最新新闻:

电力拖动自动控制系统课后题「《电力拖动自控系统》课程综合复习资料」

时间:2022-12-31 18:59:21来源:搜狐

今天带来电力拖动自动控制系统课后题「《电力拖动自控系统》课程综合复习资料」,关于电力拖动自动控制系统课后题「《电力拖动自控系统》课程综合复习资料」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!


一、填空题

1、 直流调速系统的主要形式是晶闸管-电动机调速系统,简称为V-M系统系统。

2、 在随动系统动态校正中,常用的有串联校正并联校正复合校正

3、在闭环调速系统中,常常会用到PD、PI和PID,依次代表比例微分比例积分比例积分微分三种调节器。

二、选择题

1、位置信号检测装置是构成位置闭环控制所必不可少的环节。下列位置检测装置中,不属于电磁感应的是(光电码盘)

A、自整角机 B、光电码盘 C、旋转变压器 D、感应同步器

2、调速系统和随动系统在控制中十分常用,两者的主要性能不同。对随动系统来说,主要是要求输出量准确地跟随给定量的变化,因此它的(跟随性能)成了主要指标。

A、快速性 B、灵活性 C、跟随性能 D、准确性

3、对闭环系统而言,控制精度依赖于给定和反馈检测精度,而反馈电路对干扰并不全起作用,主要

对干扰(电压扰动)起作用。

A、电压扰动 B、给定电源扰动

C、反馈电路元件的本身影响 D、测速电机误差

三、简答题

1、直流电机常用的调速方法有那些?试写出各自的适用范围。

答:有三种方法调节电动机的转速:

(1)调节电枢供电电压 U;

(2)减弱励磁磁通;

(3)改变电枢回路电阻 R。

对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,以调节电枢供电电压的方式为最好。

改变电阻只能有级调速;

减弱磁通虽然能够平滑调速,但调速范围不大,往往只是配合调压方案,在基速(即电机额定转速)以上作小范围的弱磁升速。

因此,自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。

2、直流调速系统常用的可控直流电源有那些?试做详细说明。

答2:旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。

静止式可控整流器——用静止式的可控整流器,以获得可调的直流电压。

直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电,利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制,以产生可变的平均电压。

3闭环系统能够减少稳态速降的实质。

答3: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电枢电压,以补偿电枢回路电阻压降。

4、双闭环调速系统中,转速调节器的作用。

答4:(1)转速调节器是调速系统的主导调节器,它使转速 n 很快地跟随给定电压变化,稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差。

(2)对负载变化起抗扰作用。

(3)其输出限幅值决定电机允许的最大电流。

5、 试绘出转速、电流双闭环调速系统的原理图、稳态结构图和动态结构图。

6、 试写出微机控制系统的主要特点,并做简单解释。

答6:由于计算机只能处理数字信号,因此,与模拟控制系统相比,微机数字控制系统的主要特点是离散化和数字化:

为了把模拟的连续信号输入计算机,必须首先在具有一定周期的采样时刻对它们进行实时采样,形成一连串的脉冲信号,即离散的模拟信号,这就是离散化。

采样后得到的离散信号本质上还是模拟信号,还须经过数字量化,即用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值,将它转换成数字信号,这就是数字化。


7.某双闭环调速系统,ASR、ACR均采用近似PI调节器,试问①调试中怎么才能做到Uim*=6V时,Idm=20A;如欲使Unm*=10V时,n=1000r/min,应调什么参数?②如发现下垂特性不够陡或工作段特性不够硬,应调什么参数?

答7:①应修改转速和电流反馈系数②电流调节器和转速调节器的放大倍数。

8.试说明双极式H型PWM变换器的优点。

答8:(1)电流一定连续;(2)可使电动机在四象限中运行;(3)电机停止时有微振电流,能消除静摩擦死区;(4)低速时,每个晶体管的驱动脉冲仍较宽,有利于保证晶体管可靠导通;(5)低速平稳性好,调速范围可达20000左右。


9、电流波形连续和断续对开环V-M调速系统机械特性的影响较大,电流连续段特性较硬,改变控

制角可得到一簇彼此平行的直线;断续段则呈现非线性,理想空载转速高,特性软,内阻大。为了工作在电流连续区,须采取什么措施?

答9:电流脉动会产生以下两个方面的问题:

(1)脉动电流产生脉动转矩,对生产机械不利。

(2)脉动电流造成较大的谐波分量,流入电源后对电网不利,同时也增加电机发热。

V-M系统抑制电流脉动的主要措施:

(1)增加整流电路的相数。

(2)设置平波电抗器。

当V-M系统主电路串接的电抗器有足够大的电感量,而且电动机的负载电流也足够大时,整流电流的波形便可能是连续的

四、绘图题

1、试画出双闭环调速系统的原理图和稳态结构图。

答:

五、计算题

1、旋转编码器光栅数为1024,倍频系数为4,高频时钟脉冲频率f0=1MHz,旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟个数均采用16位计数器,M法和T法测速时间均为0.01s,求转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辨率和误差率最大值。

答:电机每转一圈共产生Z=4×2048=8192

(1)M法测速

测速分辨率

当n=1500r/min时,

测速误差最大值

当n=150r/min时,

测速误差最大值

(2)T法测速

当n=1500r/min时,

测速分辨率

测速误差最大值

当n=150r/min时,

测速误差最大值

2、被控对象的传递函数为

式中,K1=2;T1=0.4s;T2=0.08s;T3=0.015s;T4=0.005s。

要求阶跃输入时系统的超调量σ%<5%。试用PID调节器分别校正成典型Ⅰ系统和典型Ⅱ系统。

答:

解:①用PID调节器校正时,其传递函数为

取,,令则按典型I型系统校正时系统开环传递函数为

同样,取,则

调节时间

②用PID调节器校正时,系统的开环传递函数为

取,令,

则上式近似为

需检验近似条件。此时,则当h=4时,,当h=10时,。可见,满足近似条件,所以可以用PID调节器将系统校正成典型Ⅱ型系统。

3、有一V-M调速系统,电动机参数为Pnom=2.5kw、Unom=220V、Inom=15A、nnom=1500r/min、Ra=2Ω,整流装置内阻Rrec=1Ω,触发整流环节的放大系数Ku=30,要求调速范围D=20,转差率s=10%。试:

(1)计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的稳态速降。

(2)采用转速负反馈组成闭环系统,试画出系统的稳态结构图。

(3)调整该系统,使时转速n=1000r/min,此时转速反馈系数应为多少?(可认为)

(4)计算所需的放大器放大系数。

答:计算电动机的Ce

由可得

开环系统的稳态压降为

满足调速要求所允许的稳态压降为

采用转速负反馈系统的稳态结构如图所示。

当时n=1000r/min,则转速反馈系数为

闭环系统的开环放大系数为

则所需的放大器放大系数为

改用电压反馈后,电动机电枢电阻Ra造成的稳态速降已经是

可见,不可能达到题中提出的调速要求。

采用电压负反馈调速系统的稳态特性方程为

式中

其中电压反馈系数为

所以

六、分析题

1、试分析双极性H型变换器是如何实现系统可逆的?并画出相应的电压、电流波形。

答:双极式可逆PWM变换器的电流波形和不可逆但有制动电流通路的PWM变换器也差不多,怎样才能反映出“可逆”的作用呢? 这要视正、负脉冲电压的宽窄而定。当正脉冲较宽时,ton>T/2,则电枢两端的平均电压为正,在电动运行时电动机正转。当正脉冲较窄时,ton<T/2,平均电压为负,电动机反转。如果正、负脉冲宽度相等,ton=T/2,平均电压为零,则电动机停止。

2、有一个V—M调速系统,电机参数为:Pn=10KW,Un=220V,In=55A,nn=1000r/min,电枢

电阻。若采用误差率最大值开环控制系统,只考虑电枢电阻引起的转速降。

(1)要使静差率S=0.1,求系统的调速范围D。

(2)要使调速范围D=2,其允许的静差率S为多少?

(3)若要求调速范围D=10,静差率S=0.05,则允许的转速降为多少?

答:


声明:文章仅代表原作者观点,不代表本站立场;如有侵权、违规,可直接反馈本站,我们将会作修改或删除处理。

图文推荐

热点排行

精彩文章

热门推荐