电力传动电力拖动控制系统B卷附参考答案
时间：2020-09-16 12:26:11 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
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2014—2015 学年第二学期期末考试
课程名称：电力传动控制系统 开 卷 B 卷 120分钟
考试班级[ ] 闭：开考试方
题号
记标
一
二
三 3Tn0
四 TTlm0.0153
0.12
?0.012
合计
满分
20
20
30 1
30 1
1
1
100
实得分
修 得分评阅人 分）分，每题一、选择题（共202重
--- 。
B P W M1、直流变换器—电动机系统与晶闸管—电动机系统相比， -- -- 、前者调速范围宽且谐波少、前者调速范围宽但谐波大 B A--- C、后者调整范围宽但谐波大---- 。
A 2、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 --- 名 C、不变、越小 B、越大 A姓 。
3、在可逆直流调速系统当中，抑制瞬时脉动环流的措施为A
α=β、采用平波电抗器 C、采用配合控制A、采用均衡电抗器 B
、带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4
--- A 。的输出为 -- -- 、保持原先的值不变、大于零的定值 CA、零 B--- 。
5、无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是 B --- - C、既消除稳态误差又加快动态响应A、消除稳态误差 B、加快动态响应号学 。转速、、电流双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是 A 6
、ACR饱和、ASR不饱和 C、ASR和ACR都饱和ASRA、饱和、ACR不饱和 B
。
B 7、控制系统能够正常运行的首要条件是-- -- 、稳定性 A、准确性 B C、快速性---- B 的扰动。
8、在直流电机调速系统中，系统无法抑制 -- -- 、运算放大器参数变化 A、电网电压 B、电机励磁电压变化 C---- 9、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程主要阶段是 C 。
-- -级 C、它组逆变阶段、它组反接制动阶段A、本组逆变阶段 B 班C 10、在转速、电流双闭环调速系统中，以下哪一项影响最大电流Idm的设计
。
BA、运算放大器、稳压电源 C、电动机允许的过载能力 得分 评阅人 二 分）吗2判断题、（共20分，每题
*U不变，增加转速反馈系数α，系统稳定运行时转速1、双闭环调速系统中，给定信号nU 对（不变。反馈电压 ）n 。=0.707或ξ2T（ K=1/I、2型系统工程最佳参数是指参数关系选用） （ 对）..
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M最小h=4定义为按闭环幅频特性峰值3、双闭环调速系统的设计过程中，一般把minr准则设计的“三阶工程最佳”参数配置。
（ 错 ）
4、在双闭环调速系统的设计过程中，若按“三阶工程最佳”设计系统时，系统的超调量为37.6%。
（ 对 ）
U固定，想得到固定的转速调节器，5、在双闭环系统调试中，若两个调节器采用PInm*U ） 即可。
（ n只需调节给定电压对n ） （ 对6、积分或比例积分调节器的输出具有记忆和保持功能。
错） （ 7、转速闭环系统对一切扰动量都具有抗干扰能力。
） 错 8、比例积分调节器输入偏差电压为零时，其输出电压也为零。（型系统，将转速环校、在双闭环调速系统的设计过程中，通常将电流环校正为典型I9 对） 正为典型II型系统。（必须同时PI调节器算法更容易产生积分饱和现象，位置式PI调节器算法比增量式10、 ）对 设置积分限幅和输出限幅，缺一不可。
（
吗 评阅人 得分 三、简答题（共30分，每题6分）
1、直流PWM变换器中，泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？
答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿。应合理选择滤波电容的容量，或采用泵升电压限制电路。
2、在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？试说明理由。
答：仍然受影响。因为无静差转速单闭环调速系统只是实现了稳态误差为零，因此若给定电源发生偏移，或者测速发电机精度受到影响而使反馈电压发生改变，系统仍会认为是给定或转速发生改变，从而改变转速，以达到电压偏差为零。
3、单闭环调速系统能减少或消除转速稳态误差的实质是什么？
答：比例控制直流调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节 ，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。
4、在转速、电流双闭环直流调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？
答：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*U，因为转速反馈系统的转速输出服从给定。
定电压n*U转速调节器的转速的给定, 若要改变电动机的堵转电流应调节系统中的参数有：、n..
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?K等，因为它们都在电流环之外。
、转速调节器的限幅值、转速反馈系数放大倍数n
5、无环流逻辑控制器DLC中为什么必须设置封锁延时和开放延时？延时过大或过小对系统有何影响？
答：设置封锁延时电路和开关延时电路后，能够保护两组晶闸管在切换时不发生短路，保证同一时间只有一组晶闸管开通。延时过大会引起切换时间太长，延时过小会造成换流逆变失败。
得分 评阅人 分）（共30四、计算题K1K?s)W(设控制对象的传递函数为，式中、=2；1 1obj1)?Ts1)((Ts?1)(Ts?Ts?1)(4123?5%?TTTT =0.08s，=0.005s=0.015s，。要求阶跃输入时系统超调量=0.4s，1423t 分）。（10用PI调节器将系统设计成典型I型系统，试设计调节器参数并计算调节时间s?1?iKW(s)? 解：用PI调节器校正时，调节器传递函数为 piPI?si?s0.4?T?TTT 看成小时间常数，令、、取，并将1i423s?0.1s0.015s?0.005TT?T?0.08s?T423
型系统校正时系统开环传递函数为则按典型IK?1s?KKpii11KW(s) pi1)?s(?1)(Ts?1)Tss(Ts i1iKK11piK取，则 ?T2i?0.4i1?K pi0.1?T2?2K2 1s?0.660.1s?t6Ts调节时间
?s0.6t0.4s 1?K。调节器的参数PI所以；调节时间，sipi
..
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2、某转速、电流双闭环直流调速系统，主电路采用三相零式整流电路。已知电动机参数C?0.196V?min/rI?308An?1000r/minP?60kWV?220U，，，为：，，NeNNN1.1?，触发整流环节的放大倍数R=0.18，允许电流过载倍数电枢回路总电阻K?35T?0.12ss?0.012T，电流反馈滤波时间常，机电时间常数，电磁时间常数mslT?0.0025sT?0.015s。额定转速时的给反馈滤波时间常数数定电压转，速oion**UUV)?10(U=6.5V。ACR调节器饱和输出电压ASR调节器饱和输出电压 =8V，，cmimNn5%，，电流超调量系统的静、动态设计指标为：稳态无静差，调速范围D=10i10%。试求： 空载起动到额定转速时的转速超调量n电流调节器已按典型I型系统设计，并取参数KT=0.5。
。
和转速反馈系数(1) 确定电流反馈系数(2) 选择转速调节器结构，并计算其参数？
R、C、C。
ASR，计算其参数(3) 考虑转速超调，试设计转速调节器onnnR?40k?。
设调节器输入电阻 （20分） 0*U/I?8V/(1.1*I)?8V/339A?0.0236V/A）（1解： Nimdm10/1000?0.01Vmin/r
（2）电流调节器设计
a)T?0.00333s确定时间常数： sb)T?0.0025s oic)T?T?T?0.0025?0.00333?0.00583s s?ii0电流调节器结构确定：
?S?K(1)?ii5%SW(), ，可按典型 型系统设计，选用因为PI调节器，I iACR?Si?1T?0.012s,选KT?0.5,K?0.5/T?85.76s: 定器调节参数确电流，i?II?iil?RK85.76?0.012?0.18iIK0.224。
i?35?K0.0173s?1K?85.76s校验等效条件： Ici..
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11101.01?1?a)电力电子装置传递函数的近似条件： ci3T3?0.00333S 11?179.06S?3?b)忽略反电势的影响的近似条件： 3ci ?1s)电流环小时间常数的近似条件：115.52cci3TT30.00333?0.0025i0s
R?40K,可见满足近似等效条件，电流调节器的实现：选则： 0R?KR?0.224?40K?8.96K, 取9K.
0ii3F101.33)C?(9/R?0.012/iii 由此3?F0.2540?10?T/R?4?0.0025C/?400i0i（3）速度调节器设计
确定时间常数：
1/KKT?0.5 a) 电流环等效时间常数:因为iI?I1/K?2T?2?0.00583?0.01166s 则 iI?T?0.015s b)onT?1/K?T?0.01166?0.015?0.02666s c) onnI?速度调节器结构确定：
按照无静差的要求，应选用PI调节器，
?s?1)K(nn?W)(s, 速度调节器参数确定： ASR?snhT?5,0.1333s取?hT,h? nnnnh?16?2s?168.82K N22220.02666T5?22h?n?校验：件条效等?T(hC?1)0.12?6?0.0236?0.196me6.94?K n?0.026660.182hRT25?0.01n?1?s/?KK?0.1333168.82?22.5 ncnN1N..
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K185.761?1?I?40.43sa)电流环近似条件：cn3T30.00583i? K85.76111I?s)转速环小时间常数近似：25.2bcn 可见满足近似等效条件。
）(空载Z=0转速超调量的校验
TnC308?0.180.02666Nmax?2?81.2%)?1.1?%?2*()(z n* 0.1210000.196?CnTmb?11.23%?10%转速超调量的校验结果表明，上述设计不符合要求。因此需重新设计。
查表，应取小一些的h，选h=3进行设计。
hT?0.07998s h=3，速度调节器参数确定如下：按nn?22?22T?4/(2?9h?0.02666)?312.656shK?(?1)/2nNRT?4?0.0236?0.196?0.12/(2?TC/2h3?0.01?0.18?0.02666)K(h?1)7.6nnem1?312.656?0.07998K25s?K/ 校验等效条件：ncnN1N1/21/2?10.00583)s?40.43)1/3(K/T)?1/3(85.76/acn?Ii 11/2?1/2s)1/3(85.76/0.015)25.23(b)1/K/TcnonI可见满足近似等效条件。
转速超调量的校验：
2?72.2%?1.1?(308?0.18/0.196?1000)?(0.02666/0.12)?9.97%?10% n转速超调量的校验结果表明，上述设计符合要求。
R?40KR?K?R?7.6?40?304K,取310K速度调节器的实现：选。
,则0n0n3F?0.2580.07998/310?10?CR/?nnn 3?F1.5/R/4?CT40non
..
