电力拖动自动控制系统复习（14电气工程本）
一． 二．
题型
填空（20）、选择（10）、简答（30）、计算（40） 各章节内容提要
（一）绪论——基本概念
1. 运动控制系统的组成（电动机、功率放大与变换装置、控制器、相应的传感器）【P1】【填空】
2. 直流电机的数学模型简单，转矩易于控制。交流电机具有结构简单等优点，但其动态数学模
型具有非线性多变量强耦合的性质。【P3】【填空】
3. 转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。【P5】【填空】
4. 典型的生产机械负载转矩特性主要包含恒转矩负载特性、恒功率负载特性、风机与泵类负载特性。【P5】【填空】
（二）第2章
1．基本概念
（1）直流调速转速公式、方法。【P7】【填空】
公式：n=
???????????????Φ
方法：1）调节电枢供电电压U；
2）减弱励磁磁通Φ；
3）改变电枢回路电阻R
（2）可控直流电源（G-M系统、V-M系统、PWM变换器）【P9】【填空】
（3）增设平波电抗器来抑制电流脉动，总电感量的计算。【P12】【选择题】
三相桥式L=0.693三相半波L=1.46单相桥式L=2.87
??2????????????2????????????2??????????
（4）失控时间的选择【p15】【选择题】
整流电路形式 单相半波 单相桥式（全波） 三相半波 三相桥式
★★★★（5）PWM调速系统的优越性表现【p16】【简答题】
1主电路简单，需要的电力电子器件少； ○
最大失控时间??????????/???? 平均失控时间????/???? 20 10 6.67 3.33 10 5 3.33 1.67 1
2开关频率高，电路容易连续，谐波少，电动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； ○
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电力电子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 ○
（6）不可逆PWM系统中，γ与ρ的关系。【P17】
γ=ρ
（7）泵升电压【P20】【填空题】
对滤波电容充电的结果造成直流侧电压升高
（8）调速系统的稳态性能指标S与D及相互之间的关系。【P21-22】【填空题】
1????????、????????——额定负载时的最高和最低转速 =>D=○
????????????????
2s=○
???????0??????
最低速 =>空载转速
例：D=
1430?0.3115?(1?0.3)
3 D=○
???????????(1???)
=5.3
★★★★（9）开环系统与闭环系统比较（4点结论）【P29-30】【简答题】
1闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多。???????=○
???????1+??
2闭环系统的静差率要比开环系统小得多。 ??????=○
??????1+??
3当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。??????=(1+??)?????? ○
4要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。 ○
★★★★（10）闭环系统能减少稳态转速降的实质问题是什么？结合图形分析【P31】【简答题】
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。
（11）反馈控制规律（3点）【P31】【简答题】
1比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统 ○
2反馈控制系统的作用是：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 ○
2
（12）积分与比例积分调节器的作用，无静差的实现。【P35】【填空题】
比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状， 而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
（13）香农采样定理【P41】
（14）数字测速方法及特点（3类）【P42-44】【简答/填空题】
1、M法测速 高速段 n=
60??1??????
??≥?????????? 2、T法测速 低速段??=3、M/T法测速 高低速
??????????????
★★★★（15）电流截止负反馈系统稳态结构图及静特性名称及图形【P48】【简答题】
1、稳态结构图如下：（3分）
2、静特性方程：
当Id≤Idcrn?*KpKsUnCe(1?k)?RId（2分）
Ce(1?k)?(R?KpKsRs)IdCe(1?k)（2分）
当Id?Idcrn?
*KpKs(Un?Ucom)Ce(1?k)（16）截止电流和堵转电流的选择【填空题】
带有电流截止负反馈的单闭环直流调速系统其静特性通常被称为挖土机特性，其中堵转电流一般取Idbl=（1.5～2）IN，临界截止电流一般取Idcr =（1.1～1.2）IN。
（17）稳态计算。习题2-9类型【P58】
（三）第3章
★★★★（1）双闭环的起动过程分析（各阶段的名称、转速与电流图形绘制、调节器ASR\\ACR的状态）【P63-64】
起动电流和转速波形：
3
（4分）
1、电流上升阶段：ASR迅速达到限幅值，电流很快达到最大电流Idm，ACR不饱和以保证电流环的调节作用。（1分）
2、恒流升速阶段：ASR饱和，转速环相当于开环，电流Id恒定略小于Idm，以保证电流环的调节作用以抵消反电动势的影响，转速呈线性增长，最终打到给定值n*值。同时晶闸管也不应饱和使Udom留有余量。（1分）
3、转速调节阶段：转速出现超调，使ASR退饱和，电流下降到略小于IL后马上又升到Id=IL值，转速也很快达到给定值n*直到稳定。（1分）
（2）双闭环起动过程的特点（3点）【P64】【填空题】
1、饱和非线性控制2、转速超调3、准时间最优控制
（3）抗扰性能分析【P64】？？？？
★★★★（4）两个调节器的作用【P65】【简答题】 1、转速调节器的作用
?变化，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????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动机允许的最大电流。 ○
2、电流调节器的作用
1作为内环的调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流静静跟随其给定○
电压?????变化。
2对电网电压的波动起及时抗扰动的作用。 ○
3在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程。 ○
4当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦○
故障消失，系统立即自动恢复正常。
（5）工程设计法 ? ? ? ? ?
典Ⅰ型、典Ⅱ型系统传递函数，参数关系 二阶最佳、三阶最佳概念 工程近似处理方法
已知系统模型（传递函数），根据给出指标要求按典Ⅰ型、典Ⅱ型系统进行设计，确定调节器的结构和参数（习题3-7）【P94】 双闭环调速系统的工程设计（习题3-8）
4
（四）第四章
×（1）桥式可逆PWM变换器电路的分析（重载）（脉冲的波形、输出电压、电流波形）【P97】
（2）γ与ρ的关系及与电机运行状态的关系【P98】【选择题】
γ=
（3）动力润滑的概念【P98】
在电动机停止时仍有高频微振电流，从而消除了正、反向时的静音磨擦死区，起着所谓“动力润滑”的作用。
（4）V-M可逆系统的可逆线路（电枢反接与励磁反接）【补充内容】
★★★★（5）V-M系统反并联可逆线路的四种工作状态（列表说明）【补充内容】
V-M系统的工作状态 电枢端电压极性 2??????
?1 ??正向运行 正向制动 反向运行 反向制动 + + - - + - - + + + - - 电动 回馈制动 电动 回馈制动 正组整流 反组逆变 反组整流 正组逆变 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 电枢电流极性 电动机旋转方向 电动机运行状态 晶闸管工作组别和状态 机械特性所在象限 （6）环流的概念及分类【103】【填空题】
两组装置同时工作时，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。
（7）直流平均环流的抑制【P103】
（8）瞬时脉动环流的抑制；不能电路增设环流电抗器的个数【P105-106】【选择题】【填空题】
对瞬时脉动环流的抑制主要通过设置（环流电抗器）来实现；在反并联连接可逆线路中一般设置（4）个，三相零式整流电路中设置（2）个，交叉连接可逆线路中一般设置（2）个。
★★★★（9）配合控制有环流可逆V-M系统制动过程分析【补充内容】 ? ? ? ? ?
（10）逻辑无环流控制的可逆V-M系统中的DLC组成（电平检测、逻辑判断、延时电路、联锁保护）及输入信号（转矩极性鉴别信号、零电流检测信号）【P107】【填空题】
制动过程的名称及特点 各信号的极性 正反组桥的工作状态 能量转换问题 波形图
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