运动控制试题库

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

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。

整流电路 Um m Ud0 单相全波 2U2* 2 0.9U2cos? 三相半波 2U2 三相全波 6U2 六相半波 2U2 3 6 6 1.17U2cos? 2.34U2cos? 1.35U2cos?

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;WS(s)?

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 20 10

单相桥式(全波) 10 5

三相半波 6.67 3.33

三相桥式、六相半波 3.33 1.67 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

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( )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

Udo?tonT?ton2tUS?US?(on?1)USTTTton如果设占空比:??T U设调压系数:do??US则:??2??114.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( ), –10.5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Rb 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

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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1430 r/min,额定速降 ?n N = 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?

19.[2-2;1。4]调速系统的调速范围是1000~100 r/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n 0max=1500r/min ,最低转速为

n 0min=150r/min,带额定负载时的速度降落?nN?15r/min,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:

PN?74kW,UN?220V,IN?378A,Ra?0.023?,nN?1430r/min;晶闸管整流器内阻:RS?0.022?;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R??0.18?,电动机电动势系数Ce?0.2V/rpm。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:PN?60kW,UN?220V,IN?305A,nN?1000r/min;Ce?0.2V/rpm;R??0。18?。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:PN?60kW,UN?220V,IN?305A,nN?1000r/min;Ce?0.2V/rpm;且已

V/rpm。为满知晶闸管与触发装置的放大倍数KS?30,R??0。18?;转速负反馈系数??0.015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,为满足要求,计算放大器的电压放大系数!

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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:

PN?60kW,UN?220V,IN?305A,nN?1000r/min;Ce?0.2V/rpm;R??0。18?且已知

晶闸管与触发装置采用三相桥式电路,放大倍数KS?30,转速负反馈系数??0.015V/rpm,电枢回路总电感L??21.6mH,整个系统的飞轮惯量GD?78Nm。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:

22PN?45kW,UN?220V,IN?226A,nN?1750r/min;Ce?0.12V/rpm;R??0。1?。且已

V/rpm,为知晶闸管与触发装置采用三相桥式电路,放大倍数KS?36,转速负反馈系数??0.006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:

电压比较环节:?Un?放大器——调节器:Uct?可控调压装置:Ud0?调速系统开环机械特性:n?测速反馈环节:Ufn?27.转速负反馈单闭环有静差直流调速系统的静特性方程式

n?

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