自动控制系统(4习题)

第四章可逆调速控制系统及全数字调速控制器习题课《自动控制系统》网站地址：一、判断题(请判断下述论述的正误，在正确论述后的括号内划“√”，在错误论述后的括号内划“×”。）1、无论调速控制系统是否可逆都会发生本桥逆变现象。(√)2、可逆调速控制系统一般用于动态指标要求比较高、电动机需要可逆运行的场合。(×)3、典型配合控制的有环流可逆调速系统在理论上不会出现正反两组整流桥之间的短路故障。(√)4、如果PWM变换器的电压输出波形只有一种极性，那么该PWM直流调速系统一定是由不可逆PWM变换器构成。(×)5、对新购调速器需要先进行参数自动优化然后才能进行调速器的软件组态。(×)3一、判断题(请判断下述论述的正误，在正确论述后的括号内划“√”，在错误论述后的括号内划“×”。）6、最优制动就是在满足电机、机械和人体生理承受能力的条件下实现电动机的制动时间最短。(×)7、一般控制系统增加进线电抗器的主要目的是：提高控制系统的功率因数。(×)8、在多电机同步运行的自动化流水线上，如果同时能出现有的电动机需要吸收电能；有的电动机需要释放电能，可采用直流共母线工作方式。(√)9、附加工艺板是根据生产工艺对转速调速指标的高低来选择。(×)10、在高海拔地区使用调速器时，应注意所带负载都要小于额定负载或提高发热器件的冷却效果(√)例如：恒厚度调节器、恒张力调节器、多电机同步调节器等都属于工艺功能附加板，即专用PID调节器。4一、判断题(请判断下述论述的正误，在正确论述后的括号内划“√”，在错误论述后的括号内划“×”。）11、直流调速器的使能控制端的基本功能是给直流电动机施加励磁。(×)12、一般控制系统增加进线接触器的主要目的是：当控制系统出现故障时能自动脱离电网。(×)13、一般直流调速器控制运行的顺序为：先接通“送电”控制端子，然后接通“运行使能”端子。(√)14、三角波、锯齿波和正弦波都可以做脉宽调制控制器（PWMR）的调制信号。(×)15、在典型配合控制的双闭环可逆调速系统中，如果参数设置恰当电流调速器的输出就不会出现瞬间饱和限幅状态。(×)使用目的：其一，电源一旦断电或欠压，能自动将调速器与电源脱开，以免在外部端子控制状态下重新供电时调速器自行工作或因在欠压工作状态下由于电流过大而烧坏电动机等用电设备，以保护设备的安全及人身安全；其二，在调速器内部保护功能起作用时，通过接触器使调速器与电源脱开。51、对于双极式可逆PWM控制器的输入电压的（幅值）与输出脉冲电压的（宽度）成正比或成反比。2、在有环流可逆调速系统中，对于非独立电源电路用（四个）环流电抗器才能达到降低环流（峰值）的目的。3、双极式可逆PWM调速控制系统无论负载(大小)都不会出现电枢电流(断续)的现象。4、对于旧的调速器，如果负载不变，当电枢电流增加时其故障原因：一是，电动机电枢绕组（有匝间短路现象）；二是，励磁磁场（达不到额定值）。二、填空题(在括号内或待画图内填写适当的词语或绘制曲线使下面的结论或波形正确。)65、对于旧的调速器，如果出现转速不稳，可能的原因（电动机碳刷接触不良）或（速度给定电位器磨损）6、PWM调速控制系统中的三角波频率的大小主要取决于开关管的最大（导通）与（关断）时间的大小。二、填空题(在括号内或待画图内填写适当的词语或绘制曲线使下面的结论或波形正确。)71、某可逆调速系统的逻辑切换装置的原理图如上图所示，试分析VD1、C1和VD2、C2的作用，选择下述结论：A)C1的充电时间不能小于判断本桥逆变电流真正为零的时间（√）B）C2的充电时间不能小于判断本桥逆变电流真正为零的时间（）C）C2的充电时间等于晶闸管的阻断时间（）D）C1的充电时间等于晶闸管的阻断时间（）三、选择题（请在每个题目给出的四个选项中选择一个正确的答案填到括号中）82、当主电路的晶闸管由于损坏而更换时，可逆调速系统的逻辑切换装置中的参数要作如下校核：A)C1的充电时间要进行校核（）B）C1、C2各自的充电时间都要进行校核（√）C）C2的充电时间要进行校核（）D）C1、C2各自的充电时间都不需要进行校核（）三、选择题（请在每个题目给出的四个选项中选择一个正确的答案填到括号中）93、某双极式控制的桥式可逆双闭环脉宽调速系统原理框图如图所示，对该图有下述结论：A)此调速系统采用正负两种给定是错误的。（）B)此调速系统最多只能实现一种旋转方向。（）C)在反转时测速反馈信号应该加反号器。（）D)使用平波电抗器Ld是错误的。（√）三、选择题（请在每个题目给出的四个选项中选择一个正确的答案填到括号中，）104、某脉宽调速系统主电路原理图如图所示，如果此系统的开关频率f=10KHz，最大调速范围D=20000,那么该图中大功率开关管VT的最大导通与关断时间之和为：A)5ns（√）B)2ns（）C)0.05μs。（）D)0.02μs（）三、选择题（请在每个题目给出的四个选项中选择一个正确的答案填到括号中，）115、图3-3是两种控制系统接地方式，下面哪个结论是正确的？A）图3-3（A）所示控制系统的接地方式正确。（）B）图3-3（B）所示控制系统的接地方式正确。（）C）两种控制系统的接地方式都正确。（）D）两种控制系统的接地方式都不正确。（√）三、选择题（请在每个题目给出的四个选项中选择一个正确的答案填到括号中，）图3－3126、已知某双闭环可逆调速系统的仿真实验电路的仿真结果如图3-4(A)所示，将该仿真实验电路中的一个模块参数修改后，出现的仿真结果如图3-4(B)所示。对此有如下结论：三、选择题（请在每个题目给出的四个选项中选择一个正确的答案填到括号中，）图3－413A）图3-4(B)是修改ASR的“P”或“I”参数所出现的仿真结果。()B）图3-4(B)是修改ACR的“P”或“I”参数所出现的仿真结果。()C）图3-4(B)是修改ASR的输出限幅值所出现的仿真结果。(√)D）图3-4(B)是修改ACR的正向输出限幅值所出现的仿真结果。()三、选择题（请在每个题目给出的四个选项中选择一个正确的答案填到括号中，）图3－4147、右图是西门子6RA70系列调速器主控板的部分输入端子，根据该调速器的功能判定下面哪个结论是正确的？A）4号端子只能输入电压信号。（）B）4号端子只能输入电流信号。（）C）能用PLC的开关量输出或按钮作为36号至39号端子的输入信号。（√）D）能用PLC的模拟量输出或按钮作为36号至39号端子的输入信号。（）三、选择题（请在每个题目给出的四个选项中选择一个正确的答案填到括号中，）158、对于右图中10K（0.25W）给定电位器，有如下结论：A）10K给定电位器是必选器件。（）B）如果现场没有10K的电位器，可以用小于10K的电位器代替。（）C）如果现场没有10K的电位器，可以用小于10K并且功率大于0.25W的电位器代替。（）D）如果现场没有10K的电位器，可以用大于10K并且功率不小于0.25W的电位器代替。（√）三、选择题（请在每个题目给出的四个选项中选择一个正确的答案填到括号中，）16四、问题分析1、某调速系统的仿真模型电路如下图所示。避免同一桥臂上下两个开关管同时导通现象发生的模块是什么模块？该模块的参数选择原则是什么？17四、问题分析1、某调速系统的仿真模型电路如下图所示。避免同一桥臂上下两个开关管同时导通现象发生的模块是什么模块？该模块的参数选择原则是什么？解：避免同一桥臂上下两个开关管同时导通现象发生的模块是继电器模块“Relay”和“Relay1”。死区时间是由该模块进行控制。18四、问题分析1、某调速系统的仿真模型电路如下图所示。避免同一桥臂上下两个开关管同时导通现象发生的模块是什么模块？该模块的参数选择原则是什么？解：避免同一桥臂上下两个开关管同时导通现象发生的模块是继电器模块“Relay”和“Relay1”。死区时间是由该模块进行控制。它们的参数选择原则是：导通延时关断不延时，延时时间必须大于开关管的阻断时间。思考题：输入信号的通、断点为什么不能对称相等？思考题：输入信号的通、断点为什么不能对称相等？19四、问题分析2、某PWM调速控制系统原理图如下所示，分析该原理图回答如下问题：在电动机电枢两端看到的PWM波形一定是有正负两个极性的波形吗？为什么？电位器RP2、电容C4的作用是什么？20四、问题分析3、某变压器硅钢片生产线中的硅钢片测长轮与增量式旋转编码器同轴，生产工艺要求：每分钟剪切长度为500mm的硅钢片120片，剪切精度为±0.1mm。已知测长轮的周长为125mm，试分析该增量式旋转编码器每周的最少脉冲数是多少？如一调速器对该旋转编码器脉冲的识别频率为f=40KHz，该调速器是否能辨别此旋转编码器的脉冲？21四、问题分析1251.0NX3、某变压器硅钢片生产线中的硅钢片测长轮与增量式旋转编码器同轴，生产工艺要求：每分钟剪切长度为500mm的硅钢片120片，剪切精度为±0.1mm。已知测长轮的周长为125mm，试分析该增量式旋转编码器每周的最少脉冲数是多少？如一调速器对该旋转编码器脉冲的识别频率为f=40KHz，该调速器是否能辨别此旋转编码器的脉冲？解：设旋转编码器每周的脉冲数为X，那么由已知条件可有如下等式：其中：N为控制精度系数，N≥2的正整数，N越大控制精度应越高，但是，N过大控制器件的成本就越高。如果选择N＝2，那么该编码器每周的最少脉冲数为2500X22四、问题分析4、运动控制系统通常选用调速器的主要目的是什么？回答此问题应如下几个方面回答：1）能实现精准调速；2）便于建立闭环控制提高调速系统的抗干扰能力；3）便于实现各种逻辑控制与现场总线控制；4）能提高集成控制系统的可靠性和维修的快捷与方便性。23四、问题分析5、某四辊平整机生产过程如图所示，已知所有7台直流电机都是西门子6RA70直流调速器进行调速控制，各自的功率如图所示。试分析四辊平整机出口下“S”辊直流调速器的主电路经常被烧坏而进口下的“S”辊直流调速器一直工作正常的原因？收卷500KW开卷300KW进上S”240KW进下“S”120KW出下“S”120KW出上“S”240KW主电机700KW24五、设计题某生产工艺需要运货小车的运行轨迹如图5-1所示已知KM1、KM2得电，分别控制着运货小车的左、右履带的正向运行；KM3、KM4得电，分别控制着运货小车的左、右履带的反向运行。生产工艺要求如下：图5－125五、设计题某生产工艺需要运货小车的运行轨迹如图5-1所示已知KM1、KM2得电，分别控制着运货小车的左、右履带的正向运行；KM3、KM4得电，分别控制着运货小车的左、右履带的反向运行。生产工艺要求如下：图5－126五、设计题某生产工艺需要运货小车的运行轨迹如图5-1所示已知KM1、KM2得电，分别控制着运货小车的左、右履带的正向运行；KM3、KM4得电，分别控制着运货小车的左、右履带的反向运行。生产工艺要求如下：1、用户要求该运货小车的每步运行速度都相同，但是，速度的大小任意可调，如果运货小车前下方装有一个起轨迹反馈作用的检测器。试设计一个具有运行轨迹自动纠偏功能的履带驱动控制装置并绘出其原理框图。图5－127五、设计题某生产工艺需要运货小车的运行轨迹如图5-1所示已知KM1、KM2得电，分别控制着运货小车的左、右履带的正向运行；KM3、KM4得电，分别控制着运货小车的左、右履带的反向运行。生产工艺要求如下：1、用户要求该运货小车的每步运行速度都相同，但是，速度的大小任意可调，如果运货小车前下方装有一个起轨迹反馈作用的检测器。试设计一个具有运行轨迹自动纠偏功能的履带驱动控制装置并绘出其原理框图。图5－128五、设计题某生产工艺需要运货小车的运行轨迹如图5-1所示设计：图5－1也可以使用专用直流调速器29五、设计题某生产工艺需要运货小车的运行轨迹如图5-1所示2、在上述已知条件基础上，假设电动机Ｍ1和Ｍ2都是由欧陆590系列四象限直流调速器驱动，如图5-2所示该调速器的部分控制端子的功能说明