伺服系统复习题

《运动控制系统》复习题

第一章 伺服系统的作用及组成

1.在伺服控制系统中，使输出量能够以一定 跟随输入量的变换而变换的系统称为 ，亦称为伺服系统。 (准确度 、 随动系统)

2.伺服系统按调节理论分类可分为：开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统。

3.伺服系统按使用的驱动元件分类可分为：步进伺服系统、直流伺服系统、交流伺服系统。

第二章 伺服控制基础知识

1.GTO/GTR/MOSFET/IGBT各自的特点及应用范围。

第三章 步进电动机的控制

1.简述反应式步进电机的工作原理。

2.一台无相步进电动机，工作在十拍方式，转子齿数为48，在单相绕组中测得的电流频率为500Hz，试求电动机的齿距角、步距角和转速。

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3.三相步进电动机工作在双三拍方式，已知步距角为3°,最大转矩Tmax=0.685N.m，转动部分的转动惯量J=1.725×10-5kg.m2,试求该步进电动机的自由振荡频率和周期。

4.若一台BF系列四相反应式步进电动机，其步距角为1.8°/0.9°。试问：(1) 1.8°/0.9°表示什么意思？(2)写出四相八拍运行方式的一个通电顺序。(4)在A相测得电源频率为400Hz时，每分钟的转速为多少？

5.正常情况下步进电机的转速取决于( )

A.控制绕组通电频率 B.绕组通电方式 C.负载大小 D.绕组的电流

6.某三相反应式步进电机的转子齿数为50，其齿距角为( ) A.7.2° B.120° C.360°电角度 D.120°电角度

7.某四相反应式步进电机的转子齿数为60，其步距角为( ) A.1.5° B.0.75° C.45°电角度 D.90°电角度

8.某三相反应式步进电机的初始通电顺序为ABC，下列可使电机反转的通电顺序为（A）

A.CBA B.BCA C.ACB D.BAC

9.下列关于步进电机的描述正确的是（）

A.抗干扰能力强 B.带负载能力强 C.功能是将电脉冲转化成角位移 D.误差不会积累

10. 某五相步进电机在脉冲电源频率为2400Hz 时，转速为1200rpm，则可知此

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时步进电机的步距角为(B )。 A．1.5°

B.3°

C. 6° D. 4° 11. 步进电机的角位移与（ D ）成正比。

（A）步距角 （B）通电频率 （C）脉冲当量 （D）脉冲数量

12.三相反应式步进电机的通电状态包括 、 和 。

13.五相反应式步进电机多相通电时，其最大静转矩为 。

14.提高步进电机的带负载能力的方法有 和 。

15.如何控制步进电机的角位移和转速？步进电机有哪些优点？

16.步进电机的转速和负载大小有关系吗？怎样改变步进电机的转向？

17.为什么随着通电频率的增加，步进电机的带负载能力会下降？

第四章 直流电动机调速系统

1 系统的调速范围是1000~100rmin，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解：

nnnsD(1s)10000.02(100.98)2.04rpm

系统允许的静态速降为2.04rpm。

2 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为特性为

n0min150rminn0max1500rminnN15rmin，最低转速，且在不同

，带额定负载时的速度降落

转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？

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解：1）调速范围

Dnmaxnmin(均指额定负载情况下）

nmaxn0maxnN1500151485nminn0minnN15015135Dnmaxnmin148513511

2) 静差率

snNn01515010%

3.双闭环调速系统的ASR和ACR均为PI调节器，设系统最大给定电压

nNCeUn*Unm=15V，=20，

=1500r/min，

IN=20A，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻R=2Ω，

*UnKs=0.127V·min/r，求：（1）当系统稳定运行在、

Ui*=5V，

IdL=10A时，系统的n、

Ui*、

Ui和

Uc各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，和

Uc各为

多少？

解：(1)

*Unm/nN15V/1500rpm0.01V/rpm*Un当U5V,*n转速n5V500rpm0.01V/rpm*Uim15V0.375V/AIdm40AUi*Id0.375*103.75VUiUC即Ud0EIdLRCenNIdLR0.127*50010*24.175VKsKsKs20n500rpm,Un5V,Ui*Ui3.75V,Uc4.175v

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*UIdm15V， i（2）堵转时，

UcUd0CenIdRIdmR40*24VKsKsKs20

4. 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR，ACR均采用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

=1.5Ω,设

**UnmUimUcmI =8V，电枢回路最大电流dm=40A,电力电子

变换器的放大系数Ks=40。试求： （1）电流反馈系数和转速反馈系数。

（2）当电动机在最高转速发生堵转时的Ud0,Ui,Ui,Uc值。

*Uim8V0.2V/AI40Adm解:1）

*Unm8V0.008V/rpmnN1000rpm

* 2)

Ud0EIdlRCenNIdlR40A*1.560V

这时：

*U8V,Un0，ASR处于饱和，输出最大电流给定值。 n

*U i8V,Ui8V,

UCUd0KS60401.5V

5静差率和机械特性硬度是一回事。（ Ⅹ ）

6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。 （ Ⅹ ）

7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的大小并非仅取决于速度定 Ug* 的大小。 （√）

8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。 （ Ⅹ ） 9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ）

10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√）

11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。 （Ⅹ） 与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。 （ Ⅹ ）

1．转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是 (B) A．PID B．PI C．P D．PD

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2．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率(A) A．越小 B．越大 C．不变 D．不确定

4．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是(B) A．比例控制 B．积分控制 C．微分控制 D．比例微分控制 5．控制系统能够正常运行的首要条件是(B)

A．抗扰性 B．稳定性 C．快速性 D．准确性 8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是(A)

A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括(D)

A.转速调节阶段 B.电流上升阶段 C.恒流升速阶段 D.电流下降阶段 10．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是(C)

A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 11．采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于(A) A．无静差调速系统 B．有静差调速系统

C．双闭环调速系统 D．交流调速系统 12. 直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（A）。

A ACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动 B ACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动 C ACR 放大转矩波动，ASR抑制电压波动 D ACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动

13．双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是（A）。

（A）ASR饱和、ACR不饱和 （B）ACR饱和、ASR不饱和 （C）ASR和ACR都饱和 （D）ACR和ASR都不饱和 14．无静差调速系统中，调节器一般采用（C）调节器。

（A） P调节器 （B） PD调节器 （C） PI调节器

15．在速度负反馈单闭环调速系统中，当下列（C）参数变化时系统无调节能力。

（A） 放大器的放大倍数Kp （B）负载变化

（C）转速反馈系数 （D）供电电网电压

16.为了增加系统响应的快速性，我们应该在系统中引入（ A ）环节进行调节。

（A） 比例 （B） 积分 （C） 微分

1．常用的可控直流电源有：旋转交流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器

2．调速系统的稳态性能指标包括 调速范围 和 静差率 3．反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定

4．当电流连续时，改变控制角，V—M系统可以得到一组 平行的 机械特性曲线。

5．常见的调速系统中，在基速以下按 恒转矩调速方式，在基速以上按 恒功率调速方式

6．自动控制系统的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

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第五章 无刷直流电动机控制系统

1.无刷直流电机和普通直流电机最大的区别就是用 （电子换向器） 取代了机械换向器和 （电刷）。

2.无刷直流电动机的转子位置检测器一般有 (电磁式) (霍尔式) (光电式) 三种。

3.开环型无刷直流电动机驱动器内部包括：三相H形桥式逆变器、换相控制逻辑电路、PWM调速电路以及过电流等保护电路。

第六章 异步电动机调速系统

1．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是C A．降电压调速 B．变极对数调速 C．变压变频调速 D．转子串电阻调速 2．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的A

A．正弦波 B．方波 C．等腰三角波 D．锯齿波 3．笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，恒?控制方式控制

性能最好C

A．恒US1控制 B．恒Eg1控制 C．恒Er1控制 4．SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的C

A．正弦波 B．方波 C．等腰三角波 D．锯齿波 5．正弦波脉宽调制的英文缩写是C A．PID B．PWM C．SPWM D．PD

6．SPWM控制技术包括 (单极性控制 )和 (双极性控制 ) 两种方式。 7．常见的转速检测装置有( 测速发电机、、电磁脉冲测速器). 8．VVVF控制是指逆变器输出 (电压 和 频率 )可变的控制。 9．电流截止负反馈的作用是 (限流) 10．负反馈的作用是 (抵制扰动)

11.异步是指转子转速与_______存在差异。.鼠笼式转子

12．交流伺服电动机的转子有两种形式，即_________________和非磁性空心杯形转子。定子磁场转速

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