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1、运动控制系统课程试卷（A卷） 本试卷用于电气工程系2010级自动化专业本科学生（时量：120分钟 总分100分） 注意：1、答案必须填写在答题纸上，填写在试卷上的无效。2、答卷必须写明题目序号，并按题号顺序答题。3、请保持行距，保持卷面整洁。一、填空题（每空1分，共30分）1. 运动控制系统的控制对象为 电动机 ，运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、 控制器 及相应的传感器等构成。2. 运动控制系统的基本运动方程式为 。3. 生产机械常见的三种负载是恒转矩负载、 和 。4. 直流电动机调速系统调速方法有三种： 、弱磁调速和串电阻调速；异步电机调速按转差功率消耗的不同来分类有三种，转差功率
2、消耗型、 馈送型 和转差功率不变型，其中变压变频调速是属于 不变型 ，是最有前途的调速方式。 5. 数字测速中，T法测速适用于 低频段 ，M法测速适用于 高频段 。6、双闭环直流调速系统的起动过程分为 阶段、 阶段和转速调节三个阶段。 7. 单闭环比例控制直流调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应的改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。8转速闭环控制的交流调压调速系统在调速时，电压变还是不变，回答是 变 ，频率变还是不变，回答是 不变 ；恒压频比控制方式是指给异步电动机供电的电压和 频率 之比为常数。9异步电机基于稳态模型的控制方法有 spwm
3、和 cfpwm 115 ；基于动态数学模型的高性能控制方法有FOC和 vc 。P17910异步电动机变压变频调速控制特性曲线中，基频以下调速称为恒转矩调速，基频以上调速称为 近似的恒功率 调速。11控制变频器逆变部分的常见的脉冲宽度调制技术有（1）以追求电压正弦为目的 spwm ，（2）以追求电流正弦为目的的CFPWM控制技术，（3）以追求磁链正弦为目的的SVPWM控制技术。12.转差频率控制的两个基本特点是：（1）定子电压和频率比协调控制保持空隙磁通恒定，（2） 。13. 三相异步电动机的机械特性方程式是，临界转差率为 。9. 定子电压进行3s/2s变换的公式是 ，定子电压进行2s/2r变换
4、的公式是 。10不同电动机的物理模型彼此等效的原则是：在不同坐标系中所产生的磁势完全一致 ， 也相等。11. 旋转坐标系下，异步电机电磁转矩方程为，其中表示 。12.异步电机无论是三相静止坐标系、两相静止坐标系，还是两相旋转坐标系下其动态数学模型必须由磁链方程、电压方程、 和运动方程构成。13.基于异步电机动态数学模型的矢量控制技术和直接转矩控制技术中，中、高速性能比较好的是 ，动态响应快的是 。14.计算转子磁链的电压模型和电流模型额，比较起来 适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。二、选择题（每题1分，共10分）1、双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采用PI调节器，其中ASR所起的作
5、用为（ B）。 A、实现电流无静差 B、对负载变化起抗扰作用 C、输出限幅值决定电动机允许的最大速度 D、对电网电压波动起及时抗扰作用2、典型I型系统与典型II型系统相比，（ C）。 A、前者跟随性能和抗扰性能均优于后者 B、前者跟随性能和抗扰性能不如后者 C、前者跟随性能好，抗扰性能差 D、前者跟随性能差，抗扰性能好3、转速单闭环调速系统对下列哪些扰动无克服能力，（ D ）。 A、电枢电阻 B、负载转矩 C、电网电压 D、测速发电机励磁变化4、单闭环转速调节器能增加转速响应快速性的为（ C ）。 A、比例调节器 B、微分调节器 C、PI调节器 D、PD调节器5、双闭环调速系统，ASR、ACR
6、采用PI调节器，下列说法正确的是（ A ）。A、电动机电枢电流最大时，转速最高 B、电动机电枢电流小于负载电流，转速最高C、电动机转速最高时，电枢电流等于负载电流 D、恒流升速时，电动机电枢电流等于负载电流。6绕线式异步电动机串级调速系统属于如下哪种类型？（ B ）A 电磁功率回馈型； B 转差功率回馈型；C 转差功率不变型； D转差功率消耗型7如下几种变频调速方法中，哪种方法的异步机机机械特性是一条直线？（ B ）A 常数 B 常数C 常数 D 改变Us8以下哪种情况异步电动机定子不能产生旋转磁场？（ C）A 六相对称绕组，通入相对称正弦电流；B 五相对称绕组，通入五相对称正弦电流；C 四相
7、对称绕组，通入四相直流电流；D 三相对称绕组，通入三相对称正弦电流9如下各项中，哪项是三相异步电动机数学模型非线性的根源之一？（ C ）A电动机的转速小于旋转磁场的转速； B 定子电压频率大于电动机的旋转频率；C 定子绕组和转子绕组之间的互感是变量；D 转差率在01之间10三相异步电动机在三相轴系上数学模型的性质是（ C）A 单输入、单输出系统； B 线性定常系统；C 多变量、高阶、非线性、强耦合系统； D 双输入、双输出系统三、简答题（24分）1. 简要叙述直流电机速度控制的4种常见方法、性能特点及其适用场合（8分）。2. 简要叙述异步电机速度控制的常见5种方法、性能特点及适用场合（10分）
8、。3简述电压正弦波脉宽调制法的基本思路（6分）。四、分析计算题（36分）1. (12分)。在转速、电流双闭环调速系统中，ASR、ACR均为PI调节器。已知参数：电动机：PN=3.7KW，UN=220V，IN=20A，nN=1000 r/min，电枢回路总电阻R=1.5，设Un*m=Ui*m = Ucm =10V,电枢回路最大电流Idm=50A，电力电子变换器的放大系数ks=50。试求： 电流反馈系数。（2分） 转速反馈系数。（2分） 当电动机在最高转速发生堵转时的Udo 、 Ui* 、 Ui 、Uc值。（8分） 2.（24分）按磁动势等效、功率相等的原则，三相坐标系变换到两相坐标系的变换矩阵为，现有三相正弦对称电流，。（1）求变换后两相静止坐标系中的电流和。分析两相电流的基本特征与三相电流的关系。（12分）(2) 两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换阵为，将（1）中的两相静止坐标系中的电流和变换到旋转坐标系中的电流和，坐标系旋转速度。分析当时，和的基本特征，电流矢量幅值与三相电流幅值的关系。其中是三相电源角频率。（12分） - 4 -
