电力拖动自动控制系统期末复习题讲解.doc

《电力拖动自动控制系统》复习题 一、概述 1、控制系统能正常运行的首要条件是稳定性。 2、直流电动机的调速方法有调压调速、弱磁调速以及串电阻调速等三种；在自控调速系统中最常用的是调压调速，基本不用串电阻调速。 电动机有两种状态：电动和发电状态。 电动状态的特点是：(T电磁转矩和n方向相同；(将电能转换为机械能； 发电状态的特点是：(T和n方向相反；(将机械能变为电能。 3、直流调速系统用的可控直流电源有：旋转交流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制交换器。 二、性能指标 1、《P21~P23》自动控制调速系统的性能指标分为稳态指标和动态指标两大类。 1）稳态性能指标主要是静差率和调速范围： (静差率S——额定负载下的额定转速相对于其理想额定转速的差值的与理想空载转速的比值称为静差率。 调速系统的静差率指标应以最低转速所能达到的数值为准。 静差率除与机械特性的硬度有关外，还与其理想空载转速有关，当理想空载转速一定时，机械特性越硬，则静差率越小。 (调速范围D——在最低转速时，能满足所需静差率的最大转速与最低转速之比。 闭环调速系统可获得比开环系统硬的多的机械特性，从而保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是须增设放大环节以及检测与反馈装置。 要求会计算调速范围和静差率。 例1、某直流调速系统电动机额定转速为1530r/min，额定速降，当要求静差率25%时，允许多大的调速范围？最低转速是多少？ 解：要求25%时，调速范围为 答：允许的调速范围D=4.25、最低转速。 2）动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标。 自控系统通常可分为自动调速系统和自动跟随系统两大类，前者的主要动态性能指标是它的抗扰指标：后者的主要动态性能指标是它的跟随指标。 不论是跟随性能指标还是抗扰性能，各自又可分为快速性能指标和稳定性指标两种。 在闭环有差系统中，系统的开环放大系数越大，系统的稳态性能越好，但稳定性越差。 三、负反馈闭环调速系统 1、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动和服从给定。 在闭环有差系统中应采用P调节器，在稳定时调节器偏差输入不会为0，系统将产生稳态误差：在闭环无差系统中应采用PI调节器时，在稳态时调节器偏差输入为零，否则系统将不能进入稳态。 单闭环调速系统中，为限制全压起动和堵转时电流过大，通常采用电流截止负反馈。 2、转速单闭环调速系统的特点 (只用比例调节器的系统，其被调量有静差的：用比例积分调节器的系统，其被调量是无静差的。 (反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 抗扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之一。 反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。例如在电机调速控制系统中，系统是无法抑制给定电源、电动机励磁电压变化引、测速发电机的励磁发生变化等所引起的扰动。它们不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。 改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。 (、系统的精度依赖于给定（电源)和反馈检测的精度。 3、有差调速系统与无差调速系统 两者的根本区别在于转速调节器中有无积分控制作用，为PI调节器时可消除阶跃输入和阶跃扰动作用下的静差，称为无静差系统；为P调节器时只能降低静差，却不能消除静差，故称有静差系统。 1)、有(静)差系统 采用P调节器作速度调节器的闭环调速系统是有差调速系统。有差系统的稳态误差(静差)随开环增益的增加而减小。 转速有差系统闭环后，转速降变为开环时的，1/（1+K)；闭环系统开环放大系数K越大，转速降越小，但K不能超过系统的临界放大系数，否则系统将不稳定。 系统闭环能改善系统稳态性能的根本原因是由于闭环后，当负载增加时理想空载电压(即电动机的端电压)可以随之增加。 2）