安徽综合项目工程大学期末考试电力拖动自动控制新版系统往年简答题答案范围总结.doc

（本）1、平波电抗器大小是如何选取？答：普通按低速轻载时保证电流持续条件来选取，普通一方面给定最小电流I（以A为单位），再运用它计算所需总电感（以mH为单位）。减去电枢电感，即得平波电抗应有电感值。2、转速负反馈单闭环有静差调速系统中，电枢电阻、转速反馈系数，这些参数变化时系统与否有调节作用？为什么？答：在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当放大器放大系数Kp发生变化时系统有调节作用再通过反馈控制作用，由于她们变化最后会影响到转速，减小它们对稳态转速影响。当电动机励磁电流、电枢电阻Ra发生变化时依然和开环系统同样，由于电枢电阻处在反馈环外。当供电电网电压发生变化时系统有调节作用。由于电网电压是系统给定反馈控制系统完全服从给定。当电压反馈系数 发生变化时，它不能得到反馈控制系统抑制，反而会增大被调量误差。反馈控制系统所能抑制只是被反馈环包围前向通道上扰动。(无调节作用。由于反馈控制系统所能抑制只是被反馈包围前向通道上扰动。)3、对于经常正、反运营调速系统，抱负起动过渡过程应什么样?答：始终保持电流（电磁转矩）为容许最大值，使调速系统以最大加（减）速度运营。当到达稳态转速时，最佳使电流及时降下来，使电磁转矩与负载转矩相平衡，从而迅速转入稳态运营。（起动电流呈矩形波，转速按线性增长）4、什么是软起动器？答：当电压减少时，起动电流将随电压成正比地减少，从而可以避开起动电流冲击高峰。起动转矩与电压平方成正比，起动转矩减小将比起动电流减少更多，降压起动时又会浮现起动转矩不够问题。降压起动只合用于中、大容量电动机空载（或轻载）起动场合。5、对于通用变频器，所谓“通用”有什么含义？答：一是可以和通用笼型异步电动机配套使用；二是具备各种可供选取功能，合用于各种不同性质负载。6、什么是正弦脉宽调制技术？答：由它们交点拟定逆变器开关器件通断时刻，从而获得幅值相等、宽度按正弦规律变化脉冲序列，这种调制办法称作正弦波脉宽调制7、比例积分控制中比例和积分某些各有什么特点？答：比例某些能迅速响应控制作用，积分某些则最后消除稳态偏差。8、不同坐标系中电动机模型等效原则是什么？咱们学过几种坐标系（要答出坐标系完整名称）答：电动机除电动转矩外还须产生制动转矩，实现生产机械迅速减速、停车与正反向运营等功能。在转速和电磁转矩坐标系上，就是四象限运营功能，这样调速系统需要正反转（故称可逆调速系统）。（本）1、比例控制转速单闭环直流调速系统有哪些基本特性？闭环调速系统能减少或消除转速稳态误差实质是什么？答：比例控制反馈控制系统是被调量有静差控制系统；反馈控制系统作用是：抵抗扰动，服从给定；系统精度依赖于给定和反馈检测精度。实质：比例控制直流调速系统可以减少稳态速降实质在于它自动调节作用，在于它能随着负载变化而相应地变化电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降变化。2、泵升电压是如何产生？应采用何种办法进行限制？答：当可逆系统进入制动状态时，直流PWM功率变换器把机械能变为电能回馈到直流侧，但由于二极管整流器导电单向性，电能不也许通过整流器送回交流电网，只能向滤波电容充电，使电容两端电压升高，称作泵升电压。办法：泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿，应合理选取滤波电容容量，或采用泵升电压限制电路。3、绕线转子异步电动机双反馈调速有哪五种工况？答：电动机在次同步转速下作电动运营；电动机在反转时作倒拉制动运营；电动机在超同步转速下作回馈制动运营；电动机在超同步转速下作电动运营；电动机在次同步转速下作回馈制动运营。4、什么是电压空间矢量PWM控制技术？答：把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形旋转磁场为目的来控制逆变器工作，这种控制办法称作“磁链跟踪控制”，磁链轨迹控制是通过交替使用不同电压空间矢量实现，因此又称“电压空间矢量PWM（SVPWM，Space Vector PWM）控制”。5、试阐明“转速、电流双闭环无静差直流调速系统特性研究”实验时电流反馈系数如何整定？答:将“给定”电压接入DJK02-1移相控制电压输入端，整流桥输出接电阻负载R，负载电阻放在最大值，输出给定调到零。按下启动按钮，从零增长给定，使输出电压升高，当，减小负载阻值，调节“电流反馈与过流保护”上电流反馈电位器RP1，使得负载电流时，“2”端电流反馈电压，这时电流反馈系数。6、控制系统动态性能指标中跟随性能指标有哪些？抗扰性能指标有哪些？答：跟随性能指标：上升时间、超调量、峰值时间、调节时间；抗扰性能指标：动态降落、恢复时间。 1、调速系统静态性能指标有哪些？它们是怎么定义？她们之间有什么关系？答：调速系统静态性能指标：转速降；调速范畴；静差率。调速范畴：生产机械规定电动机提供最高转速nmax和最低转速nmin之比；静差率：当系统在某一转速下运营时，负载由抱负空载增长到额定值所相应转速降落nN与抱负空载转速n0之比；关系：2、在单闭环转速负反馈直流系统中，当转速给定信号不变时，发生负反馈增大扰动后，系统是如何进行自动调节？答：它自动调节作用，在于它能随着负载变化而相应地变化电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降变化。3、在转速、电流负反馈双闭环直流调速系统中，电流调节器有哪些作用？答：作为内环调节器在转速外环调节过程中，使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器输出量）变化。对电网电压波动起及时抗扰作用。在转速动态过程中，保证获得电机容许最大电流。当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流最大值，起迅速自动保护作用。一旦故障消失，系统及时自动恢复正常。4、在转速、电流负反馈双闭环直流调速系统中，对负载扰动是哪个调节器起抗扰调节作用？对测速发电机扰动与否具备调节作用？若有调节作用话，是哪个调节器起抗扰调节作用？若无调节作用话，是为什么？答：转速调节器。略5、从系统动态稳定性和稳态误差两个方面考虑，阐明为什么不选取0型和型系统作为典型系统？答：为了使系统对阶跃给定无稳态误差，不能使用0型系统，至少是型系统；当给定是斜坡输入时，则规定是型系统才干实现稳态无差。选取调节器构造，使系统能满足所需稳态精度。由于型和型以上系统很难稳定，而0型系统稳态精度低。因而常把型和型系统作为系统设计目的。6、试举出几种你所懂得交流调速方案，并指出它们分别属于转差功率消耗性、转差功率回馈型、还是转差功率不变型。答：转差功率消耗型调速系统：这种类型所有转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速属于这一类。在三类异步电机调速系统中， 此类系统效率最低，并且越到低速时效率越低，它是以增长转差功率消耗来换取转速 减少（恒转矩负载时）。可是此类系统构造简朴，设备成本最低，因此尚有一定应用价值。转差功率馈送型调速系统：在此类系统中，除转子铜损外，大某些转差功率在转子侧通 过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速 属于这一类。无论是馈出还是馈入转差功率，扣除变流装置自身损耗后，最后都转化成 有用功率，因而此类系统效率较高，但要增长某些设备。转差功率不变型调速系统：在此类系统中，转差功率只有转子铜损，并且无论转速高低，转差功率基本不变，因而效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。其中变极对数 调速是有级，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能交流调 速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相称变压变频器，相比之下，设备成本最高。1、试画出转速负反馈单闭环直流调速系统稳态构造框图，阐明闭环系统静特性与开环系统机械特性相比具备哪些特点？答:特点：闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多；闭环系统静差率要比开环系统小得多；如果所规定静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范畴。2、自动控制系统动态性能指标涉及对给定输入信号跟随性能指标和对扰动输入信号抗扰性能指标，惯用跟随性能指标和抗扰性能指标分别有哪些？答：跟随性能指标：上升时间、超调量、峰值时间、调节时间；抗扰性能指标：动态降落、恢复时间 3、以实验中调节器为例，阐明正负限幅值如何调节？答：在数字控制算法中，要对u限幅，须在程序内设立限幅值 um，当|u(k)|um时，便以限幅值 um作为输出。增量式PI调节器算法只需输出限幅，位置式算法必要同步设积分限幅和输出限幅，缺一不可。若没有积分限幅，积分项也许很大，将产生较大退饱和超调。4、在转速、电流双闭环调速系统中，若转速调节器采用PI调节器，其作用什么？其输出限幅应按什么规定来整定？答：作用：转速调节器是调速系统主导调节器，它使转速不久地跟随给定电压变化，如果采用PI调节器，则可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅值决定电动机容许最大电流。其输出限幅应当按电动机最大容许电流规定来整定。5、比例控制闭环直流调速系统与开环直流调速系统相比，可以减小稳态速降实质是什么？ 答：比例控制直流调速系统可以减少稳态速降实质在于它自动调节作用，在于它能随着负载变化而相应地变化电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降变化。1、直流调压调速系统静态性能指标有哪些？它们是怎么定义？它们之间有什么关系？答：调速系统静态性能指标：转速降；调速范畴；静差率。调速范畴：生产机械规定电动机提供最高转速nmax和最低转速nmin之比；静差率：当系统在某一转速下运营时，负载由抱负空载增长到额定值所相应转速降落nN与抱负空载转速n0之比；关系：2、在转速、电流双闭环直流调压调速系统中，若电流调节器采用PI调节器，其作用是什么？其输出限幅应如何整定？答：电流调节器（ACR）作用：对电网电压波动起及时抗扰作用；起动时保证获得容许最大电流Idm；在转速调节过程中，使电流跟随给定电压Ui变化；当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流最大值，起迅速自动保护作用。一旦故障消失，系统及时自动恢复正常。电流调节器（ACR）输出限幅值：3、采用PI调节器转速、电流双闭环直流调压调速系统起动过程有何特点？为什么一定会浮现转速超调？答：特点：饱和非线性控制；转速超调；准时间最优控制。因素：n上升到了给定值n*，Un=0。由于IdIdm，电动机仍处在加速过程，使n超过了n* ，称之为起动过程转速超调。4、对控制系统进行非典型系统典型化设计过程中，往往需要对控制对象传递函数进行近似解决，对低频段上大惯性环节是如何解决？对高频段上小惯性环节群又是如何解决？答：一、低频段大惯性环节近似解决：当系统中存在一种时间常数特别大惯性环节时，可以近似地将它当作是积分环节。大惯性环节频率特性为近似成积分环节，其幅值应近似为近似条件是：二、高频段小惯性环节近似解决：当高频段有各种小时间常数T1、T2、T3 小惯性环节时，可以等效地用一种小时间常数T惯性环节来代替。其等效时间常数为T=T1+T2+T3 +考察一种有2个高频段小惯性环节开环传递函数其中T1、T2为小时间常数。它频率特性为近似解决后近似传递函数 其中T=T1+T2，它频率特性为5、在逻辑控制无环流可逆调速系统中，实现无环流原理什么？答：在逻辑控制无环流可逆调速系统中，逻辑无环流控制器（DLC）在任何时候都封锁一组晶闸管触发脉冲，保证两组晶闸管不也许同步导通，因此不会产生环流。6、试简述交流变压调速系统转差功率损耗与系统调速范畴和所带负载性能有什么关系？答：关系：。随着转差率加大而增长。带恒转矩负载降压调速就是靠增大转差功率、减小输出功率来换取转速减少。增长转差功率所有消耗在转子电阻上，这就是转差功率消耗型由来。7、简述转差频率控制基本概念和控制规律？答：保持气隙磁通不变，在s值较小稳态运营范畴内，异步电动机转矩就近似与转差角频率成正比。在保持气隙磁通不变前提下，可以通过控制转差角频率来控制转矩。规律：转矩基本上与转差频率成正比，条件是气隙磁通不变，且s=sm；在不同定子电流值时，按定子电压补偿控制电压频率特性关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通恒定。 1、调速系统静态性能指标有哪些？它们是怎么定义？她们之间有什么关系？答：调速系统静态性能指标：转速降；调速范畴；静差率。关系：2、在转速、电流双闭环直流调压调速系统中，若电流调节器采用PI调节器，其作用是什么？其输出限幅应如何整定？答：电流调节器（ACR）作用：对电网电压波动起及时抗扰作用；起动时保证获得容许最大电流Idm；在转速调节过程中，使电流跟随给定电压Ui变化；当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流最大值，起迅速自动保护作用。一旦故障消失，系统及时自动恢复正常。电流调节器（ACR）输出限幅值：3、典型型系统和典型型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？答：稳态误差：对于典型I 型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K值成反比；在加速度输入下稳态误差为 。对于典型II型系统，在阶跃和斜坡输入下，稳态时均无差；加速度输入下稳态误差与开环增益K成反比。动态性能：典型 I 型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差；典型型系统超调量相对较大，抗扰性能却比较好。4、双闭环系统起动过程有何特点？为什么一定会浮现转速超调？答：特点：饱和非线性控制；转速超调（退饱和超调）；准时间最优控制。因素：由于ASR采用了饱和非线性控制，起动过程结束进入转速调节阶段后，必要使转速超调，ASR输入偏差电压 Un为负值，才干使ASR退出饱和。这样，采用PI调节器双闭环调速系统转速响应必然有超调。5、在逻辑控制无环流可逆调速系统中，实现无环流原理是什么？答：在逻辑控制无环流可逆调速系统中，逻辑无环流控制器（DLC）在任何时候都封锁一组晶闸管触发脉冲，保证两组晶闸管不也许同步导通，因此不会产生环流。6、异步电动机串级调速机械特性特性是什么？答：在串级调速时，抱负空载转速与同步转速是不同。当变化逆变角 b 时，抱负空载转差率和抱负空载转速都相应变化；在不同 b 角下，异步电动机串级调速时机械特性是近似平行。异步电动机串级调速时机械特性比其固有特性要软得多。串级调速时最大电磁转矩比电动机在正常接线时最大转矩有明显减少。7、交流异步电动机数学模型具备哪些性质？答：交流异步电动机数学模型具备高阶、非线性、强耦合、多变量性质。（本）1、为什么直流晶闸管电动机调速系统中加负载后转速会减少，闭环调速系统为什么可以减少转速率？答：直流晶闸管电动机调速系统中加负载后电枢电流增大，电枢电阻压降随之增大，电动机电枢电压下降，导致电动机转速减少。闭环调速系统具备自动调节动能，当电动机转速减少后，自动调节使电动机电枢电压升高，电动机转速随之升高，使电动机转速降减小。2、在直流晶闸管电动机调速系统动态构造图中，晶闸管触发整流装置传递函数是如何表达？当采用三相全控桥式整流电路时，工程上Ts普通取值为多大？答：；3、在无静差调速系统中，为什么要引入PI调节器？比例积分两某些各起什么作用？答：因素：由于PI调节器在静态可以做到无静差，在动态过程中具备校正作用。作用：比例某些能迅速响应控制作用，积分某些则最后消除稳态偏差。4、在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？其输出限幅值应按什么规定来整定？答：作用：转速调节器是调速系统主导调节器，它使转速不久地跟随给定电压变化，如果采用PI调节器，则可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅值决定电动机容许最大电流。其输出限幅应当按电动机最大容许电流规定来整定。5、晶闸管反并联可逆调速电路，采用=配合控制可以消除哪一种环流？答：直流平均环流6、在双闭环调速系统稳态特性平直段和下垂段，速度调节器（ASR）和电流调节器（ACR）分别工作在线性还是限幅状态？答：在双闭环调速系统稳态特性平直段，速度调节器（ASR）和电流调节器（ACR）都工作在现行状态；在双闭环调速系统稳态特性下垂段，速度调节器（ASR）工作在限幅状态，而电流调节器（ACR）工作在线性状态。7、为什么说交流调压器调速办法不适合于长期在低速下工作生产机械？答：交流调压器调速办法是一种转差功率消耗型调速办法，长期在低速下工作，大量转差频率以热能形式消耗在异步电动机转子电阻上，会导致电动机过热。8、串级调速中，随调速范畴D增大，串级调速装置容量应如何变化？答：串级调速中，随调速范畴D增大，串级调速装置容量也应随之增大。9、异步电动机次同步串级调速系统人为机械特性n=f(T),随着逆变角逐渐减小，空载转速n是如何变化？答：异步电动机次同步串级调速系统人为机械特性n=f(T),随着逆变角逐渐减小，空载转速n随之减小。10、异步电动机变频调速（当频率低于额定频率）时，为什么同步要变压？ 答：当频率低于额定频率时，异步电动机变频调速若采用恒压频比控制，可以保持磁通恒定，系统有较好动静态性能，因此变频同步要变压。 1、试画出单闭环转速负反馈直流调速系统静态构造框图，并分析该系统电动机励磁和测速发电机励磁扰动与否具备调节作用？为什么？答：当电网电压发生变化时，系统对其有调节能力。由于电网电压是系统给定反馈控制系 统完全服从给定。负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻变化时系统对其有调节能力。由于她们变化最 终会影响到转速，都会被测速装置检测出来。再通过反馈控制作用，减小它们对稳态转速影响。测速发电机励磁各量发生变化时，它不能得到反馈控制系统抑制，反而会增大被调量误差。反馈控制系统所能抑制只是被反馈环包围前向通道上扰动。2、在转速、电流双闭环调速系统中，若转速调节器采用PI调节器，其作用什么？其输出限幅应按什么规定来整定？答：作用：转速调节器是调速系统主导调节器，它使转速不久地跟随给定电压变化，如果采用PI调节器，则可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅值决定电动机容许最大电流。其输出限幅应当按电动机最大容许电流规定来整定。3、典型型系统和典型型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？答：典型I型系统和典型型系统在稳态误差上有区别。典型I型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差。典型型系统超调量相对较大，抗扰性能却比较好。这些是设计时选取典型系统重要根据。4、转速、电流双闭环直流调速系统起动过程分为哪几种阶段？每个阶段电流和转速各有什么特点？答：起动过程分为电流上升、恒流升速和转速调节三个阶段。特点：电流Id从零增长到Idm，然后在一段时间内维持其值等于Idm不变，后来又下降并经调节后到达稳态值IdL。转速波形先是缓慢升速，然后以恒加速上升，产生超调后，到达给定值n*。5、异步电动机串级调速机械特性特性是什么？答：1. 抱负空载转速在异步电动机转子回路串电阻调速时，其抱负空载转速就是其同步转速，并且恒定不变，调速时机械特性变软，调速性能差。在串级调速系统中，电动机极对数与旋转磁场转速都不变，同步转速也是恒定，但是它抱负空载转速却可以持续平滑地调节。在串级调速时，抱负空载转速与同步转速是不同。当变化逆变角时，抱负空载转差率和抱负空载转速都相应变化。在不同角下异步电动机串级调速时机械特性是近似平行，其工作段类似于直流电动机变压调速机械特性。2机械特性斜率与最大转矩串级调速时，转子回路中接入了串级调速装置(涉及整流和逆变装置、平波电抗器、逆变变压器等)，事实上相称于在电动机转子回路中接入了一定数量等效电阻和电抗，它们影响在任何转速下都存在。由于转子回路阻抗影响，异步电动机串级调速时机械特性比其固有特性要软得多。6、试分析电压型变频器和电流型变频器各有什么特点？答：先两者都属于交-直-交变频器，由整流器和逆变器两某些构成。由于负载普通都是感性，它和电源之间必有无功功率传送，因而在中间直流环节中，需要有缓冲无功功率元件。如果采用大电容器来缓冲无功功率，则构成电压源型变频器；如采用大电抗器来缓冲无功功率，则构成电流源型变频器。7、矢量控制系统特点是什么？存在什么问题？答：特点：按转子磁链定向，实现了定子电流励磁分量和转矩分量解耦，需要电流闭环控制。转子磁链系统控制对象是稳定惯性环节，可以采用磁链闭环控制，也可以采用开环控制。采用持续PI控制，转矩与磁链变化平稳，电流闭环控制可有效地限制起、制动电流。问题：转子磁链计算精度受易于变化转子电阻影响，转子磁链角度精度影响定向精确性。需要进行矢量变换，系统构造复杂，运算量大。1、负反馈闭环调速系统，对电网电压和测速反馈扰动与否具备调节作用？为什么？答：当电网电压发生变化时，系统对其有调节能力。由于电网电压是系统给定反馈控制系 统完全服从给定。负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻变化时系统对其有调节能力。由于她们变化最 终会影响到转速，都会被测速装置检测出来。再通过反馈控制作用，减小它们对稳态转速影响。测速发电机励磁各量发生变化时，它不能得到反馈控制系统抑制，反而会增大被调量误差。反馈控制系统所能抑制只是被反馈环包围前向通道上扰动。2、转速、电流双闭环可逆直流调速系统起动过程分为哪几种阶段？答：起动过程分为电流上升、恒流升速和转速调节三个阶段。3、在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？其输出限幅值应按什么规定来整定？答：作用：转速调节器是调速系统主导调节器，它使转速不久地跟随给定电压变化，如果采用PI调节器，则可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅值决定电动机容许最大电流。其输出限幅应当按电动机最大容许电流规定来整定。4、从系统动态稳定性和稳态误差两个方面考虑，阐明为什么咱们不选取0型和型系统作为典型系统？答：为了使系统对阶跃给定无稳态误差，不能使用0型系统，至少是型系统；当给定是斜坡输入时，则规定是型系统才干实现稳态无差。选取调节器构造，使系统能满足所需稳态精度。由于型和型以上系统很难稳定，而0型系统稳态精度低。因而常把型和型系统作为系统设计目的。5、在对控制系统进行非典型系统典型化设计过程中，往往需要对系统动态构造图进行近似解决，普通对高频段上几种小惯性环节是如何近似解决？答：高频段小惯性环节近似解决当高频段有各种小时间常数T1、T2、T3 小惯性环节时，可以等效地用一种小时间常数T惯性环节来代替。其等效时间常数为T=T1+T2+T3 +考察一种有2个高频段小惯性环节开环传递函数其中T1、T2为小时间常数。它频率特性为近似解决后近似传递函数 其中T=T1+T2，它频率特性为6、在正弦型脉宽调制（SPWM）变频器中，其调制方式可选用同步调制、异步调制或分段同步调制。请问什么叫同步调制？什么叫异步调制？什么叫分段同步调制？答：同步调制：在同步调制方式中，n常数，变频时三角载波频率与正弦调制波频率同步变化，因而输出电压半波内矩形脉冲数是固定不变。异步调制：为了消除同步调制缺陷，可以采用异步调制方式。顾名思义，异步调制时，在变压变频器整个变频范畴内，载波比n不等于常数。分段同步调制：为了扬长避短，可将同步调制和异步调制结合起来，成为分段同步调制方式，实用spwm变压变频器多采用这种方式。