四川大学期末考试试题 (A 套) （20 —— 20 学年第 学期） 课程号： 课序号： 课程名称：运动控制系统 任课教师： 成绩： 适用专业年级： 自动化 学生人数： 印题份数： 学号： 姓名： 考 试 须 知 四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》 和《四川大学考场规则》。有考试违纪作弊行为的，一律按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。 四川大学各级各类考试的监考人员，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》、《四川大学考场规则》和《四 川大学监考人员职责》。有违反学校有关规定的，严格按照《四川大学教学事故认定及处理办法》进行处理。 第一题 第二题 第三题 第四题 一、选择唯一正确的描述，填入答案编号 A、B、C、D。 [每小题 2 分，本题 26 分] 1．基于闭环反馈控制的直流调速系统中，若下列 环节出现扰动引起的输出误差，系统无能为力： A 励磁回路磁通Φ B 电枢内阻 Ra C 可控电源的增益 Ks D 速度传感器的变换系数α 2．带电流截止负反馈直流单闭环调速系统，给定 I dcr=10A，实验中测试实际截止电流 I’dcr=9.5A， 可能是因为： A 实际整定的电流反馈强度不够大 B 系统负载强度过大 C 截止稳压管极性工作电压 Uw 小于设计值 D 转速给定信号不是最大给定 3．带电流截止负反馈环节直流调速系统某条静特 性如右图所示，若恒转矩负载由特性 1 突变到特性 2，电机最终会稳定于： A 原点 O B 工作点 A C 工作点 B D 工作点 C n/ 0 特性 1 特性 2 n0 A B 0 C Idcr Idbl Id 4．单闭环有静差直流调速系统，已知 D=5，当系 5．直流调速系统中，晶闸管变流电源的传递函数 统为最大给定时，理想空载转速和额定转速分别为 1010 rpm 和 1000 rpm，则系统静差率 s% 约为： A 0.99% B 4.76% C 5.0% D 99.0% 为 Ks/（TsS+1）： A Ts 对于各种晶闸管变流电路，大小都一样 B 说明晶闸管变流电源的本质是一阶惯性环节 C 对确定结构的晶闸管电路，Ts 的取值并不完全 符合实际情况，而且可能是时变的 D 晶闸管性能越好，Ts 越小 

6．对于单闭环直流调速系统，若将 P 调节控制改 造为 PI 调节控制： A 调节参数设计计算更为简单 B 能实现最优起动控制性能 C 更容易实现安全的软启动 D 更容易通过调节器保障系统稳定性 7．带电流截止负反馈调速系统中，截止稳压管 Uw=6.9V，电流反馈系数=5.7V/A，当电枢电流达 1.21A 时，引入误差调节器的电流反馈信号为： A 6.9V B 5.7V C 0V D 无法确定 8．电流、速度双闭环调速系统，β=0.1V/A，ASR 输出限幅值为±10V，系统在稳态时测得 Ui=5V， 则可以判断： A 系统正工作在最大电枢电流 Idm=100A 的状态 B 电动机现在的电枢电流时 Id=50A C 系统现在的电流给定信号为－10V D 系统阶跃启动时 Idm 为 50A 9．为实现电流速度双闭环调速系统的准最优阶跃 启动过程，哪组 ASR、ACR 的参数相对合理： ASR ACR Kpn n Kpi i A 3 0.007s 0.4 0.05s B 0.4 0.007s 3 0.05s C 3 0.05s 0.4 0.007s D 0.4 0.05s 3 0.007s 10. =β 配合控制可逆直流双闭环调速系统中，当 速度给定切换到反转状态时（从 U*n 到-U*n）: 11．直流 PWM 全桥（H 桥）电源调速系统中，若 采用双极输出电压模式向电枢供电： A 系统的速度和电流会同时完成反向 B 转速会先于电枢电流反向，以便进入制动过程 C 正向制动完成后，ASR 即退出饱和 D 电流反馈的实时状态（大小和极性）决定 ACR 的控制输出 A PWM 占 空 比 δ % 最 大 可 接 近 0~50% 范 围 B 占空比δ %=50%为正反转临界控制点 C 电源输出的最大电压是单极性模式的 0.5 倍 D 实现可逆运行需 2 套 H 桥 12. 采用 PI 调节器的不可逆双闭环调速系统中， 当带额定负载稳态运行（U*n  0）时可能出现: 13．可逆双环调速系统在正、反转切换中基本保证 了恒加速度制动和反向起动，主要由于： A Ui  0 Uct  0 B Ui = 0 Uct  0 C Un 0 Uct = 0 D Un= 0 Uct = 0 A = 配合控制作用 B 逻辑无环流控制作用 C 速度调节器的 PI 调节的结果 D 最大电流给定 U*im 始终恒定不变的结果 二、填空题 [本题 24 分] 1． 典型的速度反馈调速系统，除被控对象电机及负载以外，至少还应具备下列功能单元： ， ， 和 。 2． 单闭环 P 调节直流调速系统实验中，采用 P 调节器，已知 U*n= -10V 时系统处于稳态运行，测得 n=1000rp m，Un= 8V，Uct= 3.8V，Ks=10，则速度反馈系数α = （V/rpm）；调节器增益 Kp= ，调压电 源输出 Ud0= 。 3． 双闭环调速系统恒值电流起动过程中总是小于设定的最大电流 Idm， 是因为 属于Ι 型系统结构，而 此过程中的扰动量为 ，该扰动具有 函数特点。 注：1．试题字迹务必清晰,书写工整。 本题 4 页，本页为第 2 页 2．题间不留空，一般应题卷分开。 教务处试题编号： 3．务必用 A4 纸打印。 

学号： 姓名： 4． 电流、转速双闭环调速系统，已知系统设计参数 U*nm\ U*im\ Ce\ R\ \ β \ Ks\ Kpn\ Kpi\ n\i， 则预计系统需要的最大电源电压 Ud0m ≈ 。 5． α =β 配合控制双闭环可逆调速系统，已知电枢回路的各参量 L、R、Ud0 和 Ea，在正向停车过程中，本组 （VF）晶闸管电源通过逆变减小电枢正向电流，该电流来源于 ，其数学表达式为 id= 。 6． 逻辑无环流可逆控制系统中，逻辑控制电路的两个条件输入量分别代表电机转矩的 和电枢电流的 。 7. 双闭环 V-M 可逆调速系统的反向制动过程三个阶段中，正组（VF）晶闸管电源的工作状态依次为 ， ，和 ，电流调节器（ACR）的输出状态依次为 ， ，和 。 8. 一个设计定型的带电流截止功能无静差（PI 调节）转速负反馈直流调速系统，U* nm=10V 时， Idcr=1.5Inom， Idblm=2Inom， n=1200r/min,现将 U* n 降为 2.5V，此时 Idcr= ，Idbl= ，n= 。 三、如下图所示带电流截止功能的转速负反馈直流调速系统： [本题 25 分] 1. 已知截止稳压管工作电压 6.9V，系统截止电流 Idcr=1.2A，如何在 Id=0.6 时整定实验装置上的β 值， 简述操作依据和主要步骤。 ~ RP1 VST RP3 Ui + _ L R0 R1 R0 R0 _ + Δ U* n Ud +Uct GT M Ud + _ n + RP2 _ T G Un + _ 负 载 2.电动机及控制系统已知参量如下： 电动机额定参数 UN=220v， IN=20A, nN=1000rpm，Ce=0.2V/rpm 电枢回路总电阻 Σ R=2Ω 晶闸管可控电源 Ks=80 最大转速给定 U* nm=12V 截止稳压管 Uw =5V 截止电流 Idcr=1.2IN 调节器输入电阻 R0=10KΩ 本题 4 页，本页为第 3 页 教务处试题编号： 

系统稳态指标： 调速范围 D=5，静差率 s% ≤5% 1）试求误差调节器实现参数 R1。 2）截止环电流反馈系数β 、转速反馈系数α ,画出系统稳态结构框图（用实际参量表达）。 （要求有原理公式、带入数据表达式及计算结果，计算保留 1 位有效小数） 四、 =  配合有环流双闭环无静差直流调速系统带恒转矩反作用负载运行： [本题 25 分] 1. 系统最大速度给定 Un = 10V，稳定运行时 Id=Idm/2，突然将速度给定从 Un =5V → -10V。 1） 在新的稳态，Uc \Un \Ui 约为给定变化前的多少倍？简要说明理由（不计 Id∑R 影响）。 2） 试画出 Un =5V → -10V 电机从第一稳态到第二稳态 U*n、n、id 的近似过渡响应波形（三个波形在应对 时序，波形稳态幅值做必要标注）。 2. （非标答案题）若本系统的电流传感采用三相交流互感器，如下图所示，在 2 套晶闸管电源的三相交流进 线端前设置该互感器，通过交-直变换和分压器取样得到电流反馈信号 Ui。由于该方案只能为调节系统提 供电流信号的强度信息而无极性信息，无法满足可逆控制的要求。试考虑一种 Ui 的信号处理方案，在不 增加其他传感器的前提下，将其处理为能正确反映电枢电流大小和极性的反馈信号（说明相关硬件或软件 实现平台、工作原理及对方案自我评估优劣等）。 信号 处理 单元 + _ Ui GT _ +   _ U*n U*i Uc *i ACR ASR + Un -Uc AR GT TG ~ VF L VR Ud0f M Ud0r 本题 4 页，本页为第 4 页 教务处试题编号：