运动控制系统试题库

宿迁学院自动化专业试题库之：自动控制系统——运动控制系统——陈伯时（3、4）版宿迁学院机电系自动化学科勾厚政2010年10月4日星期一-1-电力拖动运动控制系统例题习题集粹初编稿勾厚政编辑2002年宿迁学院自动化学科宿迁学院自动化专业试题库之：自动控制系统——运动控制系统——陈伯时（3、4）版宿迁学院机电系自动化学科勾厚政2010年10月4日星期一-2-第一章闭环控制的直流调速系统第一节可控直流电源—电动机系统——暨直流驱动单元1．对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以（）的方式为最好。改变（）只能有级调速；减弱（）虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合（）方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以（）为主。2．调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节（）电压需要有专门向电动机供电的（）电源。3．常用的可控直流电源有以下三种：（）——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。（）——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。（）——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。4．简称为G-M的系统，具有（）的功能，国际上通称（）系统。5．晶闸管-电动机调速系统（简称），图中VT是（），通过调节触发装置GT的（）来移动（），即可改变整流电压Udo，从而实现平滑调速。6．用触发脉冲的（）控制整流电压的平均值Ud0是晶闸管整流器的特点。Ud0与触发脉冲（）的关系因（）的形式而异。7．在V-M系统中，脉动电流会产生（），对生产机械不利，同时也增加（）。为了避免或减轻这种影响，须采用抑制电流脉动的措施，主要是：设置平波电抗器；增加整流电路相数；采用多重化技术。8．平波电抗器的计算单相桥式全控整流电路L（）三相半波整流电路L（）三相桥式整流电路L（）9．晶闸管触发与整流装置动态结构：考虑到Ts很小，可忽略高次项，则传递函数便近似成一阶惯性环节；)(sWS整流电路单相全波三相半波三相全波六相半波Um22U*22U26U22Um2366Ud0cos9.02Ucos17.12Ucos34.22Ucos35.12U整流电路形式最大失控时间Tsmax（ms）平均失控时间Ts（ms）单相半波单相桥式（全波）三相半波三相桥式、六相半波20106.673.331053.331.67宿迁学院自动化专业试题库之：自动控制系统——运动控制系统——陈伯时（3、4）版宿迁学院机电系自动化学科勾厚政2010年10月4日星期一-3-脉冲宽度调制（PWM）变换器的作用是：用PWM调制的方法，把（）的直流电源电压调制成（）一定、（）一定、（）可变的脉冲电压系列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速。10．采用脉冲宽度调制（PWM）的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器——直流电动机调速系统，简称（）系统，即直流（）调速系统11．可逆PWM变换器——直流电动机的主电路有多种形式，最常用的是（）式，也称为（）主电路。12．H形主电路的PWM—M系统，电路中A、B两点间电压的极性随（）的变化而改变，其控制方式有（）式、（）式、（）式等多种，现代最常用的是（）的可逆PWM变换器—电动机系统。13．双极式控制可逆PWM变换器的输出平均电压为12)12(则：设调压系数：如果设占空比：SdoonSonSonSondoUUTtUTtUTtTUTtU14．双极式控制可逆PWM变换器—电动机系统即PWM——M系统调速时，的可调范围为（），–1+1。当0.5时，为（），电机正转；当0.5时，为（），电机（）；当=0.5时，=（），电机（）15．双极式控制方式的不足之处是：在工作过程中，4个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，而且在切换时可能发生（）的事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间（）环节。16．对于PWM变换器—电动机系统中的滤波电容，其作用除（）外，还有当电机制动时（）的作用。由于直流电源靠二极管整流器供电，电机制动时不可能（），只好对滤波电容充电，这将使电容两端电压升高，称作（）。电力电子器件的耐压限制着最高（泵升）电压，因此电容量就不可能很小，一般几千瓦的调速系统所需的电容量达到（数千）微法。在大容量或负载有较大惯量的系统中，为了限制电容器过高的泵升电压，这时，可以采用下图中的镇流电阻bR来消耗掉部分动能。分流电路靠开关器件VTb在（泵升）电压达到允许数值时接通。第二节单闭环直流调速系统17．对于调速系统的转速控制的基本要求有以下三个方面（1）调速——在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（）或平滑地（）调节转速；（2）稳速——以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量；（3）加、减速——频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速宿迁学院自动化专业试题库之：自动控制系统——运动控制系统——陈伯时（3、4）版宿迁学院机电系自动化学科勾厚政2010年10月4日星期一-4-度变化的机械则要求起，制动尽量平稳。18．某直流调速系统电动机额定转速为1430r/min，额定速降nN=115r/min，当要求静差率30%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率20%，则调速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？解：19．[2-2；1。4]调速系统的调速范围是1000~100r/min，要求静差率S=2%，那麽系统允许的稳态转速降是多少？解：20．[2-3；1。5]某一调速系统，在额定负载下，最高转速为n0max=1500r/min，最低转速为n0min=150r/min，带额定负载时的速度降落min/15rnN，且在不同转速下额定速降不变，试问系统的调速范围有多大？系统的静差率是多少？解：21．[2-4；1。6]直流电动机：min/1430,023.0,378,220,74rnRAIVUkWPNaNNN；晶闸管整流器内阻：022.0SR；系统采用降压调速，当生产机械要求静差率S=20%，求系统的调速范围有多大？如果要求静差率S=30%，则系统的调速范围又有多大？解：22---1．[例题]某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，其额定数据如下：60kW、220V、305A、1000r/min，采用V-M系统，主电路总电阻18.0R，电动机电动势系数rpmVCe/2.0。如果要求调速范围D=20，静差率5%，采用开环调速能否满足？若要满足这个要求，系统的额定速降最多能有多少？解：22---2。[2-5；1.7]某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，采用V-M系统，已知电动机额定数据如下：180/2.0min;/1000,305,220,60。；RrpmVCrnAIVUkWPeNNNN。求：⑴当电流连续时，在额定负载下的转速降落；⑵开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率；⑶额定负载下的转速降落为多少，才能满足D=20，静差率S≤5%的要求。解：22---3。[尔例2-1——2-2]某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，采用V-M系统，已知电动机额定数据如下：；min/1000,305,220,60rnAIVUkWPNNNNrpmVCe/2.0；且已知晶闸管与触发装置的放大倍数，30SK180。R；转速负反馈系数rpmV/015.0。为满足D=20，静差率S≤5%的要求：⑴开环系统能否满足要求？⑵接成转速负反馈单闭环系统，为满宿迁学院自动化专业试题库之：自动控制系统——运动控制系统——陈伯时（3、4）版宿迁学院机电系自动化学科勾厚政2010年10月4日星期一-5-足要求，计算放大器的电压放大系数！解：22---4。[尔例2-1——2-2——2-3]某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，采用V-M系统，已知电动机额定数据如下：180/2.0min;/1000,305,220,60。；RrpmVCrnAIVUkWPeNNNN且已知晶闸管与触发装置采用三相桥式电路，放大倍数，30SK转速负反馈系数rpmV/015.0，电枢回路总电感mH6.21L，整个系统的飞轮惯量22Nm78GD。为满足D=20，静差率S≤5%的要求：(1)开环系统能否满足要求？(2)接成转速负反馈单闭环系统，为满足要求，计算放大器的电压放大系数！(3)判断系统的稳定性解：22---5。[参李]已知转速负反馈单闭环系统参数：电动机额定数据：10/12.0min;/1750,226,220,45。；RrpmVCrnAIVUkWPeNNNN。且已知晶闸管与触发装置采用三相桥式电路，放大倍数，36SK转速负反馈系数rpmV/006.0，为满足D=10，静差率S≤0。05%的要求，进行静态计算：Kop、Kp。解：23．根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按（）进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生（）的作用。调速系统中由（）引起的的转速降落是（），显然，引入转速闭环（）将使调速系统应该能够大大减少转速降落。24．闭环调速系统可以获得比开环调速系统（）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，为此所需付出的代价是，须增设（）以及（）装置。25．在反馈控制的闭环直流调速系统中，与电动机同轴安装一台（），从而引出与被调量（），与给定电压U*n相比较后，得到（），经过放大器A，产生电力电子变换器UPE的控制电压Uc，用以控制电动机转速n。26．转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中各环节的稳态关系如下：fndctnUnUUU测速反馈环节：：调速系统开环机械特性可控调压装置：—调节器：—放大器电压比较环节：027．转速负反馈单闭环有静差直流调速系统的静特性方程式clnn0宿迁学院自动化专业试题库之：自动控制系统——运动控制系统——陈伯时（3、4）版宿迁学院机电系自动化学科勾厚政2010年10月4日星期一-6-OPNclclNclKnnn028．闭环系统静性可以比开环系统机械特性硬得多clclOPNclDSKn29．采用（），使得闭环系统的开环放大系数KOP值越大，系统的稳态性能越好。然而，KOp=常数，稳态速差就只能减小，却不可能消除。只有KOP=，才能使ncl=0，而这是不可能的。因此，这样的调速系统叫做（）调速系统。实际上，这种系统正是依靠（）进行控制的。30．系统中，除给定信号外，作用在控制系统（）上的一切会引起输出量变化的因素都叫做（）作用30-1．[2-7；2。1]转速闭环调速系统的调速范围是1500~150r/min，要求静差率S≤5%，那麽系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min，则闭环系统的开环放大倍数是多少？解：30-2．[2-7；2。1]转速闭环调速系统的调速范围是1500~150r/min，要求静差率S≤2%，那麽系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min，则闭环系统的开环放大倍数是多少？解：31．为了解决单闭环直流电动机调速系统的（）和（）时电流过大的问题，系统中必须有（）的环节。根据反馈控制原理，要维持哪一个物理量基本不变，就应该引入那个物理量的负反馈。那么，引入（）负反馈，使电流不超过允许值或能够保持设定值而基本不变。具体实施方案：采用（）或接成（）系统。32．对于一个自动控制系统来说，稳定性是它能否正常工作的首要条件，是必须保证的。对于转速负反馈单闭环有静差直流调速系统，存在临界放大系数Kcr,当KOP≥Kcr时，系统将不稳定；crOPcrKKK?33．[例题]晶闸管可控整流器供电的V-M系统。已知数据如下：电动机：min/1000,5.0,55,220,10rnRAIVUkWPNaNNN；晶闸管可控整流器：宿迁学院自动化专业试题库之：自动控制系统——运