运动控制重点.doc

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1、1.简述矢量控制（VC）系统的基本思路？以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流iA、iB、iC通过三相—两相变换可以等效成两相静止坐标系上的交流电流iα和iβ，再通过同步旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的电流id和iq。如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的便是一台直流电动机。通过控制，可使交流电动机的转子总磁通Φr就是等效直流电动机的励磁磁通，如果把d轴定位于Φr的上方，称作M轴，把q轴称作T轴，则M轴绕组相当于直流电动机的励磁绕组，im相当于励磁电流，T绕组相当于伪静止的电枢绕组，it相当于与转矩成正比的电枢电流。既然异步电动机经

2、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策略，得到直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电动机了。由于进行坐标变换的是电流的空间矢量，所以这样通过坐标变换的控制系统就叫做矢量控制系统。2.正弦波脉宽调制（SPWM）技术原理？以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波，并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波，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，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波

3、面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效，这种调制方法称作正弦波脉宽调制。3.开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系：1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多。2）闭环系统的静差率要比开环系统小得多。3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围4）要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。4.转差频率控制的规律是：1）在ωs≤ωsm的范围内，转矩Te基本上与ωs成正比，条件是气隙磁通不变。2）在不同的定子电流值时，按图（6-41需记）的Us=f(ω1Is)函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通Φm恒定。5.转速调节器的作用：1)转速

4、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Un*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动机允许的最大电流。6.C3/2表示从三相坐标系变换到两相坐标系的变换矩阵，两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系的变换阵是：7.电流调节器的作用：作为内环的调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电Ui*（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，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程。4）当电动机过载甚至堵转时，限制电枢

5、电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。8.转速负反馈调速系统中，当电网电压发生变化时，系统对其有调节能力。因为电网电压是系统的给定反馈控制系统完全服从给定。负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻发生变化时系统对其有调节能力，因为它们的变化最终影响到转速，都会被测速装置检测出来。再通过反馈控制作用，减小它们对稳态转速的影响。测速发电机励磁各量发生变化时，它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。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。9.直接转矩控制系统和矢量控制系统特

6、点与性能的比较：性能与特点直接转矩控制系统矢量控制系统磁链控制定子磁链转子磁链转矩控制砰-砰控制，有转矩脉动连续控制，比较平滑坐标变换静止坐标变换，较简单旋转坐标变换，较复杂转子参数变化影响无有调速范围不够宽比较宽10.双闭环直流调速，起动过程三个阶段及特点：电流上升阶段，恒流升速阶段，转速调节阶段1）饱和非线性控制。2）转速超调。3）准时间最优控制。11.PWM便压变频器的优点：1）、在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元是可控的，通过它同时调节电压和频率，结构十分简单。采用全控型开关器件，通过驱动电压脉冲进行控制，驱动电路简单，效率高。2）、输出电压波形虽是一

7、系列的PWM波，但由于采用了恰当的PWM控制技术，正弦基波的比重较大，影响电动机运行的低次谐波收到很大限制，因而转矩脉动小，提高了系统的调速范围和稳态性能。3）、逆变器同时实现调压和变频，系统的动态响应不应受中间直流环节滤波器参数的影响，使动态性能得以提高。4）、采用不可控的二极管整流器，电源测功率因数较高，且不受逆变器输出电压大小的影响。电动机的电动势系数开环系统静态速降闭环静态速降闭环系统开环放大倍数