自动控制考试重点

1.比例、比例积分对系统性能有何作用比例调节规律的作用是，偏差一出现就能及时调节，但调节作用同偏差量是成比例的，调节终了会产生静态偏差。（简称静差）积分调节规律的作用是，只要有偏差，就有调节作用，直到偏差为零，因此它能消除偏差。但积分作用过强，又会使调节作用过强，引起被调参数超调，甚至产生振荡。微分调节规律的作用是，根据偏差的变化速度进行调节，因此能提前给出较大的调节作用，大大减小了系统的动态偏差量及调节过程时间。但微分作用过强，又会使调节作用过强，引起系统超调和振荡。这三种调节规律的调整原则是：就每一种调节规律而言，在满足生产要求的情况下，比例作用应强一些，积分作用应强一些，微分作用也应强一些。当同时采用这三种调节规律时，三种调节作用都应适当减弱，且微分时间一般取积分时间的1/4~1/3。2.ASRACR之间存在什么关系所谓的调节器饱和是指输出最大限幅值，最大限幅值是指在速度调节器的输入，也就是给定电压与反馈电压的差值大于或是等于0时，输出一直保持最大值，当反馈电压大于给定电压时，这时调节器的输入出现负值，就会使调节器退出限幅，使输出立即下降，这就是你说的不饱和，另外，在饱和状态下，ASR调节器相当于是开环工作，不起调节作用。3.双闭环3个阶段，各个阶段特征，完成什么功能(1)三个阶段：第1阶段为电流上升阶段，第2阶段为恒流升速阶段，第3阶段为转速调节阶段。(2)三个特点：饱和非线性控制，准时间最优控制，转速超调。(3)功能：动态性能；动态跟随性能；动态抗扰性能4.第1.2章例题（计算题）5.单闭环动态分析设计，调节器如何设计（1）实际系统反馈回路的单位化变换与化简。（2）确定将实际系统校正成哪一类典型系统及对实际系统进行必要的近似处理。（3）调速系统的串联校正——调节器的类型和参数选择。（4）调节器的电路参数计算。（5）设计校正。6.交流调速系统分类转差功率消耗型调速系统转差功率回赠型调速系统转差功率不变型调速系统一、交流调速系统是对交流电机进行调速的控制系统，就是以交流电动机作为电能—机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。在过去很长一段时期，由于直流电动机的优良调速性能，在可逆、可调速与高精度、宽调速范围的电力拖动技术领域中，几乎都是采用直流调速系统。然而由于直流电动机其有机械式换向器这一致命的弱点，致使直流电动机制造成本高、价格昂贵、维护麻烦、使用环境受到限制，其自身结构也约束了单台电机的转速，功率上限，从而给直流传动的应用带来了一系列的限制。相对于直流电动机来说，交流电动机特别是鼠笼式异步电动机具有结构简单，制造成本低，坚固耐用，运行可靠，维护方便，惯性小，动态响应好，以及易于向高压、高速和大功率方向发展等优点。7.恒压频比原因？与恒磁通区别于联系在额定频率以下，如果电压一定而只降低频率，那么气隙磁通就要过大，造成磁路饱和，严重时烧毁电动机。因此为了保持气隙磁通不变，就要求在降低供电频率的同时降低输出电压，保持u/f=常数，即保持电压与频率之比为常数进行控制。这种控制方式为恒压频比控制方式，又称恒磁通控制方式8.开环的应用领域有哪些？1、电动车：电动车、汽车、摩托车的调速把对车速的控制属于一个开环控制2、微波炉对食物温度的控制也属于开环控制3、录音机中的电机稳速电路对磁带的转速控制属于一个开环控制9.变频调速（交流—交流）环流的存在有什么影响？如何抑制？10.SPWM调节原理，如何调制？原理：PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速。调制：脉宽调制调速，是直流电源电压基本不变的情况下通过电子开关的通断，改变施加到电机电枢端得直流电压脉冲宽度（即所谓的占空比），以调节输入电机电枢的电压平均值的调速方式。11.矢量控制基本原理：将交流电机等效直流电机如何等效原理：是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的等效：三相电机的电流，通过三相——二相变换，可以等效成两相静止坐标系下的交流电流；再通过按转子磁场定向的旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系下的直流电流。相当于励磁电流，it相当于与转矩成正比的电枢电流，从而构成直流电机。12.PID控制器各环节的作用是什么？（1）比例环节P：成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦出现，控制器立即产生控制作用，以便减少偏差，保证系统的快速性。（2）积分环节I：主要用于消除静差，提高系统的控制精度和无差度。（3）微分环节D：反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号变得过大之前，在系统中引入一个早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。13.名词解释1．V—M系统:晶闸管-电动机调速系统3.静差率:负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速的比4.ASR:转速调节器5.测速方法的分辨率:衡量一种测速方法对被测转速变化的分辨能力6．PWM:可逆脉冲宽度调制1、在直流电机调压调速系统中，电动机的最高转速为nN，调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的关系是。2、闭环系统可以获得比开环系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所付出的代价是，须增设检测与反馈装置和电压放大器。3.比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点。比例部分能迅速响应控制作用，积分部分则最终消除稳态偏差。4、转速、电流双闭环调速系统的静特性在负载电流小于Idm时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主要调节作用。5、工程设计方法的基本思路是，把调节器的设计方法分作两步：第一步，先选择调节器的结构，以确保系统稳定，同时满足所需的稳态精度；第二步，再选择调节器的参数，以满足动态性能指标。6、有环流可逆直流调速系统的典型控制方式是配许控制，即工作制。7、当一组晶闸管整流工作时，让另一组晶闸管处在待逆变状态，但两组触发脉冲的零位错开得比较远，彻底杜绝了瞬时脉动环流的产生，这就是错位控制的无环流可逆系统。8、脉宽调制器是一个电压——脉冲变换装置，由电流调节器ACR输出的控制电压进行控制。9、串级调速系统可以实现异步电机的平滑无级调速，而且具有高效率的调速性能，但所付出的代价是，增设串级调速装置。10、在s值很小的范围内，只要能够保持气隙磁通不变，异步电动机的转矩就近似与转差角频率成正比，这就是转差频率控制系统的基本概念。1、自动控制的直流调速系统，往往以调节电枢供电电压为主。（√）2、在V-M系统中，设置平波电抗器可以抑制电流脉动。（√）3、在电流断续时，V-M系统机械特性很软，理想空载转速翘得很高。（√）4、与晶闸管-电动机调速系统相比，直流脉宽调速系统开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都小。（√）5、转速、电流双闭环直流调速系统中，当电动机过载甚至堵转时，转速调节器可以限制电枢电流最大值，其快速自动保护作用。（×）6、按照典型II型系统设计转速调节器时，中频宽h可以任意选择。（×）7、按照典型II型系统设计转速调节器时，由典型II型系统的开环传递函数可知，K、T、τ都是待定符号。（×）8、转速、电流双闭环直流调速系统中，对负载变化起抗扰作用的是转速调节器。（√）9、积分控制可以使直流调速系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。（√）10、闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流或转矩间的稳定关系。（√）1、试述转速反馈闭环调速系统的三个基本特征。答：（1）具有比例放大器的反馈控制系统其被调量总是有静差的。（2）抵抗扰动与服从给定。（3）系统的精度依赖于给定电源和反馈检测的精度。2、试述双闭环直流调速系统起动过程的三个阶段和三个特点，以及动态性能。答：(1)三个阶段：第1阶段为电流上升阶段，第2阶段为恒流升速阶段，第3阶段为转速调节阶段。(2)三个特点：饱和非线性控制，准时间最优控制，转速超调。(3)动态性能：动态跟随性能；动态抗扰性能。三种方法调节电动机的转速：（1）调节电枢供电电压U；（2）减弱励磁磁通Φ；（3）改变电枢回路电阻R。调压调速：调节电压供电电压进行调速，适应于：U≤Unom，基频以下，在一定范围内无级平滑调速。弱磁调速：无级，适用于Φ≤Φnom，一般只能配合调压调速方案，在基频以上(即电动机额定转速以上)作小范围的升速。变电阻调速：有级调速。请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点，并说明今后电力传动系统的发展的趋势。*直流电机调速系统优点：调速范围广，易于实现平滑调速，起动、制动性能好，过载转矩大，可靠性高，动态性能良好。缺点：有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；换向产生火花，使用环境受限；结构复杂，容量、转速、电压受限。*交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉，使用环境广，运行可靠，便于制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。缺点：调速性能比直流电机差。*发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统，达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统.计算题1、某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8r/min，如果将开环放大倍数提高到30，它的速降为多少？在同样静差要求下，调速范围可以扩大多少倍？2、有一个V—M系统，已知：电动机PN=2.8KW,UN=220V,IN=15.6A,nN=1500r/min，Rα=1.5Ω，整流装置内阻Rrec=1Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=35。（1）系统开环工作时，试计算调速范围D=30时的静差率S值。（2）当D=30时，S=10%，计算系统允许的稳态速降。（3）如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D=30，S=10%，在U*n=10V时，Id=In.n=nN，计算转速负反馈系数α和放大器放大系数Kp。