2023年春季学期《制动控制系统》课程二学位考试试卷。
适用专业：电气工程及其自动化专业) 卷面总分：100分。
一、填空。1、伯德图与系统性能的关系：中频段代表系统的稳定性 ；低频段代表系统的稳态精度 ；高频段代表系统的抗干扰的能力。
截止频率（或称剪切频率）代表系统的快速性 。
2、同步电动机的转差为 0 ，在同样条件下，同步电动机的调速范围比异步电动机宽 。
3、绕线转子异步电机的调速方法有转子串电阻调速 ，串级调速 。其中后一种调节方式具有良好的调速性能和效率。
4、双闭环直流调速系统按工程设计方法设计调节器典型i型系统开环传递函数为典型ii型系统开环传递函数为。
二、简答。1、双闭环直流调速系统的转速和电流两个调节器的作用
1.）转速调节器的作用。
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。
2.） 电流调节器的作用。
1）作为内环的调节器，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化。（2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。（3）在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。
（4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。
2、如何改变由晶闸管组成的交-交变频器的输出电压和频率？这种变频器适用于什么场合？
常用的交-交变压变频器输出的每一相都是一个由正、反两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆线路。也就是说，每一相都相当于一套直流可逆调速系统的反并联可逆线路。正、反两组按一定周期相互切换，在负载上就获得交变的输出电压 u0 ， u0 的幅值决定于各组可控整流装置的控制角 ， u0 的频率决定于正、反两组整流装置的切换频率。
一般主要用于轧机主传动、球磨机、水泥回转窑等大容量、低转速的调速系统，供电给低速电机直接传动时，可以省去庞大的齿轮减速箱。
3、试比较p、i、pi的控制规律。
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。比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点，比例部分能迅速响应控制作用，积分部分则最终消除稳态偏差。
三、用线性集成电路运算放大器作为电压放大器的转速负反馈闭环直流调速系统，主电路是晶闸管可控整流器供电的v-m系统。已知数据如下：电动机：
额定数据为10kw，220v，55a，1000r/min，电枢电阻 ra = 0.5ω；晶闸管触发整流装置：三相桥式可控整流电路，整流变压器y/y联结，二次线电压 u2l = 230v，电压放大系数 ks = 44；v-m系统电枢回路总电阻：
r = 1.0ω；测速发电机：永磁式，额定数据为23.
1w，110v，0.21a，1900r/min；直流稳压电源：±15v；若生产机械要求调速范围d=10，静差率s≤5%。
1、 试计算调速系统的开环、闭环速降。2、采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的静态结构框图。
3、 转速负反馈系数a应该是多少？4、计算放大器所需的放大倍数和参数。
1）为满足调速系统的稳态性能指标，额定负载时的稳态速降应为。
求闭环系统应有的开环放大系数先计算电动机的电动势系数。
3）计算转速反馈环节的反馈系数和参数。
试取 2 =0.2
选用10w，1.5kω的可调电位器。
4）计算运算放大器的放大系数和参数。
kp=21；r0 = 40kω
四、采用自整角机的直流位置随动系统，原始数据如下：直流伺服电机：s661型，230w，110v，2.
9a，2400r/min，ra=3.4，电枢回路总电阻 r=5.1，减速比i=60，自整角机放大系数kbs=1.
25v/(°krpkaks=200,自整角机本身的检测误差ed=0.5°,当输入轴以最高 200°/s 转速旋转，负载转矩为20nm时，求系统的稳态误差。
速度输入时的给定误差为。
负载转矩引起的扰动误差为。
系统的稳态误差为检测误差、给定误差和扰动误差的总和：
五、如图所示桥式可逆pwm变换器，试分析最常用的双极式控制的可逆pwm变换器的工作原理。
1）正向运行。
第1阶段，在 0 ≤ t ≤ ton 期间， ug1 、 ug4为正， vt1 、 vt4导通， ug2 、 ug3为负，vt2 、 vt3截止，电流 id 沿回路1流通，电动机m两端电压uab = us ；
第2阶段，在ton ≤ t ≤ t期间， ug1 、 ug4为负， vt1 、 vt4截止， vd2 、 vd3续流， 并钳位使vt2 、 vt3保持截止，电流 id 沿回路2流通，电动机m两端电压uab = us ；
2）反向运行。
第1阶段，在 0 ≤ t ≤ ton 期间， ug2 、 ug3为负，vt2 、 vt3截止， vd1 、 vd4 续流，并钳位使 vt1 、 vt4截止，电流 –id 沿回路4流通，电动机m两端电压uab = us ；
第2阶段，在ton ≤ t ≤ t 期间， ug2 、 ug3 为正， vt2 、 vt3导通， ug1 、 ug4为负，使vt1 、 vt4保持截止，电流 – id 沿回路3流通，电动机m两端电压uab = us ；
极式控制可逆pwm变换器的输出平均电压为：
可逆调节办法：
当ρ>0.5时，电机正转。
当ρ<0.5时，电机反转。
当ρ= 0.5时，电机停止。
六、基频以下电压-频率协调控制（ us /ω1 ）时的机械特性。
当 us /ω1 为恒值时，对于同一转矩 te ，sω1 是基本不变的，因而 △n 也是基本不变的。这就是说，在恒压频比的条件下改变频率ω1 时，机械特性基本上是平行下移，所不同的是，当转矩增大到最大值以后，转速再降低，特性就折回来了。而且频率越低时最大转矩值越小，转矩公式如下。
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