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2017年4月高等教育自学考试《电力拖动自动控制系统》试题 课程代码：02297 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 1．由重力产生的位能性恒转矩负载，其特征是（ D ） A．大小不变，方向则与转速反向 B．大小不变，方向则与转速同向 C．具有不固定的大小和方向 D．具有固定的大小和方向 2．用矩阵方程表示的异步电动机动态数学模型所包含的微分方程是（ A ） A．电压方程和运动方程 B．电压方程和磁链方程 C．磁链方程和转矩方程 D．运动方程和转矩方程 3．异步电动机的调压调速只能通过降压而不能升压调速，其原因是（ B ） A．电源电压不能升高 B．电动机绝缘和磁路饱和的限制 C．电源频率不能调节 D．受调速范围限制 4．直流调速控制系统中的数字测速主要采用的方法是（ D ） A．脉冲计数测速 B．M法测速(又称频率法) C．T法测速(又称周期法) D．M／T法测速(又称频率周期法) 5．对坐标系中交流电动机模型等效的原则是：在不同坐标下绕组所产生的（ B ） A．合成磁链相等 B．合成磁动势相等 C．合成磁链不相等 D．合成磁动势不相等 6．带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A．零 B．小于零的定值 C．大于零的定值 D．保持原先的值不变 7．对于不可逆电力电子变换器，双闭环控制能保证良好的启动性能（ C ） A．也能产生回馈制动 B．也能进行正反转控制 C．不能产生回馈制动 D．不能实现准时间最优控制 8．双极式控制的桥式可逆PWM变换器在调速过程中，电动机正转时变换器输出的电压波形占空比与电压系数应满足（ B ）
9．异步电动机变压变频调速为了获得和直流他励电动机一样的线性机械特性，采用的控制方式是（ C ） A． C． 10．异步电动机转子磁链定向的矢量控制系统中不是转子磁链计算信号的是（ D ） A．电压 B．电流 C．转速 D．转矩 二、多项选择题(本大题共5小题，每小题2分，共10分) 11．生产机械要求电动机具有的调速范围包括（ CD ） A．空载转速和额定转速之Lb B．空载转速和最低转速之比 C．最高转速和最低转速之bb D．额定转速和最低转速之比 E．最高转速和额定转速之比 12．双闭环调速系统中，转速调节器ASR的作用包括（ ADE ） A．对负载变化进行抗扰动 B．对电网电压波动进行抗扰动 C．对电动机进行过流快速保护 D．输出限幅决定电枢最大允许电流 E．保证转速很快地跟随给定电压变化 13．闭环负反馈调速系统能够抵抗的扰动有（ ABCD ） A． C．负载扰动 D．电动机励磁变化 E．反馈系数变化 14．双闭环直流调速系统的起动过程包括（ ABC ） A．转速调节阶段 B．电流上升阶段 C．恒流升速阶段 D．电流下降阶段 E．电流稳定阶段 15．桥式可逆PWM变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压 A． C． 三、填空题(本大题共14小题，每小题1分，共14分) 16．运动控制系统的任务就是控制电动机的转速和 转角 。 17．在动态过程中，晶闸管触发与整流装置可看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的 失控 时间引起的。 18．现代通用变频器大都是采用二极管组成的整流器和全控功率器件组成的PWM逆变器，构成 交—直—交 电压源型变压变频器。 19．对于转速单闭环调速系统的起动和堵转电流过大问题，系统除了可以采用电流截止反馈环节外，还可以通过 电流 负反馈环节来解决。 20．旋转正交坐标系上的异步电动机具有四阶 电压方程 和一阶运动方程。 21．电力拖动实现的能量转换是将 电能 变换成机械能。 22．直流调速系统的比例调节器输出只取决于 输入偏差量 的现状。 23．根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生 纠正偏差 的作用。 24．双闭环直流调速系统是将转速调节器的输出作为 电流调节器 的输入，其输出再用于控制电力电子变换器。 25．电流调节器ACR的输出限幅电压 26．当可逆系统进入制动状态时，直流PWM功率变换器把机械能变为电能回馈到直流侧，电能不能通过整流器送回交流电网，只能向滤波电容充电而造成较高的 泵升 电压。 27．异步电动机变压变频调速的基本原理是在极对数 同步转速 的一种调速方法。 28．交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目的是在电动机空间形成 圆形旋转磁场 ，从而产生恒定的电磁转矩。 29．旋转正交坐标系的优点在于增加了一个 输入量 四、名词解释题(本大题共4小题，每小题3分，共12分) 30．有静差调速系统：由扰动引起的稳态误差取决于误差点与扰动加入点之间的传递函数，对于比例控制的调速系统，该传递函数无积分环节，故存在扰动引起的稳态误差，称之为有静差调速系统。 31．PI：比例积分调节器 32．V-M系统：晶闸管—电动机调速系统 33．SPWM：正弦脉冲宽度调制 五、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分) 34．两组晶闸管反并联的可逆V—M系统中，什么叫做环流?静态环流可分为哪几类?分别采用何种方法抑制? 答：(1)不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流：(2)直流环流和瞬时脉动环流两种；(3)直流平均环流可通过 35．为什么说矢量控制交流变压变频调速系统在静、动态性能上可以与直流调速系统媲美? 答：因为对异步电动机来说，在三相坐标系上的定子交流电流 36．在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节。当系统带额定负载运行时，转速反馈突然断线，系统重新稳定后，电流调节器的输入偏差电压 答：转速反馈突然断线相当于转速外环成开环状态，转速调节器ASR进入饱和状态，其输出达到限幅值，双闭环系统变成一个电流无静差的单电流闭环调速系统，系统再次稳定时电枢电流等于最大允许电流，此时电流调节器的输入偏差电压 37．异步电动机变频调速系统的三相桥式逆变器，在PWM信号控制下能产生出一个正六边形的定子磁链轨迹，但由此产生的电磁转矩脉动很大，如何改善控制方法尽量在电动机中产生一个接近于圆形的磁链轨迹? 答：因为三相桥式逆变器在PWM信号控制下产生的是六个基本电压空间矢量，而正六边形磁链轨迹的控制就是通过交替使用这六个不同的电压空间矢量实现的。要想改善磁链轨迹使其接近于圆形的旋转磁场，可以通过增加更多的空间位置不同的电压空间矢量以供选择，即可以采用空间矢量的平行四边形法则，用相邻的两个有效基本工作矢量合成期望的输出矢量。当这种期望的空间矢量足够多时，由此产生出更多边形的磁链轨迹，从而在电动机中生成接近于圆形的旋转磁场。 六、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
解： (1)零矢量分布的SVPWM实现图见右图 (2)合成矢量 39．如图所示，试分析桥式可逆直流脉宽调速系统主回路在双极式控制下的正转运行控制原理。
解：正向运行： 第1阶段，在 第2阶段，在 七、应用题(本大题共1小题，每小题12分，共12分) 40．某机床工作台用直流电动机拖动，采用V-M系统，己知电动机额定数据如下：PN=60KW，UN=220V，IN=305A， （1）开环系统能否满足要求? (5分) （2）接成转速负反馈单闭环系统，计算放大器的电压放大系数 解：首先求取额定速降： （1）
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