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电力拖动自动控制系统复习题

31
2020年4月19日
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填空
1.调节直流电动机的转速的方法：调节电枢电压U、减弱励磁磁通Φ、改变电枢回路电阻R
2. 调速系统的静差率指标应以最低速时所能达到的数值。
3. 双闭环直流调速系统采用PI调节器，其I的作用是最终消除稳态偏差
4. 同步电动机按励磁方式分为______________同步电动机和_________同步电动机两种。
可控励磁、永磁
5. 异步电动机的动态模型由_________、__________、__________和__________组成。
磁链方程、电压方程、转矩方程、运动方程
6. 异步电动机的气隙是________的，而同步电动机则有 和 之分。
均匀、隐极、凸极
7. 同步电动机的变压变频调速系统有____________________和____________________系统。
她控变频调速、自控变频调速
8. 数字测速中，M法测速的分辨率Q= 、误差率 ；T法测速的分辨率Q= 、误差率 ；其中 适合于高速、 适合于低速。
、、、、M法、T法
9. 双闭环直流调速系统中，内环是 ，外环是 。
电流调节器、转速调节器
10.双闭环直流调速系统的起动过程分为三个阶段，I是 、II是 、III是 。电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段

11.调速系统的稳态性能指标为： 和 。调速范围、静差率
12. 常见典型系统的开环传递函数：I型为： ，II型为： 。
、
13.V-M直流调速系统分为配合控制的 可逆系统和逻辑控制的 可逆系统。有环流
14.可逆PWM变换器的控制方式有 、 和 等多种。
双极式、单极式、受限单极式
15.已知：，采用工程方法近似则： 近似条件 。、
16.典型I型系统做二阶最佳整定时： ； ； 。
0.707、0.5、4.3%
17. 闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变整流电压。
18.为了在起动或堵转时把电枢电流限制在过载范围以内，单闭环直流调速系统常常采用电流截止环节。
19.双闭环直流调速系统转速调节器ASR输出的限幅值决定了允许的最大电流。
20. 在可逆V－M系统中有两种不同性质的环流：静态环流和动态环流。
21. 常见的直流可控直流电源有：转矩上升、恒转矩升速和转速调节。
22. 无环流可逆控制系统有两大类： 和 。
逻辑控制无环流、错位控制无环流
23. 与模拟控制系统相比，微机数字控制系统的主要特点是 和 。
离散化、数字化
24. 光电编码器有 和 两种。
增量式、绝对值式
25.转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器输出限幅的作用是 。
限制电力电子变换器的最大输出电压
26、电力电子变压变频器可分为 和 两大类。
交-直-交、交-交
27、变压变频调速在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于 性质地，而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于 。
恒转矩调速、恒功率调速
28、以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望高得多的等腰三角波作为 ，并用频率和期望波相同的正弦波作为 ，这种调制方法称作 。
载波、调制波、正弦波脉宽调制
29、异步电动机的气隙的 ，而同步电动机则有 和 之分，隐极式电机气隙 ，凸极式则 。
均匀的、隐极、凸极、均匀、不均匀
30、交流电动机有 和 两大类。
异步电动机、同步电动机
31．常见的可控直流电源有 旋转交流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器
32．调速系统的稳态性能指标包括 调速范围 和 静差率
33．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定
34．当电流连续时，改变控制角，V—M系统能够得到一组 平行的 机械特性曲线。
35．常见的调速系统中，在基速以下按 恒转矩调速方式，在基速以上按 恒功率调速方式
36．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟 随性能指标 和对扰动输入信号的 抗扰性能指标
37．电力牵引设备上最先进的可控直流电源是 直流斩波器或脉宽调制变换器
38．SPWM控制技术包括 单极性控制 和 双极性控制 两种方式。
39．常见的转速检测装置有 测速发电机、旋转编码器、电磁脉冲测速器。
40．VVVF控制是指逆变器输出 电压 和 频率 可变的控制。
41．电流截止负反馈的作用是 限流。
42.反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
43．负反馈的作用是 抵制扰动。
44．静态环流能够分为 直流平均环流 和 瞬时脉动环流。
45．自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的 跟随性能指标 和对扰动输入信号的 抗扰性能指标。
46．PWM变换器能够经过调节 电力电子开关 来调节输出电压。
47. 交流异步电动机动态数学模型特点有高阶、非线性、强耦合。
48．PWM逆变器根据电源类型不同能够分为 电压型 和 频率型。
49．电流调节器能够对电网电压的波动起 及时抗扰 的作用。
50．转速单闭环直流控制系统能够经过引入 电流环 控制以提高系统动态性能。
51．转速电流双闭环调速系统在启动过程中，转速调节器ASR将经历 不饱和 、饱和、退饱和 三种情况。
52．交流调速的基本类型中最好的一种节能省力型调速方案是变压变频调速。
53．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。
54．无静差直流调速系统的实质是调节器包含 比例积分 环节。

选择题
1、带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ）。
A、零 B、大于零的定值 C、小于零的定值 D、保持原先的值不变
2、无静差调速系统的PI 调节器中P 部份的作用是（ D ）。
A、消除稳态误差 B、不能消除稳态误差也不能加快动态响应
C、既消除稳态误差又加快动态响应 D、加快动态响应
3、异步电动机变压变频调速时，采用（ B ）控制方式，可获得一线性机械特性。
A、U1／f1=常值 B、Eg/f1=常值 C、Es/f1=常值 D、Er/f1=常值
4、一般的间接变频器中，逆变器起（ B ）作用。
A、调压 B、调频 C、调压与逆变 D、调频与逆变
5、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（ C ）。
A、电机的调速精度 B、电机的动态转矩 C、电机的气隙磁通 D、电机的定子电流
6、异步电动机数学模型的组成不包括（ D ）。
A、电压方程 B、磁链方程 C、转矩方程 D、外部扰动
7、控制系统能够正常运行的首要条件是（ B ）。
A、抗扰性 B、稳定性 C、快速性 D、准确性
8、SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的（ C ）。
A、正弦波 B、方波 C、等腰三角波 D、锯齿波
9、常见的数字滤波方法不包括（ D ）。
A、算术平均值滤波 B、中值滤波 C、中值平均滤波 D、几何平均值滤波
10、在电机调速控制系统中，系统无法抑制（ B ）的扰动。
A、电网电压 B、电机励磁电压变化 C、给定电源变化 D、运算放大器参数变化
11、在速度负反馈单闭环调速系统中，当下列（ C ）参数变化时系统无调节能力。
A、放大器的放大倍数KP B、负载变化 C、转速反馈系数 D、供电电网电压
12、采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于（ A ）。
A、无静差调速系统 B、有静差调速系统 C、双闭环调速系统 D、交流调速系统
13、双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct的大小取决于（ C ）。
A、Idl B、n C、n和Idl D、α和β
14、下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是（ D ）。
A、饱和非线性控制 B、转速超调 C、准时间最优控制 D、饱和线性控制
15、在交—直—交变频装置中，若采用不控整流，则PWN逆变器的作用是（ C ）。
A、调压 B、调频 C、调压调频 D、调频与逆变
16、在电机调速控制系统中，对于（ C ）的扰动，系统是无能为力的。
A、运算放大器的参数的变化； B、电机励磁电压的变化；
C、转速反馈参数的变化； D、电网电压的变化
17、 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，
则调节器的输出为（ A ）
A、零； B、大于零的定值
C、小于零的定值； D、保持原先的值不变

18、带有比例积分调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，
则调节器的输出为（B ）
A、 零； B、大于零的定值
C、小于零的定值； D、保持原先的值不变

19、双闭环调速系统在稳定时，控制电压Uct的大小取决于（C）。P51
A、转速n; B、负载电流Idl
C、转速n和负载电流Idl; D、电流反馈系数β
20、 转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，两个调节器的关系为（ C ）
A、AＳＲ和ACＲ均饱和限幅输出; B、AＳＲ不饱和，ACＲ饱的限幅输出
C、AＳＲ饱和限幅输出，ACＲ不饱和; D、AＳＲ和ACＲ均不饱和
21、 1 119、
2-26、无静差调速系统的PＩ调节器中P部份的作用是（ A）
A、消除稳态误差； B、不能消除稳态误差也不能加快动态响应
C、既消除稳态误差又加快动态响应；D、加快动态响应
22．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是
A．降电压调速 B．变极对数调速
C．变压变频调速 D．转子串电阻调速
23．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的
A．正弦波 B．方波 C．等腰三角波 D．锯齿波
24．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是
A．高阶 B．低阶 C．非线性 D．强耦合
25．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是
A．故障保护 B．PWM生成 C．电流调节 D．转速调节
26．比例微分的英文缩写是
A．PI B．PD C．VR D．PID
27．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准
A．平均速度 B．最高速 C．最低速 D．任意速度
28．无静差调速系统中，调节器一般采用（C）调节器。
（A） P调节器 （B） PD调节器 （C） PI调节器
29．在速度负反馈单闭环调速系统中，当下列（C）参数变化时系统无调节能力。
（A） 放大器的放大倍数Kp （B）负载变化
（C）转速反馈系数 （D）供电电网电压
30．采用旋转编码器的数字测速方法不包括
A．M法 B．T法 C．M/T法 D．F法
31．转速电流双闭环调速系统中的两个调速器一般采用的控制方式是
A．PID B．PI C．P D．PD
32．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率
A．越小 B．越大 C．不变 D．不确定
33．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是
A．降电压调速 B．串级调速 C．变极调速 D．变压变频调速
34．能够使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是
A．比例控制 B．积分控制 C．微分控制 D．比例微分控制
35．控制系统能够正常运行的首要条件是
A．抗扰性 B．稳定性 C．快速性 D．准确性
36．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度
A．越高 B．越低 C．不变 D．不确定
37．常见的数字滤波方法不包括
A．算术平均值滤波 B．中值滤波
C．中值平均滤波 D．几何平均值滤波
38．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是
A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR
39．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括
A.转速调节阶段 B.电流上升阶段 C.恒流升速阶段 D.电流下降阶段
40．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是
A．饱和非线性控制 B．转速超调
C．准时间最优控制 D．饱和线性控制
41．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是
A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR
42．下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是
A．只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的
B．反馈控制系统能够抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动
C．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定
D．系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度
43． 为了增加系统响应的快速性，我们应该在系统中引入（ A ）环节进行调节。
（A） 比例 （B） 积分 （C） 微分
44．SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的
A．正弦波 B．方波 C．等腰三角波 D．锯齿波
45．下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是
A．高阶 B．线性 C．非线性 D．强耦合
46．在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，工作程序正确的是
A．显示故障原因并报警—分析判断故障—封锁PWM输出—系统复位
B．显示故障原因并报警—封锁PWM输出—分析判断故障—系统复位
C．封锁PWM输出—分析判断故障—显示故障原因并报警—系统复位
D．分析判断故障—显示故障原因并报警—封锁PWM输出—系统复位
47．正弦波脉宽调制的英文缩写是
A．PID B．PWM C．SPWM D．PD
48．双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是（A）。
（A）ASR饱和、ACR不饱和 （B）ACR饱和、ASR不饱和
（C）ASR和ACR都饱和 （D）ACR和ASR都不饱和
49．采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于
A．无静差调速系统 B．有静差调速系统
C．双闭环调速系统 D．交流调速系统
50．异步电动机数学模型的组成不包括
A．电压方程 B．磁链方程 C．转矩方程 D．外部扰动

判断题
1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ）
2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√）
3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√）
4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√）
5静差率和机械特性硬度是一回事。（ Ⅹ ）
6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。 （ Ⅹ ）
7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的大小并非仅取决于速度定 Ug* 的大小。（√）
8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。 （ Ⅹ ）
9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ）
10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√）
11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。 （Ⅹ）
与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。 （ Ⅹ ）
12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√）
13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ）
14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√）
15 闭环系统能够改造控制对象。（√）
16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。
17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（√）
18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（Ⅹ）
19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（√）
20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（√）
21、调速范围是指电动机提供的最低转速与最高转速之比。 （ Ⅹ ）
22、在无静态调速系统中的PI调节器中，P 部分的作用是加快动态响应。 （ √ ）
23、微机数字调速系统中，采样频率应小于信号最高频率的2倍。 （ Ⅹ ）
24、当闭环系统开环放大系数大于系统的临界放大系数时，系统将不稳定。 （ √ ）
25、正弦波脉宽调制的英文缩写是PWM。 （ Ⅹ ）
26、异步电动机基频以上变频调速属于恒转矩调速。（ Ⅹ ）
27、异步电动机恒压恒频正弦波供电时，其机械特性在s很小时，是一段直线。（ √ ）
28、当三相ABC坐标系中的电压和电流是交流正弦波时，变换到的dq 坐标系上就成为直流。（ √ ）
29、从两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换简称为2s/2r变换。（ √ ）
30、经过坐标系变换，能够找到与交流三相绕组等效的直流电动机模型。 （ √ ）

问答题
1、调速范围和静差率的定义是什么？
答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母D表示,即： D=nmax/nmin。当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落ΔnN与理想空载转速n0之比，称作静差率s，即s=DnN/n0。
2、简述恒压频比控制方式。
答：绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，能够忽略定子绕组的漏磁 阻抗压降，而认为定子相电压 Us ≈ Eg，则得1 Us f =常值
这是恒压频比的控制方式。可是，在低频时 Us 和 Eg 都较小，定子阻抗压降所占的份量就 比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压 Us 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。
3、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电压和输出电压各是多少？ 为什么？
答：当两个调节器都不饱和时，它们的输入偏差电压和输出电压都是零，转速调节器ASR 的输出限幅电压Uim 决定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。
4、单闭环调速系统的基本特征。
答：（1)具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差的。（2）闭环系统具有较强的抗干扰性能反馈闭环系统具有很好的抗扰性能，对于作用在被负反馈所包围的前向通道上的一切扰动都能有效地抑制。（3）闭环系统对给定信号和检测装置中的扰动无能为力。
5、ACR的是什么的英文缩写？调节器的设计过程能够简化为哪两步？
答：ACR的是电流调节器的英文缩写。
两步：①选择调节器的结构；②选择调节器的参数。
6、PID控制器中的P、I、D分别代表什么环节?各环节的作用是什么？
答： （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。
7、在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节什么参数?改变转速调节器的放大倍数Kn行不行? 改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行? 改变转速反馈系数α行不行?若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的哪些参数?
答：① 在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节的参数有：转速给定电压U*n，因为转速反馈系统的转速输出服从给定。
② 改变转速调节器的放大倍数Kn，只是加快过渡过程，但转速调节器的放大倍数Kn的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。因此，不能经过改变转速调节器的放大倍数Kn，来改变转速
③ 改变改变电力电子变换器的放大倍数Ks，只是加快过渡过程，但转电力电子变换器的放大倍数Ks的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。因此，不能经过改变电力电子变换器的放大倍数Ks，来改变转速
④ 改变转速反馈系数α，能改变转速。转速反馈系数α的影响不在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统没有调节和抑制能力。因此，能够经过改变转速反馈系数α来改变转速，但在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行最终的转速还是服从给定。
⑤ 若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的参数有：转速的给定U*n、转速调节器的放大倍数Kn、转速调节器的限幅值、转速反馈系数α等，因为它们都在电流环之外。
8、在转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是P调节器，对系统的静、动态性能将会产生什么影响?
答：在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器采用P调节器，整个系统成为一个有静差的系统。
转速调节器不饱和，一直处于主导地位；电流调节器不饱和，形成一个电流随动子系统，无法形成在最大电流下在最短时间内使速度上升/下降最快，动态响应较慢。

9、反馈控制系统的三个基本控制规律是什么？
答：1）只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量是有静差的；
2）反馈控制的作用是抵抗扰动、服从给定
3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。

10、晶闸管整流器的缺点是什么？？（8分）
答：首先由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。另一个问题是对过电流、过电压和过高的 与都十分敏感。最后，谐波与无功功率造成的电力公害是晶闸管整流装置进一步普及的障碍。
11、画转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图。说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因，改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速?为什么?

答：
答：负反馈单闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。
稳态转速为：
从上式可可得：改变给定电压能改变稳态转速；调整转速反馈系数，则也要改变，因此也能改变稳态转速。

12、伯德图的低中高三个频段包括哪几方面的特征？
答：1）中频段以—20dB/dec的斜率穿越0dB线，而且这一斜率能覆盖足够的频带宽度，则系统的稳定性好。
2）截止频率（或称剪切频率）越高，则系统的快速性越好。
3）低频段的斜率陡、增益高，说明系统的稳态精度高。
4）高频段衰减越快，即高频特性负分贝值越低，说明系统抗高频噪声干扰的能力越强。
13、交流异步电动机和直流电动机的数学模型相比有什么本质区别？
答：1）异步电动机是一个多变量（多输入多输出）系统，而电压（电流）、频率、磁通、转速之间又互相都有影响，因此是强耦合的多变量系统；2）数学模型也是非线性的；3)是一个高阶系统。
14、电压空间矢量PWM控制技术的控制模式有什么特点？
答：1）逆变器的一个工作周期分成6个扇区，每个扇区相当于常规六拍逆变器的一拍。
2）在每个小区间内虽有多次开关状态的切换，但每次切换都只涉及一个功率开关器件，因而开关损耗较小。
3）每个小区间均以电压矢量开始，又以零矢量结束。
4）利用电压空间矢量直接生成三相PWM波，计算简单。
5）采用SVPWM控制时，逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，这比一般的SPWM逆变器输出电压提高了15%。
15、从转差功率是消耗还是回收能够把异步电动机的调速系统分为哪几类？都分别有哪几种调速方法？
答：1）转差功率消耗型调速系统。例如：降压调速、电磁转差离合器调速、绕线转子异步机转子串电阻调速。
2）转差功率馈送型调速系统。例如：绕线转子异步机串级调速和双馈电机调速。
3）转差功率不变型调速系统。例如：变极对数调速、变压变频调速
16、下图带转速负反馈的闭环直流调速系统原理图，各部件的名称和作用。

答：1）比较器： 给定值与测速发电机的负反馈电压比较，得到转速偏差电压。
2）比例放大器A：将转速偏差电压放大，产生电力电子变换器UPE所需的控制电压。
3）电力电子变换器UPE：将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压。
4）M电机：驱动电机。
5）TG发电机：测速发电机检测驱动电机的转速。
6）电位器：将测速发电机输出电压降压，以适应给定电压幅值。
17、在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负载扰动时，哪个调节器起主要调节作用?
答：电网电压波动时，ACR起主要调节作用；负载扰动时，ASR起主要抗扰调节作用。

18、转速、电流双闭环调速系统中分别按什么典型型系统进行设计？为什么？
答：转速环按典型（II）型系统设计，抗扰能力(强)，稳态（无静差）。
电流环按典型（I）型系统设计，抗扰能力(稍差)，超调 （小）。

计算题
1、某生产设备欲用60kw直流电动机拖动，直流电动机为Z2-93型，200V、305A、1000r/min，电枢电阻Ra=0.08Ω，整流器内阻和平波电抗器电阻为0.1Ω、Ce=0.2、Tm=0.097s、TL=0.012s、Ts=0.0017s,要求D=20、S5%，问系统采用比例调节器能否满足稳定要求？
解：
1）………①
………②
2）系统的开环额定转速降落
……………③
3）由式得： …………④
（4）从系统稳定条件，计算闭环系统放大系数
……⑤
可见，<系统能稳定运行。

2、一个三相桥式晶闸管整流装置供电的转速，电流双闭环调速系统，基本数据如下：直流电动机：220v， 136A，1460r/min， Ce = 0.132 V.min/r；晶闸管放大系数：；电枢回路总电阻：；时间常数： ，，，电流反馈系数：，试求：当电流超调量时，1）时间常数和；2）计算电流调节器参数3）校验近似条件。
解：
1）…………………………①

…………………②
2)……………………………③
……………………④
……………………………⑤
………………………⑥
3)
满足条件……………⑦
满足条件………⑧
满足条件……⑨

3、某一调速系统，测得的最高转速特性为，最低转速特性为，带额定负载时的速度降落，且在不同转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？
解：

………①
……………………………………②
……………………………③
评分：① 1分，②③个2分，共5分；

4、有一V－M系统，已知：电动机：，，，，,整流装置内阻，触发整流环节的放大倍数。求：1）系统开环工作时，试计算调速范围时的静差率s值（3分）；2）当，时，计算系统允许的稳态速降（2分）；3）如组成转速负反馈有静差调速系统，要求，，在时，,计算转速负反馈系数和放大器放大系数（5分）。
解：1）…………..①
…………②
…………..………③
2) ……………….…④
3) ……………………...⑤
……………………….⑥
取31…⑦
…………………………………..⑧
…………………⑨
5、有一闭环系统，其控制对象传递函数为：

其中，T1>T2，K2为控制对象的放大系数。设计任务为校正成典型Ⅰ型系统。试：
（1）写出典型Ⅰ型系统开环传递函数；（4分）
（2）选择调节器结构并写出校正后系统的开环传递函数；（6分）
（3）选择合理的参数配合形式。（5分）

解：（1）典型Ⅰ型系统开环传递函数：

（2）对于双惯性环节控制对象，若要校正成典型Ⅰ型系统，调节器必须具有一个积分环节，并含有一个比例微分环节。因此，选择PI调节器，其传递函数为：

校正后系统的开环传递函数为：

（3）参数配合：取，并令，则有

这就是典型Ⅰ型系统。
6、（15分）有一V-M系统：电动机Pnom=2.5kw，Un=220V，In=15A，nn=1500r/min，RS=2Ω，Rrec=1Ω，KS=30，要求调速范围D=20，静差率s=20%。求：（1）计算开环系统的速降和允许的静态速降；（2）采用转速负反馈，当给定电压为20V、转速为1000r/min时，计算放大器的放大倍数。
解：
（1） 开环系统的速降为

允许的静态速降为
，

（2） 计算放大器的放大倍数

7、 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。已知电动机参数为：PN＝3.7KW，UN＝220V，IN=20A，nN=1000r／min，电枢绕组总电阻Ra＝1. 5W，U*nm =U*im＝U*cm=8V，电枢回路最大电流Idm=40A, 电力电子变换器的放大倍数Ks=40,试求:
① 电流反馈系数b和转速反馈系数a
② 当电动机在最高转速发生堵转时的Ud0、U*I、Ui、Uc值.
解：① 稳态运行时，转速调节器不饱和，输入偏差为0，α==8/1500=0.0056
稳态运行时，电流调节器不饱和，输入偏差为0，β===8/40=0.2
② 当电动机在最高转速发生堵转时, 电枢回路最大电流Idm=40A,
电流调节器反馈电压最大U*im=8V,
电流调节器输入偏差最大大，电流调节器饱和, 输出最大U*cm=8V, 电流开环.
经过电力电子变换器后的Ud0= Ks*Uc =40*8=320V,
电机转速很小;几乎为0, 转速反馈电压很小, 转速调节器输入偏差很大, 转速调节 器饱和，转速开环,转速调节器输出U*im＝8V.