋轉編碼器、電磁脈沖測速器等。

10.VVVF控制是指逆變器輸出電壓

和頻率可變的控制。

11.常用的可控直流電源有旋轉變流機組、

晶閘管可控整流器、直流斬波器

或脈寬調制變換器。

12.電流截止負反饋的作用是解決啟動

和堵轉時電流過大的問

?O

13.負反饋的作用是穩定輸

____________________________________O

14.靜態環流可以分為直流平均環流和

時脈動環流。

15.自動控制系統的動態性能指標包括對給

定輸入信號的跟隨性能指標

和對擾動輸入信號的抗擾性能指標。

16.PWM變換器可以通過調節占空比

來調節輸出電壓。

17.SPWM控制技術包括單極性

控制和雙極性控制兩種

方式。

18.PWM逆變器根據電源類型不同可以分

為電壓型和電流型。

19.VVVF控制是指逆變器輸出電壓和

頻率可變的控制。

20.轉速單閉環直流控制系統可以通過引入

電流環控制以提高系統動態性能。

21.轉速電流雙閉環調速系統在啟動過程

中，轉速調節器ASR將經歷不飽

和_、飽和、退飽和三種情況。

22.交流調速的基本類型中最好的一種節能

省力型調速方案是變壓變頻調速。

23.調速系統的穩態性能指標包括調速

和靜差率。

24.無靜差直流調速系統的實質是調節器包

含比例積分環節。

25.比例積分控制綜合了比例控制和積分控

制兩種規律的優點，比例部分

能迅速響應控制作用。

26.轉速電流雙閉環調速系統在啟動過程

中，轉速調節器ASR將經歷不飽和、

飽和、退飽和三種情況。

27.常見的調速系統中，在基速以下按恒轉

矩調速方式，在基速以上按恒功率

調速方式。

28.電流調節器可以對電網電壓的波動起

及時抗擾的作用。

三、名詞解釋題

1.V—M系統：晶閘管-電動機可逆直流調

速系統

2.串級調速：在異步電動機在低于同步轉

速下做電動運行的雙饋調速

3.靜差率：負載由理想空載增加到額定負

載時候所對應的轉速降落△n與理想空載轉速之

比，稱為靜差率。

4.ASR：轉速調節器

5.測速方法的分辨率：改變一個數值所對

應的轉速變化量，當轉速有n2變為nl時，計數

記錄值增量為L則測速分辨率為n2-nl

6.PWM：脈寬調制

7.直接轉矩控制：DTC,通過控制馬達的轉

矩來控制轉速的目的。

8.調速范圍：生產機械要求系統能提供的

最高轉速與最低轉速之比稱為調速范

9.ACR：電流調節器

10.測速誤差率：測量值與實際值之差與實

際值得比值稱為測速誤差率

四、簡答題

1.什么是環流？它是怎樣產生的？它的二

重性的含義是什么？

直流調速系統中，不流過負載而直接在兩組

晶閘管之間流通的短路電流稱作環流，有兩個產

生原因，直流平均環流和瞬時脈動環流兩個方

2.在變頻調速時，為什么必須要進行電壓、

頻率協調控制？

獲得恒定的磁通，防止磁通飽和。

3.在雙閉環調速系統中，如果轉速負反饋

斷線，能否調速，為什么？此時電動機

在最高轉速時受什么限制？

可以調速，相當于轉速開環。此時電機的最

高轉速受系統設定的電壓飽和點影響。

4.什么叫同步調制？什么叫異步調制？它

們各有什么優缺點？

PWM控制電路中，載波頻率與調制信號頻率

之比稱為載波比N,如果調制過程中N不等于

常數，則為異步調制，當N等于常數，則為同

步調制。異步模式不適用于高頻信號，希望采用

較高的載波頻率。同步模式不適用于低頻信號調

制，希望載波比N為奇數。

5.電流截止負反饋起到什么作用的，其工

作原理是什么？

發生堵轉或者過載時，限制電樞電流的最大

值，提高系統的穩定性。原理是監控電機的電樞

電流，然后將此信號與設定的截止點作為比較，

最終信號作為負反饋引入到速度給定端。

6.雙閉環直流調速系統的啟動過程有什么

特點？

飽和非線性，速度環經過非飽和，飽和、退

飽和三個階段

轉速超調。

準時間最優原則。

7.常用的數字濾波方法有哪幾種？

8.電壓負反饋調速系統中，當電網電壓，

放大器的放大倍數，電動機的電樞電

阻，電動機的磁通，電壓反饋系數等發

生變化時，問系統對它們有無調節功

能？

電網電壓波動，引起轉速降落可以調節

放大器的放大倍數，引起轉速變動，可以調

節

電動機磁通，電壓反饋系數，電樞電阻都在

轉速環內，系統都可以調節。

9.有環流可逆系統和無環流可逆系統相比

較，有何優缺點？

有環流系統，反向快，過渡平滑，但需要專

門設計環流電抗器

無環流系統，不需要設計環流電抗器，但是

保留平波電抗器

10.什么是靜態環流？什么是動態環流？

靜態環流是：不流過負載，而在兩組晶閘管

之間流過的短路電流稱為靜態環流，包括直流平

均環流和瞬時脈動環流

動態環流是：在VM調速系統中，過渡過程

中可能出現動態環流，由于滯后效應帶來的環

流，稱為動態環流

11.雙閉環PWM直流調速系統中，屬于

PWM調速系統特有的控制電路有哪

些？它們在系統中分別起何作用？

12.閉環調速系統的靜態性表示哪兩者之間

的穩態關系？

13.在轉速、電流雙閉環調速系統中，轉速

調節器有哪些作用？其輸出幅值應按

什么要求整定？

轉速調節器的作用:

作為主給定，如果采用PI調節器，可以實

現無靜差。

其整定值限定系統的最大電流

對負載的變化起抗擾作用加

電流調節器的作用

內環調節器，使電流緊緊跟隨電壓調節器的

輸出

對電網電壓的波動起抗擾作用

保證獲得電動機運行的最大電流，加快動態

過程

當電動機堵轉或者過載時，限制電樞上的】

大電流，快速自動保護，當故障消時，

又快速自動回復正常。

14.異步電機中電磁功率與轉差功率是什么

關系？為什么變頻調速的調速效率比

繞線式異步電動機轉子串電阻調速的

調速效率高？

15.調節器的設計過程可以簡化為哪兩步？

五、計算題

1.直流電機額定轉速〃N=375r/min,電樞

電流額定值LN=760A,允許過流倍數

7=1.5,計算機內部定點數占一個字的

位置(16位)，試確定數字控制系統的

轉速反饋存儲系數和電流反饋存儲系

數(適當考慮余量Imax=1.8ZN，Mnax

=1.3flN)o

2.某閉環調速系統，測得的最高轉速為"max

=1500r/min,最低轉速為flmin=150

r/min,要求系統的靜差率sW2%,試

計算：

(1)該系統的調速范圍

(2)系統允許的靜態速降八即；

(3)如果開環系統的靜態速降為100"min,

則閉環系統的開環放大倍數K是多少？

1、調速范圍：D=駟「1。

"min150

2、靜態速降：二滬仃叫則二工。6

(1-sj0.98

3、若開環An=100,為了滿足sM%,則有

絲^=1+K=>K=3-1=31.68

△nc]3.06

3.某直流調速系統電動機額定轉速為：

=1230r/min,額定速降A=105

r/min,當要求靜差率s<30%時，允許

多大的調速范圍？如果要求靜差率s<

20%時，則調速范圍是多少？如果希望

調速范圍達到10,所能滿足的靜差率

是多少？

1、調速范圍為:需”.。2

D=d’$123°*°-22.93

2、調速范圍為:=

An(1-s)105*0.8

3、滿足的靜差率為:

n*s〃*An10*105八“

Dn=-----;-v--------=>s=------------------=---------------------=0.46

An(1-s)〃*An+r1V10*105+1230

4.某直流電機的額定電樞電流/N=115A,

允許過流倍數2=1.5,額定轉速"N

=1260r/min,計算機內部定點數占一

個字的位置(16位)，試確定電樞電流

和轉速存儲系數(適當考慮余量I,nax

=1.8/N9Umax=l*3w^)O

5.有一V-M調速系統，電動機參數為：

PN=2.5KW,UN=220V,IN=15A,nN

=1500r/min,Ra=2Q,可控硅整流裝

置內阻Rrec=lQ,觸發整流環節的放

大系數Ks=40,要求調速范圍D=20,

靜差率S=10%,最大給定電壓30V。

(1)計算開環系統的穩態速降和系統所

允許的穩態速降。