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《自动控制系统》习题库doc-湖南化工职业技术学院-学历
第一章 闭环控制的直流调速系统
1-1为什么PWM—电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能?
答:PWM—电动机系统在很多方面有较大的优越性:
(1)主电路线路简单,需用的功率器件少。
(2)开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗及发热都较小。
(3)低速性能好,稳速精度高,调速范围宽,可达1:10000左右。
(4)若与快速响应的电动机配合,则系统频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强。
(5)功率开关器件工作在开关状态,导通损耗小,当开关频率适当时,开关损耗也不大,因而装置效率较高。
(6)直流电源采用不控整流时,电网功率因数比相控整流器高。
1-2试分析有制动通路的不可逆PWM变换器进行制动时,两个VT是如何工作的。
1-3调速范围和静差率的定义是什么?调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系?为什么说“脱离了调速范围,要满足给定的静差率也就容易得多了”?
1—8转速单闭环调速系统有那些特点?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,系统有无克服这种干扰的能力?
答:(1)转速单闭环调速系统有以下三个基本特征
①只用比例放大器的反馈控制系统,其被被调量仍是有静差的。
②反馈控制系统的作用是:抵抗扰动,服从给定。扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之一。
③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。
(2)改变给定电压会改变电动机的转速,因为反馈控制系统完全服从给定作用。
(3)如果给定电压不变,调节测速反馈电压的分压比或测速发电机的励磁发生了变化,它不能得到反馈控制系统的抑制,反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
1—9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,问系统对上述各量有无调节能力?为什么?
答:当电网电压发生变化时,系统对其有调节能力。因为电网电压是系统的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。因为他们的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的影响。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的抑制,反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
1-14
1-17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?并说明理由。
答:系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。因此转速的稳态精度还受给定电源和测速发电机精度的影响。
1-18采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统,稳态运行时的速度是否有静差?为什么?试说明理由。
答:采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统,稳态运行时的速度是无静差的。电压负反馈实际是一个自动调压系统,只有被包围的电力电子装置内阻引起的稳态速降被减小到1/(1+K),它的稳态性能比带同样放大器的转速负反馈系统要差。但基本控制原理与转速负反馈类似。它与转速负反馈一样可以实现无静差调节。
第二章 转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法
第4章 可逆直流调速系统和位置随动系统
4-1晶闸管-电动机系统需要快速回馈制动时,为什么必须采用可逆线路?
答:当电动机需要回馈制动时,由于反电动势的极性未变,要回馈电能必须产生反向电流,而反向电流是不可能通过VF流通的,这时,可以通过控制电路切换到反组晶闸管装置VR,并使它工作在逆变状态,产生逆变电压,电机输出电能实现回馈制动。
4-2试画出采用单组晶闸管装置供电的V-M系统在整流和逆变状态下的机械特性,并分析这种机械特性适合于何种性质的负载。
解;机械特性图如下:
4-6试分析位置随动系统和调速系统在哪些方面是不同的。
答:位置随动系统与调速系统的主要区别在于,调速系统的给定量一经设定,即保持恒值,系统的主要作用是保证稳定和抵抗扰动;而位置随动系统的给定量是随机变化的,要求输出量准确跟随给定量的变化,系统在保证稳定的基础上,更突出需要快速响应。位置随动系统的反馈是位置环,调速系统的反馈是速度环。
第5章闭环控制的异步电动机变压调速系统
——一种转差功率消耗型调速系统
概念题:
直流电动机的转速可通过三种方法来调节即:调节电枢供电电压、减弱励磁磁通、改变电枢回路电阻。
晶闸管具有单向导电性。
电动机的机械特性越越好。
调速系统的两项稳态性能指标是调速范围和静差率。
满足给定稳态精度要求的闭环调速
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