运动控制试卷

运动控制试卷 08~09学年第1学期末考试 《运动控制系统基础》A卷 一、简答题 1. 请写出直流电动机在稳态时的机械特性表达式，从中可以得到哪几种调速？ 2. 在转速单闭环调速系统中，改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电 压不变，调节测速反馈电压的分压比，是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁 发生了变化，系统有克服这种扰动的能力？为什么？ 3. 在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速 发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，试问系统对上述各量有无调节能力？为 什么？（B） 4. 在带电流截止环节的转速负反馈调速系统中，电流截止环的作用是什么？ 5. 在带电流截止环节的转速负反馈系统中，如果截止比较电压发生变化，对系统的静特性 有什么影响？如果电流反馈电阻 Rs 的大小发生变化，对静特性有什么影响？（B） 6. 为什么用积分控制的调速系统是无静差的？在转速单闭环调速系统中，当积分调节器的 输入偏差电压ΔU＝0时，调节器的输出电压是多少？它决定于哪些因素？ 7. 在对调速系统进行稳态、动态性能时，经常使用的稳态、动态性能指标有哪些？ 8. 无静差调速系统的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？为什么？ 9. 在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器、电流调节器分别有哪些主要作用？ 10. 转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差（给定与反馈之差）电 压是多少？它们的输出电压是多少？为什么？ 11. 如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是比例调节器，对系 统的静、动态性能会有什么影响？ 12. 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运 行时，转速反馈突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压?U 是否为i 零？为什么？ *13. 在转速、电流双闭环调速系统中，转速给定信号U未改变，若增大转速反馈系数α，系i 统稳定后转速反馈电压U是增加还是减少？为什么？ n 15. 采用旋转编码器的数字测速方法有哪三种？其适用范围分别是什么？ 16. 在直流调速系统的数字控制中，常用的有哪几种数字滤波方法？ 17. 位置随动系统的主要特征是什么？ 18. 位置随动系统与调速系统的主要区别是什么？ 二、某一调速系统， 08~09学年第1学期末考试 A 1. 请写出直流电动机在稳态时的机械特性表达式，从中可以得到直流电动机的 哪几种调速方法？ 2. 在转速单闭环调速系统中，改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？ 如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比，是否能够改变转速？为什么？ 如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有克服这种扰动的能力？为什么？ 3. 在带电流截止环节的转速负反馈调速系统中，电流截止环的作用是什么？ 4. 为什么用积分控制的调速系统是无静差的？在转速单闭环调速系统中，当积 分调节器的输入偏差电压ΔU＝0时，调节器的输出电压是多少？它决定于哪些 因素？ 5. 在对调速系统进行稳态、动态性能分析时，经常使用的稳态、动态性能指标 有哪些？ 6. 在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器、电流调节器分别有哪些主要 作用？ 7. 转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差（给定与反 馈之差）电压是多少？它们的输出电压是多少？为什么？ 8. 采用旋转编码器的数字测速方法有哪三种？其适用范围分别是什么？ 8某一调速系统的调速范围是1500 ~150 r/min，带额定负载时的速度降落Δn=15r/min，且在不同转速下额定速降Δn不变，试问系统能够达到的NN调速范围是多少？系统允许的静差率是多少？ 8某调速系统的调速范围D＝20，额定转速n＝1500r/min，开环转N速降落Δn＝240r/min，若要求的静差率由10%减少到5%，则系统的开环增益Nop 将如何变化？ 12请画出控制系统的典型I型系统的结构图和开环对数幅频特性， 并回答典型I型系统分别在下列三种典型输入信号作用下的稳态误差是什么： 2（1）R(t)=R；（2）R(t)=vt；（3）R(t)=at/2。 000 14如图，有一V—M 调速系统， 电动机参数为： P=2.2kW ， NU=220V ， I=12.5A ，n=1500r/min，电枢电阻R=1.2Ω，整流装置内阻 NNNa Rrec=1.5Ω，触发整流环节的放大倍数为Ks=35，要求调速范围 D＝20，静差率 s=10%。 (1) 计算开环系统的静态速降Δn和调速要求所允许的闭环静态速降Δn； opcl (2) 采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的静态结构图； * (3) 调整该系统参数，使U =15V时，I＝I n=n，则转速反馈系数α应为ndN,N 多少？； (4) 计算所需的放大器放大倍数。 18如图，在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR、ACR均采用PI调节器。已知参数：P=3.7kW ， U=220V ， I=20A ，n=1000r/min，NNNN**电枢回路总电阻R＝1.5Ω，设U=U=U=8V，电枢回路最大电流I＝40A，nmimcmdm电力电子变换器的放大系数K=40。试求： s （1）电流反馈系数β和转速反馈系数α； *（2）当电机在最高转速发生堵转时的U、U、U、U的值。 id0ic 08~09学年第1学期末考试 B 1. 请写出直流电动机在稳态时的机械特性表达式，从中可以得到直流电动机的 哪几种调速方法？ 2. 在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢 电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，试问系统对上述 各量有无调节能力？为什么？ 3. 在带电流截止环节的转速负反馈系统中，如果截止比较电压发生变化，对系 统的静特性有什么影响？如果电流反馈电阻 Rs 的大小发生变化，对静特性有什么影响？ 4. 无静差调速系统的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？为 什么？ 5. 如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是比例调节器，对系统的静、动态性能会有什么影响？ 6. 在转速、电流双闭环调速系统中，转速给定信号Ui*未改变，若增大转速反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压Un是增加还是减少？为什么？ 7. 在直流调速系统的数字控制中，常用的有哪几种数字滤波方法？ 8. 位置随动系统的主要特征是什么？ 8某闭环调速系统的调速范围是1500 ~150 r/min，要求系统的静差率s?2%，那么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应有多大？ 8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？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？ 12请画出控制系统的典型?型系统的结构图和开环对数幅频特性， 并回答典型?型系统分别在下列三种典型输入信号作用下的稳态误差是什么： 2（1）R(t)=R；（2）R(t)=vt；（3）R(t)=at/2。 000 14如图，有一V—M 调速系统， 电动机参数为： P=2.8kW ， NU=220V ， I=15.6A ，n=1500r/min，电枢电阻R=1.5Ω，整流装置内阻 NNNa Rrec=1Ω，触发整流环节的放大倍数为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。 (2) 当D＝30，s＝10%时，计算系统允许的速降。 * (3) 如组成转速反馈有静差调速系统，要求D＝30，s＝10%，在U =10V时，nI＝I n=n，计算转速反馈系数α和放大器放大系数K。 dN,Np* (4) 如将上述调速系统改为电压负反馈有静差调速系统，仍要求在U =10Vn时，I＝I n=n，并保持系统原来的开环放大系数K不变，试求在D＝30时的dN,N 静差率。 18如图，在转速、电流双闭环调速系统中，调节器ASR、ACR均 *采用PI调节器。当ASR输出达到U＝8V时，主电路电流达到最大电流80A。im 当负载电流由40A增加到70A时，试问： *（1）U、U应如何变化？U值由哪些条件决定？ icc （2）当电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行时，现因某种原因使电动 *机励磁电源电压突然下降一半，系统工作将如何变化？试写出U、U、U、Iicd0d及n在系统重新进入稳定后的表达式。