运动控制系统答案

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1、一.填空（2（r）1.调速范围静差率2.电流反馈环抗负载扰动抗电网电压扰动3.M法测速T法测速M/T法测速4.位置式增量式5.变压变频调速系统转差频率控制系统6.开关损耗较小谐波分量较小零矢量集中的实现方法零矢量分布的实现方法7.强耦合矢量控制直接转矩控制&产牛的磁动势相等变换前后的功率相等二.简答（20，）1.答：根据运动控制系统的运动方程式dt可知，要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的电磁转矩，使转速变化率按人们期望的规律变化。因此，转矩控制是运动控制的根本问题。但是7；检测起来非常不容易，即使可以检测，成本也非常高，但是相比之下转速检测起来就非常容易

2、，因此，在实际应用过程屮采用的是转速控制。2.答：（1）只有比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的。Q(l+K)只有K=oo,才能使/=0,而这是不可能的。过大的K值也会导致系统的不稳定。（2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。一方面能够有效地抑制一切被包含在负反馈环内前向通道上的扰动作用；另一方而则能紧紧跟随着给定作用，对给定信号的任何变化都是唯命是从。（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。反馈控制系统无法鉴别是给定信号的正常调节还是外界的电压波动。反馈通道上有一个测速反馈系数，它同样存在着因扰动而发生的波动，由于它不是在被反馈环包围的前向

3、通道上，因此也不能被抑制。3.答：低频时，定子电阻和漏磁感抗压降所占的份量比较显著，可以人为地把定子电压抬高一些，以便近似地补偿定子阻抗压降，称作低频补偿，也可称作低频转矩提升。基频以下运行吋，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点，但负载的变化将导致磁通的改变，因此采用定子电流补偿控制，根据定子电流的大小改变定子电压，可保持磁通恒定，从而解决了负载改变的扰动问题。4.答：（1）交流电动机的转差功率屮转子铜损部分的消耗是不可避免的，采用变频调速方式时，无论电动机转速高低，转差功率的消耗基本不变，系统效率是各种交流调速方式小最高的，因此采用变频调速具有显著的节能效

4、果。（2）在变频调速系统中，设备能够根据负载的大小实时调节电动机的转速，当负载减小时，转速减小，频率随之减小，恒压频比调速时，电压减小，电流随电压的减小而减小，因此功率减小，所以变频能节能。一.问答（40'）1.答:jIi

5、程序，它输出的信号很弱，不能直接驱动电动机，所以要加一个功率放大与变换装置，把调整后的信号输给电动机，驱动电动机转，。电动机再带动负载（车轮）转动。用传感器检测车轮的转速，经过信号处理之后将反馈信号送到开关处的比较强，从而控制电动自行车的运动过程。心8=仃”。一加Ke（pK®K®"调速方法：（1）改变电枢回路电阻调速缺点：a.由于所串电阻体积大，只能分较少的档次，调速的平滑性差；b.低速时特性较软，稳定性差；c.轻载时调速效果不大；（1•因为电枢电流不变，电阻损耗随电阻成正比变化，转速越低，须串入的电阻越大，电阻损耗越大，效率越低。（2）改变电动机的磁通调速缺点：

6、调速只能在额定转速以上进行。因为正常工作时①=①小磁路已趋饱和，增磁调速效果不大，所以只能采取弱磁调速。而弱磁使转速升高又受到换向和机械强度的限制，因此调速范围不广。（3）改变电枢电压调速：（通常釆用这一种）优点：a.电压调节可以很细，实现无级调速，平滑性很好；b.由于特性没有软化，相对稳定性较好；c.可以调节至较低的转速，因此调速范围较广；<1.调速过程能量损耗较小。不可以用强磁的方式来调速，因为正常工作时磁路己趋饱和，此时若想增大磁通，必须增大励磁电流，会烧坏励磁线圈。对于调节电枢电压调速，必须在额定电压以下进行调速，因为当电枢电压大于额定电压时，电机电线的绝

7、缘层会被烧坏。3.答:PWM:脉冲宽度调制(pulsewid(hmodulation)，其基本思想是：控制逆变器屮电力电子器件的开通或关断，输出电压为高度相等、宽度按一定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替期望的输出电压。SPWM:以频率与期望的输出电压波相同的正弦波作为调制波(Modulationwave),以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波(Carrierwave),当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得高度相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列，这种调制方法称作正弦波脉宽调制(SinusoidalpulseWidt

8、hModu