什么是矢量控制系统(VCS)并简述其七
1. 什么是矢量控制系统（VCS）?并简述其工作原理。答：将异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过坐标反变换，就能够控制异步电动机。由于进行坐标变换的是电流(代表磁动势)的空间矢量，所以这样通过坐标变换的控制系统就叫做矢量控制系统VCS(Vector Control System) 。
2. 直接转矩控制系统（DTC）的基本思想：根据定子磁链幅值偏差Ψs 的正负号和电磁转矩偏差Te的正负号，再依据当前定子磁链矢量Ψs所在的位置，直接选取合适的电压空间矢量，减小定子磁链幅值的偏差和电磁转矩的偏差，实现电磁转矩与定子磁链的控制。
3. 何为软启动？答：软启动器可以限制启动电流并保持恒值，直到转速升高后自动衰减下来，启动时间也短于降压启动方法主电路采用晶闸管交流调压器，用连续地改变其输出电压来保证恒流起动，达到稳定运行后，可用接触器将晶闸管旁路，以免晶闸管不必要长期工作。启动电流可在（0.5~4）IsN之间调整。
4. 电压空间矢量PWM（SVPWM）：（定义）把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作，叫“磁链跟踪控制”，磁链跟踪控制是通过交替使用不同的电压空间矢量来实现的，故又称为
“电压空间矢量PWM（SVPWM）”
（实现方法：）在SVPWM的实现过程中，通常以开关损耗较小和谐波分量较小为原则，安排基本矢量和零矢量的作用顺序。有两种常用的SVPWM实现方法，分别是（1）零矢量集中和（2）零矢量分散。 5.
6. 转速、电流反馈控制直流调速的：
（1）起动过程分析：第1阶段：电流上升阶段。这一阶段中，ASR很快进入并保持饱和状态，而ACR一般不饱和。第2阶段：恒流升速阶段。ASR保持饱和状态，而ACR不饱和，转速迅速饱和。第3阶段：转速调节阶段。ACR、ASR均不饱和，ASR起主导作用，转速反馈接近期望输出
（2）双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点？答：1) 饱和非线性控制：ASR饱和，转速环开环，恒值电流调节的单闭环系统ASR不饱和，转速环闭环，无静差调速系统.2）准时间最优控制，恒流升速可使起动过程尽可能最快。3）转速超调：只有转速超调才能使ASR退饱和。 （3）动态抗扰性能分析：抗负载扰动和抗电网电压扰动 7. 转速电流双闭环系统中，转速调节器、电流调节器的作用?
答：（1）转速调节器ASR的作用：1）转速调节器是调速系统的主导调节器，转速n跟随转速给定电压变化，稳态无静差。2)对负载变化起抗扰作用。3）其输出电压限幅值决定允许最大电流值。 (2) 电流调节器ACR的作
用1) 起动过程中保证获得允许最大电流，从而加快启动过程2) 在转速外环调节过程中，使电流跟随其电流给定电压变化。3) 电源电压波动时及时抗扰作用，使电动机转速几乎不受电源电压波动的影响。4)当电动机过载、堵转时，限制电枢电流的最大值，从而起到安全保护作用。
8. 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（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。即PWM开关频率高、快速响应好，电流容易连续、系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强。 9. 名词解释G-M 系统，V-M 系统，PWM，PFM
① G-M 系统：交流电动机拖动直流发电机 G实现变流，由直流发电机给需要调速的直流电动机M 供电，调节G的励磁电流及改变其输出电压，从而调节M 的转速。优点：在允许转矩范围内四象限运行。缺点：设备多，体积大，费用高，效率低，有噪音，维护不方便。
② V-M 系统：晶闸管，工作在相位控制状态，由晶闸管可控整流器 V 给需要调速直流电动机M 供电，调节触发装置 GT的控制电压来移动触发
脉冲的相位，即可改变整流器 V的输出电压，从而调节直流电动机 M 的转速。优点：经济性和可靠性提高，无需另加功率放大装置。快速性好，动态性能提高。缺点：只允许单向运行；元件对过电压、过电流、过高的 du/dt 和 di/dt 十分敏感；低速时易产生电力公害：系统功率因数低，谐波电流大。
③ PWM：脉冲宽度调制(PWM)，晶闸管工作在开关状态，晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上；晶闸管关断时，直流电源与电动机断开；这样通过改变晶闸管的导通时间（即调占空比ton）就可以调节电机电压，从而进行调速。PWM 调速系统优点：系统低速运行平稳，调速范围较宽；电动机损耗和发热较小；系统快速响应性能好，动态抗扰能力强；器件工作早开关状态，主电路损耗小，装置效率较高。PWM 调速系统应用：中、小功率系统
④ PFM 脉冲频率调制(PFM)，晶闸管工作在开关状态，晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上；晶闸管关断时，直流电源与电动机断开；晶闸管的导通时间不变，只改
变开关频率 f或开关周期 T（即调节晶闸管的关断时间 t0ff）就可以调节电机电压，从而进行调速。
10. 位置随动系统解决的主要问题是什么？试比较位置随动系统与调速系统的异同。
答：①位置随动系统解决的主要问题是实现执行机构对位置指令（给定量）的准确跟踪。随动系统一般称伺服系统②位置随动系统与调速系统的相同点：两者的控制原理相同，它们都是反馈控制系统，即通过对系统的输出量与给定量进行比较，组成闭环控制。③位置随动系统与调速系统的相异点：调速系统的给定量是恒值，不管外界扰动情况如何，希望输出能够稳定，因此系统的抗扰性能显得十分重要。位置随动系统中的位置指令是经常变化的，是一个随机变量，要求输出量准确跟踪给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性、准确性成了位置随动系统的主要特征。位置随动系统在结构上往往比调速系统复杂一些。位置随动系统可以在调速系统的基础上增加一个位置环，位置环是位置随动系统的主要结构特征。 11. 简述直接转矩控制的工作原理，并比较它与矢量控制的异同点。 ①直接转矩控制技术利用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标下计算和控制交流电动机的转矩，它采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节（Band- Band 控制）产生 PWM 信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换与电动机的数学模型的简化处理，没有通常的 PWM 信号发生器，它的控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理结构明确。该控制系统的转矩响应迅速，限制在一拍以内。且无超调，是一种具有高性能的交流调速方法。
②直接转矩控制与矢量控制的相同点是：两者都要对转矩和磁链进行控制。 ③直接转矩控制与矢量控制的相同异点如下：直接转矩控制只利用定子侧参数，而矢量变换控制是利用转子侧参数，这些参数容易受转子转速变化