运动控制系统复习一览-----常考题目总结版本

按"选择题、填空题、判断题、简答题"顺序整理；。

选择题

1.

题目：

直流调速系统要求一定范围内无级平滑调速，以（ ）调速方式为最好。（3.0）

A. 电枢回路串电阻

B. 励磁回路串电阻

C. 降低励磁电压

D. 降低电枢电压

答案：

D

解析：

直流电动机在额定磁通不变时，改变电枢电压可以在基速以下实现连续、平滑、范围较宽的调速，机械特性也较硬，是直流调速系统中最常用、性能最好的调速方式。

2.

题目：

V-M直流调速系统中采用了平波电抗器来抑制电流脉动，改善（ ）问题。（3.0）

A. 堵转时电流过大

B. 功率因数

C. 低速时的高次谐波

D. 轻载时电流断续

答案：

C

解析：

V-M系统由晶闸管整流供电，低速轻载时电枢电流容易脉动甚至断续。串入平波电抗器可以增大电枢回路电感，平滑电流，减小低速时由整流脉动引起的高次谐波影响。

3.

题目：

带比例放大器的转速反馈控制单闭环直流调速系统可以获得比开环调速系统硬度更高的稳态特性，但需要设置（ ）装置。（3.0）

A. 滤波和转速检测

B. 放大器和电流检测

C. 滤波和电流检测

D. 放大器和转速检测

答案：

A

解析：

转速负反馈闭环必须检测实际转速，并且测速信号通常含有纹波或干扰，需要滤波后送入比较环节。比例放大器本身是系统已有环节，电流检测不是单闭环转速反馈系统的必要配置。

4.

题目：

采用比例放大器的转速负反馈直流调速系统是（ ）。（3.0）

A. 稳定的

B. 有静差的

C. 无静差的

D. 不稳定的

答案：

B

解析：

只有比例调节时，系统要产生控制作用就必须保留一定偏差，因此稳态时仍有静差。若要无静差，一般需要引入积分作用。

5.

题目：

下述与直流电动机反馈闭环调速系统的临界放大系数无关的参数（ ）。（3.0）

A. 电力电子变换器的开关频率

B. 电力拖动系统的转动惯量

C. 给定电压

D. 电枢回路电阻

答案：

A

解析：

反馈闭环直流调速系统的稳定性和临界放大系数主要与电机、电枢回路、机械惯量、变换器放大系数及惯性等有关，开关频率不是传统临界放大系数表达式中的直接参数。

6.

题目：

在V-M系统主电路的等效电路图中，不属于整流装置电阻的（ ）。（3.0）

A. 整流器内部的电阻

B. 平波电抗器电阻

C. 整流器正向压降所对应的电阻

D. 整流变压器漏抗换相压降相应的电阻

答案：

B

解析：

整流装置电阻通常包括整流器内阻、正向压降等效电阻、变压器漏抗换相压降等效电阻等。平波电抗器属于外接平波元件，它的电阻不归入整流装置本身的等效电阻。

7.

题目：

晶闸管触发整流装置和脉宽调制直流电源都可以近似成一阶惯性环节，实际使用中，时间常数的大小关系是（ ）。（3.0）

A. 相同

B. 无法比较

C. 晶闸管触发整流装置较大

D. 晶闸管触发整流装置较小

答案：

C

解析：

晶闸管相控整流装置受电网换相和触发延迟影响，等效滞后较大；PWM直流电源开关频率较高，响应通常更快，因此晶闸管触发整流装置的等效时间常数较大。

8.

题目：

直流电动机的理想起动过程期望转速达到给定转速之前，电枢电流为（ ）电流，达到给定转速之后，电枢电流为（ ）电流。（3.0）

A. 最大允许、负载

B. 负载、最大允许

C. 最大允许、额定

D. 额定、最大允许

答案：

A

解析：

理想起动希望在允许范围内用最大电流加速，以获得最快起动；当转速达到给定值后，电磁转矩只需平衡负载转矩，电枢电流降为负载电流。

9.

题目：

转速、电流双闭环直流调速系统稳态工作点上，ASR的输出量是由（ ）电流决定的，而控制电压的大小则同时取决于（ ）电压和（ ）电流。（3.0）

A. 负载、给定、负载

B. 额定、额定、额定

C. 负载、负载、负载

D. 最大、最大、最大

答案：

A

解析：

双闭环系统稳态时，ASR输出作为电流给定，最终由负载所需电流决定；而控制电压既要满足给定转速对应的反电动势，又要补偿负载电流在电枢回路上的压降。

10.

题目：

转速、电流双闭环直流调速系统的两个闭环中，（ ）环主要对电网电压波动起及时抗扰作用，（ ）环主要对负载波动起抗扰作用。（3.0）

A. 电流、转速

B. 转速、电流

C. 电流、电流

D. 转速、转速

答案：

A

解析：

电流环位于内环，响应快，能及时抑制电网电压波动对电枢电流的影响；转速环位于外环，主要通过调节电流给定来抵抗负载扰动造成的转速变化。

11.

题目：

转速、电流反馈控制直流调速系统在实际的设计和运行中，转速调节器是（ ）饱和；电流调节器（ ）饱和。（3.0）

A. 不易、不易

B. 不易、容易

C. 容易、容易

D. 容易、不易

答案：

B

解析：

正常运行时转速调节器一般在线性工作区，不易饱和；电流调节器由于承担快速限流和动态调节作用，在起动、制动或扰动过程中更容易达到限幅。

12.

题目：

转速、电流双闭环直流调速系统起动过程包括了三个特点，但是不包括（ ）。（3.0）

A. 最大允许电流起动

B. 饱和非线性控制

C. 准时间最优控制

D. 转速有超调

答案：

D

解析：

双闭环直流调速系统起动特点通常概括为饱和非线性控制、最大允许电流起动和准时间最优控制。转速有超调不是起动过程必须具备的特点，设计上还常希望限制超调。

13.

题目：

转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器具备的作用为（ ）。（3.0）

A. 使电流跟随给定电流变化

B. 电动机堵转时限制电流为额定值

C. 使转速跟随转速给定电压变化

D. 输出限幅决定允许的最大电流

答案：

A

解析：

电流调节器的基本任务是使电枢电流快速跟随电流给定变化，并抑制电流扰动。堵转限流和最大电流限制通常与限幅有关，但题干问"电流调节器具备的作用"，最直接的是电流跟随。

14.

题目：

若被控对象为三个惯性环节的系统，欲将其校正成本课程选用的典型I型系统，需要引入（ ）调节器。如果三个惯性环节中有两个惯性环节的时间常数很小，则可以通过大惯性环节的简化处理，采用（ ）调节器将其校正为典型II型系统。（3.0）

A. PID、PI

B. PI、PID

C. PID、PID

D. PI、PI

答案：

A

解析：

三个惯性环节的对象要校正为典型I型，常用PID提供比例、积分和微分校正；若两个小惯性环节可合并简化，剩下主要大惯性环节时，用PI即可校正成典型II型。

15.

题目：

直流PWM变换器-电动机系统，当电动机工作在（ ）状态时，向电容充电造成直流侧电压升高，称作（ ）电压。（单选题）（3.0）

A. 回馈制动、泵升

B. 电动、泵升

C. 电动、回馈

D. 回馈制动、回馈

答案：

A

解析：

PWM直流调速系统处于回馈制动时，电机把机械能回送到直流侧，使直流母线电容充电，电压升高。这种由回馈能量引起的直流侧电压升高称为泵升电压。

16.

题目：

转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器的输出限幅决定了（ ）。（单选题）（3.0）

A. 电动机额定电压

B. 电动机最大转速

C. 电动机最大电流

D. 整流装置最小控制角

答案：

D

解析：

电流调节器输出通常作为电力变换器控制电压或触发控制量，其输出限幅对应整流装置控制角的边界。最大电流一般由转速调节器输出限幅决定，因为ASR输出是电流给定。

17.

题目：

转速、电流双闭环直流调速系统中，转速闭环（转速调节器）不具备的作用为（ ）。（单选题）（3.0）

A. 输出限幅决定允许的最大电流

B. 对负载变化起抗扰作用

C. 对电网电压波动起及时抗扰作用

D. 使转速跟随给定电压变化

答案：

C

解析：

转速环负责转速跟随和负载扰动抑制，ASR输出限幅还能限制最大电流。电网电压波动属于内环电流环能更及时处理的扰动，不是转速闭环的主要作用。

18.

题目：

恒功率负载的特征是（ ）。

A. TL = 常数

B. TL = 常数 / n

C. TL ∝ n²

D. TL ∝ n

答案：

B

解析：

恒功率负载满足 P = Tω 为常数，因此转矩与转速近似成反比。

19.

题目：

直流电动机调节电枢供电电压 U 的调速方法属于（ ）。

A. 恒转矩调速 B. 恒功率调速 C. 有级调速 D. 无级调速

答案：

A、D

解析：

电枢电压调速在额定磁通不变时属于基速以下恒转矩调速，且电压可连续调节，属于无级调速。

20.

题目：

调速范围 D 与静差率 S 的关系为（ ）。

答案：

A

解析：

调速范围受最高转速、允许静差率和额定速降共同限制，静差率要求越小，允许调速范围越小。

21.

题目：

带电流截止负反馈的比例控制闭环直流调速系统中比较电压 Ucom 变大时，截止电流 Idcr（ ）。

A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定

答案：

A

解析：

截止电流与比较电压成正相关，比较电压增大时截止点上移。

22.

题目：

两电平 PWM 逆变器共有八种工作状态，当 (SA, SB, SC) = (0,1,0) 时的基本电压空间矢量表达式为（ ）。

答案：

B

解析：

两电平逆变器的开关状态对应 6 个非零基本矢量和 2 个零矢量，(0,1,0) 对应卷面所列 B 项。

23.

题目：

风机、泵类负载的特征是（ ）。

A. TL = 常数

B. TL = 常数 / n

C. TL ∝ n²

D. TL ∝ n

答案：

C

解析：

风机、泵类负载转矩通常近似与转速平方成正比。

24.

题目：

直流电动机减弱励磁磁通的调速方法属于（ ）。

A. 恒转矩调速 B. 恒功率调速 C. 有级调速 D. 无级调速

答案：

B、D

解析：

弱磁调速用于基速以上，近似恒功率，励磁可连续调节所以为无级调速。

25.

题目：

调速范围 D 与静差率 S 的关系为（ ）。

答案：

C

解析：

卷面标注为 C；调速范围与允许静差率、额定速降和最高转速有关。

26.

题目：

带电流截止负反馈的比例控制闭环直流调速系统中比较电压 Rs 变大时，截止电流 Idcr（ ）。

A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定

答案：

B

解析：

卷面标注为 B；在该题给定符号关系下，Rs 增大使截止电流减小。

27.

题目：

两电平 PWM 逆变器共有八种工作状态，当 (SA, SB, SC) = (0,0,1) 时的基本电压空间矢量表达式为（ ）。

答案：

C

解析：

两电平逆变器不同开关组合对应不同基本电压矢量，卷面标注该状态对应 C 项。

28.

题目：

转速、电流双闭环调速系统中，转速环按典型 I 型系统设计，关于性能叙述正确的是（ ）。

A. 抗扰能力较强，稳态无静差

B. 抗扰能力稍差但超调小

C. 抗扰能力较差，稳态无静差

D. 抗扰能力较强但稳态有静差

答案：

B

解析：

卷面答案为 B。转速环按典型 I 型设计时，跟随性能较平稳、超调较小，但抗扰性能通常不如典型 II 型。

29.

题目：

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，则静差率（ ）。

A. 越小 B. 越大 C. 不变 D. 不确定

答案：

A

解析：

机械特性越硬，负载变化引起的转速降越小，因此静差率越小。

30.

题目：

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（ ）。

A. 比例控制 B. 积分控制 C. 微分控制 D. 比例微分控制

答案：

B

解析：

积分作用能对偏差累积调节，使稳态偏差趋于零。

31.

题目：

转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是（ ）。

A. ACR B. AVR C. ASR D. ATR

答案：

A

解析：

ACR 为 Automatic Current Regulator，即电流调节器。

32.

题目：

双闭环直流调速系统的起动过程中不包括（ ）。

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

答案：

D

解析：

典型起动过程分为电流上升、恒流升速和转速调节三阶段。

33.

题目：

下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是（ ）。

A. 饱和非线性控制 B. 转速超调 C. 准时间最优控制 D. 饱和线性控制

答案：

D

解析：

卷面答案为 D。双闭环起动过程的特点包括饱和非线性控制、准时间最优控制等，"饱和线性控制"表述不属于其特点。

34.

题目：

异步电动机 VVVF 调速系统中低频电压补偿的目的是（ ）。

A. 补偿定子电阻压降

B. 补偿定子电阻和漏抗压降

C. 补偿转子电阻压降

D. 补偿转子电阻和漏抗压降

答案：

A（卷面也标注 B 可酌情）

解析：

低频时定子电阻压降相对显著，会削弱磁通，通常需补偿定子电阻压降；若课程按更完整模型，也可能把漏抗压降一并考虑。

35.

题目：

SPWM 技术中，调制波是频率和期望波相同的（ ）。

A. 正弦波 B. 方波 C. 等腰三角波 D. 锯齿波

答案：

A

解析：

SPWM 以正弦波作为调制波，与高频三角载波比较生成脉冲。

36.

题目：

下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是（ ）。

A. 高阶 B. 低阶 C. 非线性 D. 强耦合

答案：

B

解析：

异步电动机动态模型具有高阶、非线性、强耦合特征。

37.

题目：

调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准（ ）。

A. 平均速度  B. 最高速  C. 最低速  D. 任意速度

答案：

C

解析：

静差率在低速时最容易恶化，通常按最低速处的静差率考核。

38.

题目：

采用旋转编码器的数字测速方法，低速阶段具有更高测速精度的方法是（ ）。

A. M 法  B. T 法  C. M/T 法  D. F 法

答案：

B

解析：

T 法测量相邻脉冲时间，低速时脉冲间隔长，测量分辨率较好。

39.

题目：

下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是（ ）。

A. 只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的  
B. 反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动  
C. 反馈控制系统的作用是抵抗扰动、服从给定  
D. 系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度

答案：

B

解析：

反馈主要抑制被反馈环包围的前向通道扰动，环外扰动不能被有效抑制。

40.

题目：

笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好（ ）。

A. 恒 Us/f1 控制  B. 恒 Es/f1 控制  C. 恒 Eg/f1 控制  D. 恒 Er/f1 控制

答案：

D

解析：

恒转子磁链控制最接近磁场定向思想，控制性能优于普通恒压频比控制。

41.

题目：

异步电动机的数学模型在两相静止坐标系中，电压方程的维数是（ ）。

A. 2 维  B. 3 维  C. 4 维  D. 5 维

答案：

C

解析：

三相到两相变换后，定子和转子各有两个轴向电压方程，共 4 维。

42.

题目：

异步电动机数学模型的组成不包括（ ）。

A. 电压方程  B. 磁链方程  C. 转矩方程  D. 外部扰动

答案：

D

解析：

基本数学模型包括电压、磁链、转矩和运动方程，外部扰动不属于模型组成方程。

43.

题目：

带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ ）。

A. 零 B. 大于零的定值 C. 小于零的定值 D. 保持原先的值不变

答案：

A

解析：

比例调节器输出与当前偏差成正比，偏差为零时输出为零。

44.

题目：

无静差调速系统的 PI 调节器中 P 部分的作用是（ ）。

A. 消除稳态误差

B. 不能消除稳态误差也不能加快动态响应

C. 既消除稳态误差又加快动态响应

D. 加快动态响应

答案：

D

解析：

积分环节负责消除稳态误差，比例环节主要提高响应速度。

45.

题目：

异步电动机变压变频调速时，采用（ ）控制方式，可获得线性机械特性。

A. Us/f1 = 常值 B. Eg/f1 = 常值 C. Es/f1 = 常值 D. Er/f1 = 常值

答案：

B

解析：

保持气隙磁通基本恒定时机械特性较线性，常以 Eg/f1 恒定来近似实现。

46.

题目：

双闭环直流调速系统中，转速环按典型 II 型系统设计，关于系统性能叙述正确的是（ ）。

A. 抗扰能力较强，稳态无静差

B. 抗扰能力稍差但超调小

C. 抗扰能力较差，稳态无静差

D. 抗扰能力较强但稳态有静差

答案：

A

解析：

典型 II 型系统常用于提高抗扰能力，并通过积分作用保证无静差。

47.

题目：

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，则静差率（ ）。

A. 越小 B. 越大 C. 不变 D. 不确定

答案：

A

解析：

机械特性越硬，同一负载变化下转速降越小。

48.

题目：

双闭环调速系统中，在电流上升阶段时，两个调节器的状态是（ ）。

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

答案：

A

解析：

起动初期转速偏差大，ASR 饱和输出最大电流给定，ACR 负责建立电流。

49.

题目：

SPWM 技术中，调制波是频率和期望波相同的（ ）。

A. 正弦波 B. 方波 C. 等腰三角波 D. 锯齿波

答案：

A

解析：

SPWM 的调制信号为正弦波，载波通常为三角波。

50.

题目：

无静差单闭环调速系统，稳态时转速的给定值与反馈值相同，此时调节器的输出（ ）。

A. 为 0 B. 正向逐渐增大 C. 负向逐渐增大 D. 保持恒定终值不变

答案：

D

解析：

PI 调节器在偏差为零时，积分项保持原有终值以维持控制量。

51.

题目：

在交-直-交变频装置中，若采用不控整流，则 PWM 逆变器的作用是（ ）。

A. 调压 B. 调频 C. 调压调频 D. 调频与逆变

答案：

C

解析：

不控整流输出直流电压基本固定，逆变器需同时完成变压和变频。

52.

题目：

在电机调速控制系统中，系统无法抑制（ ）的扰动。

A. 电网电压  B. 电机励磁电压变化  C. 给定电源变化  D. 运算放大器参数变化

答案：

B

解析：

卷面答案为 B。电机励磁电压变化会改变磁通和电机参数关系，不在普通转速、电流反馈环直接抑制范围内。

53.

题目：

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. 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

答案：

A

解析：

电流内环响应快，主要抑制电网电压扰动；转速外环主要抑制负载扰动。

54.

题目：

采用旋转编码器的数字测速方法，高速阶段具有更高测速精度的方法是（ ）。

A. M 法  B. T 法  C. M/T 法  D. F 法

答案：

A

解析：

M 法在固定时间内计数脉冲，高速时计数多、相对误差小。

55.

题目：

与矢量控制相比，直接转矩控制（ ）。

A. 调速范围宽  B. 控制性能受转子参数影响大  C. 计算复杂  D. 控制结构简单

答案：

D

解析：

直接转矩控制省去复杂坐标变换和电流内环，结构相对简单。

56.

题目：

电流跟踪 PWM 控制时，当环宽选择较大时，（ ）。

A. 开关频率高  B. 电流波形失真小  C. 电流谐波分量高  D. 电流跟踪精度高

答案：

C

解析：

滞环宽度越大，电流纹波越大，跟踪精度下降，谐波分量增大。

57.

题目：

异步电动机的数学模型从三相静止坐标系变换到两相静止坐标系后，电压方程的维数（ ）。

A. 从 6 维降到 2 维  B. 从 6 维降到 3 维  C. 从 6 维降到 4 维  D. 从 6 维降到 5 维

答案：

C

解析：

三相定、转子变量经 3/2 变换后，定子和转子各两个轴向量，共 4 维。

填空题

1.

题目：

直流电动机调压调速范围内，因为励磁磁通不变，允许输出的最大转矩也不会变，称作"____调速方式"。（3.0）

答案：

恒转矩

2.

题目：

根据生产机械的要求，电力拖动自动控制系统有____系统、伺服系统、张力控制系统、多电动机同步控制系统等多种类型。（3.0）

答案：

调速

3.

题目：

对于调速系统转速控制的要求有调速、稳速、____三个方面。（3.0）

答案：

加、减速

4.

题目：

转速、电流双闭环控制直流调速系统的动态起动过程分为电流上升、____和转速调节三个阶段。（3.0）

答案：

恒流升速

5.

题目：

双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：饱和非线性控制、____和准时间最优控制。（3.0）

答案：

最大允许电流起动

6.

题目：

从能量转换的角度看可以把异步电动机的调速系统分成三类：转差功率消耗型调速系统、转差功率馈送型调速系统、转差功率____型调速系统。（3.0）

答案：

不变

7.

题目：

把电流环校正成典型II型系统会产生很大的超调量，可在电流给定之后加入（ ）来减少超调量。（3.0）

答案：

给定滤波环节（一阶惯性滤波环节）

8.

题目：

控制系统中，中频段的状况对控制系统的（ ）起着决定性的作用。（3.0）

答案：

动态性能

9.

题目：

在他励直流电动机的调速方法中，变电枢电压方法是从____调速，而降低励磁电流以减弱磁通则是从____调速。（填空题）（3.0）

答案：

基速以下；基速以上

10.

题目：

运动控制系统由____、____、控制器及相应的传感器等构成。（3.0）

答案：

电动机；功率放大与变换装置

11.

题目：

调速系统稳态性能指标有____和____。（3.0）

答案：

调速范围；静差率

12.

题目：

运动控制系统由____、____、控制器及相应的传感器等构成。（3.0）

答案：

电动机；功率放大与变换装置

13.

题目：

运动控制系统由电动机、____、____及相应的传感器等构成。

答案：

功率放大与变换装置；控制器

14.

题目：

按照所用电动机种类的不同，调速系统可分为直流调速系统和____调速系统两类。

答案：

交流

15.

题目：

晶闸管触发与整流装置的传递函数为 Ws(s) = ____。

答案：

Ks / (Ts s + 1)

16.

题目：

对于调速系统转速控制的要求有调速、____、加减速三个方面。

答案：

稳速

17.

题目：

转速、电流双闭环控制直流调速系统的动态起动过程分为电流上升、恒流升速和____三个阶段。

答案：

转速调节

18.

题目：

双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：饱和非线性控制、转速超调和____。

答案：

准时间最优控制

19.

题目：

从能量转换的角度看可以把异步电动机的调速系统分成三类：转差功率____型调速系统、转差功率馈送型调速系统、转差功率不变型调速系统。

答案：

消耗

20.

题目：

SPWM 控制主要着眼于使变频器的输出____尽量接近于正弦波。

答案：

电压

21.

题目：

交流 PWM 变频器-异步电动机系统的特殊问题有：转矩脉动、电压变化率、____、对电网的污染。

答案：

能量回馈与泵升电压

22.

题目：

SVPWM 的基本思想是按空间矢量的____法则，用相邻的两个有效工作矢量合成期望输出矢量。

答案：

平行四边形

23.

题目：

不同坐标系中电动机模型等效的原则是：在不同坐标系下绕组所产生的合成____相等。

答案：

磁动势

24.

题目：

按转子磁链定向的矢量控制系统中，转子磁链计算模型有____模型和电压模型两种。

答案：

电流

25.

题目：

运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、____及相应的传感器等构成。

答案：

控制器

26.

题目：

按照所用电动机种类的不同，调速系统可分为____调速系统和交流调速系统两类。

答案：

直流

27.

题目：

PWM 控制器与变换器（简称 PWM 装置）的传递函数为 Ws(s)=____。

答案：

Ks / (Ts s + 1)

28.

题目：

对于调速系统转速控制的要求有____、稳速、加减速三个方面。

答案：

调速

29.

题目：

转速、电流双闭环控制直流调速系统的动态起动过程分为电流上升、恒流升速和____三个阶段。

答案：

转速调节

30.

题目：

双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：____、转速超调和准时间最优控制。

答案：

饱和非线性控制

31.

题目：

从能量转换的角度看可以把异步电动机的调速系统分成三类：转差功率消耗型调速系统、转差功率____型调速系统、转差功率不变型调速系统。

答案：

馈送

32.

题目：

SVPWM 控制把逆变器与交流电动机视为一体，以圆形旋转____为目标来控制逆变器的工作。

答案：

磁场

33.

题目：

交流 PWM 变频器-异步电动机系统的特殊问题有：转矩脉动、____、能量回馈与泵升电压、对电网的污染。

答案：

电压变化率

34.

题目：

SVPWM 的基本思想是按空间矢量的平行四边形法则，用____的两个有效工作矢量合成期望输出矢量。

答案：

相邻

35.

题目：

坐标变换的基本思路是将交流电动机的物理模型等效地变换成类似____电动机的模型。

答案：

直流

36.

题目：

按转子磁链定向的矢量控制系统中，转子磁链计算模型有电流模型和____模型两种。

答案：

电压

37.

题目：

运动控制系统由电动机、____、____及相应的传感器等构成。

答案：

功率放大与变换装置；控制器

38.

题目：

晶闸管触发与整流装置的传递函数为____。

答案：

Ks / (Ts s + 1)

39.

题目：

带电流截止负反馈的比例控制闭环直流调速系统中比较电压 Ucom 变大时，截止电流 Idcr____（变大、变小或不变），电动机允许的最大电流 Idm____（变大、变小或不变）。

答案：

变大；变大

40.

题目：

转速、电流双闭环控制直流调速系统中____调节器对电网电压扰动起及时抗扰作用。

答案：

电流

41.

题目：

采用旋转编码器的数字测速____法适用于高速，____法适用于低速，____法在高速和低速均适用。

答案：

M；T；M/T

42.

题目：

异步电动机变压变频调速在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于"____调速"方式。

答案：

恒转矩

43.

题目：

CFPWM 控制主要着眼于使变频器的输出____尽量接近于正弦波。

答案：

电流

44.

题目：

SPWM 直流电压利用率为____。

答案：

0.866

45.

题目：

定子磁链矢量运动的方向与____的方向相同。

答案：

所作用的电压空间矢量

46.

题目：

建立异步电动机在正交坐标系上的状态方程过程中必须选取得两个状态变量是____和____。

答案：

定子电流；转子磁链

判断题

1.

题目：

MATLAB脚本文件不接收输入参数，不返回任何值，而是代码的结合。该方法允许用户将一系列MATLAB命令输入到一个简单的脚本文件中，只要在MATLAB命令行窗口中执行该文件，就会依次执行该文件中的命令。（2.0）

答案：

正确

解析：

MATLAB脚本文件是一组按顺序执行的命令集合，不像函数文件那样定义输入参数和返回值。脚本在当前工作区运行，执行时会依次运行文件中的语句。

2.

题目：

采用旋转编码器的数字测速方法中M法适合于低速。（2.0）

答案：

错误

解析：

M法是在固定采样时间内计数脉冲数，低速时脉冲数少，量化误差相对较大，因此更适合中高速测速。低速时通常采用T法或M/T法精度更好。

3.

题目：

比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状。（2.0）

答案：

正确

解析：

比例调节器满足输出与当前输入偏差成比例，表达式可写为 u = Kp e。它不考虑偏差的历史积累或变化趋势，这正是比例作用的特点。

4.

题目：

系统输入为正弦信号，输出信号的幅值和相位随频率的变化规律称为这个系统的频率响应特性。（2.0）

答案：

正确

解析：

对线性系统输入不同频率的正弦信号，稳态输出仍为同频正弦信号，但幅值和相位会随频率变化。这个幅值比和相位差随频率变化的规律就是频率响应特性。

5.

题目：

采用"振荡指标法"中的闭环幅频特性峰值Mr最小准则，可以将双参数的设计问题转化为单参数设计问题。（5.0）

答案：

正确

解析：

振荡指标法用闭环幅频特性峰值 Mr 衡量系统振荡程度。采用 Mr 最小准则时，可以在双参数设计中先按该准则确定一个参数关系，从而把问题化为单参数设计。

6.

题目：

反馈控制系统能够有效抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。

答案：

正确

解析：

闭环反馈能削弱闭环内扰动对输出的影响。

7.

题目：

比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状。

答案：

正确

解析：

比例环节不记忆历史偏差，也不反映变化速度。

8.

题目：

转速、电流双闭环控制直流调速系统中电流调节器对负载扰动起抗扰作用。

答案：

错误

解析：

负载扰动主要由转速外环抑制，电流环主要处理电流和电源侧扰动。

9.

题目：

采用旋转编码器的数字测速方法中 M 法适合于低速。

答案：

错误

解析：

M 法适合高速，低速时脉冲少、相对误差大。

10.

题目：

异步电动机的变频调速属于转差功率馈送型调速系统。

答案：

错误

解析：

变频调速属于转差功率不变型调速，效率较高。

11.

题目：

异步电动机的调压调速属于弱磁调速。

答案：

正确

解析：

降低定子电压会使气隙磁通减小，具有弱磁性质。

12.

题目：

SPWM 直流电压利用率仅为 0.866。

答案：

错误

解析：

常见教材中正弦 PWM 的电压利用率较 SVPWM 低，卷面标注本题为错，应以课程口径为准。

13.

题目：

CFPWM 控制的精度与滞环的宽度 h 无关。

答案：

错误

解析：

滞环宽度直接影响电流纹波和跟踪精度。

14.

题目：

电压空间矢量超前磁链空间矢量 90°。

答案：

正确

解析：

在理想情况下，电压矢量近似决定磁链矢量变化率，方向关系体现 90° 相位关系。

15.

题目：

三相合成电压空间矢量与参考点无关。

答案：

正确

解析：

空间矢量反映三相合成效果，与零电位参考选择无关。

16.

题目：

定子磁链空间矢量运动方向与所作用的电压空间矢量方向相同。

答案：

正确

解析：

忽略电阻压降时，电压矢量决定磁链矢量的运动方向。

17.

题目：

异步电动机动态数学模型中，磁链方程和转矩方程为代数方程。

答案：

正确

解析：

动态微分主要体现在电压方程和运动方程，磁链、转矩关系可写成代数形式。

18.

题目：

转子磁链计算的电压模型需要实测转速信号，易受电动机参数变化影响。

答案：

错误

解析：

电压模型一般不依赖转速检测，参数敏感性与具体模型有关；卷面标注为错。

19.

题目：

只有比例控制的反馈控制系统，其被调量有静差。

答案：

正确

解析：

比例控制必须保留偏差才能产生控制量。

20.

题目：

积分调节器的输出包含了输入偏差量的全部历史。

答案：

正确

解析：

积分环节对偏差随时间累积。

21.

题目：

转速、电流双闭环控制直流调速系统中转速调节器对电网电压扰动起及时抗扰作用。

答案：

错误

解析：

电网电压扰动主要由响应更快的电流内环抑制。

22.

题目：

采用旋转编码器的数字测速方法中 T 法适合于高速。

答案：

错误

解析：

T 法适合低速，高速更常用 M 法。

23.

题目：

异步电动机的调压调速属于转差功率不变型调速系统。

答案：

错误

解析：

调压调速通常转差损耗较大，不属于转差功率不变型。

24.

题目：

异步电动机的变频调速时，基频以上属于"恒转矩调速"方式。

答案：

错误

解析：

基频以下近似恒转矩，基频以上通常为弱磁恒功率调速。

25.

题目：

SPWM 直流电压利用率最高可以达到 1。

答案：

错误

解析：

SPWM 电压利用率低于 SVPWM，不能达到 1。

26.

题目：

CFPWM 控制方法的响应快。

答案：

正确

解析：

电流跟踪 PWM 可快速限制和跟踪电流。

27.

题目：

电压空间矢量滞后磁链空间矢量 90°。

答案：

错误

解析：

卷面标注为错；电压与磁链变化率相关，不能简单表述为滞后 90°。

28.

题目：

三相合成电压空间矢量与参考点有关。

答案：

错误

解析：

合成空间矢量与参考点选择无关。

29.

题目：

定子磁链空间矢量增量方向与所作用的电压空间矢量方向相同。

答案：

正确

解析：

忽略定子电阻压降时，电压矢量决定磁链增量方向。

30.

题目：

异步电动机动态数学模型中，电压方程和运动方程为微分方程。

答案：

正确

解析：

电压方程含磁链微分，运动方程含转速微分。

31.

题目：

转子磁链计算的电流模型不需要实测转速信号，不易受电动机参数变化影响。

答案：

错误

解析：

电流模型通常与转速和参数有关，并非完全不受参数变化影响。

32.

题目：

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。

答案：

正确

解析：

反馈只对闭环内等效扰动具有抑制作用。

33.

题目：

转差频率控制的转速闭环调速系统实际动态性能达到直流双闭环调速系统的水平。

答案：

错误

解析：

转差频率控制仍属较简化的异步电机控制，动态性能通常低于理想直流双闭环系统。

34.

题目：

当闭环系统开环放大系数大于系统的临界放大系数时，系统将稳定。

答案：

错误

解析：

超过临界放大系数会破坏稳定裕度，系统可能振荡或不稳定。

35.

题目：

弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质，只能拖动恒功率负载。

答案：

错误

解析：

弱磁区具有恒功率能力特点，但并不意味着只能拖动恒功率负载。

36.

题目：

自动控制系统的动态性能指标包括跟随性能指标和抗扰性能指标。

答案：

正确

解析：

动态性能通常从给定跟随和扰动抑制两方面评价。

37.

题目：

控制系统能够正常运行的首要条件是准确性。

答案：

错误

解析：

控制系统首先必须稳定，稳定性是正常运行的前提。

38.

题目：

开环系统的静特性可以比闭环系统硬得多。

答案：

错误

解析：

闭环反馈能显著提高机械特性硬度。

39.

题目：

α=β 配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段。

答案：

正确

解析：

可逆晶闸管系统制动时常经历原工作组逆变回馈及反向组参与制动过程。

40.

题目：

一般的间接变频器中，逆变器起调频与逆变作用。

答案：

错误

解析：

卷面答案为错。一般间接变频器中逆变器主要完成逆变及输出频率控制，题干"起调频与逆变作用"的表述按本卷答案判为不正确。

41.

题目：

SVPWM 以圆形旋转磁场为控制目标，而 SPWM 以正弦电压为控制目标。

答案：

正确

解析：

SVPWM 从空间矢量合成角度逼近圆形旋转磁场，SPWM 则按正弦调制电压生成脉冲。

42.

题目：

风机类负载的大小与转速的平方成正比。

答案：

正确

解析：

风机、泵类负载通常满足转矩近似与转速平方成正比。

43.

题目：

对于有环流可逆 V-M 系统，在一般情况下允许两组晶闸管同时处于整流状态。

答案：

错误

解析：

两组同时整流会造成严重环流，实际需控制其工作状态。

44.

题目：

只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。

答案：

正确

解析：

卷面答案为对。位能性负载可在特定条件下带动电动机进入制动状态，使单组桥式变流器系统实现制动过程。

45.

题目：

直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

答案：

正确

解析：

电枢电压和励磁磁通都可连续调节，从而实现无级调速。

46.

题目：

与一般的相比，SVPWM 控制方法的输出电压最多可提高约 15%。

答案：

正确

解析：

SVPWM 对直流母线电压利用率高于正弦 PWM。

47.

题目：

对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。

答案：

正确

解析：

卷面答案为对。按本卷课程口径，电压环对电网电压波动的作用更直接。

48.

题目：

SVPWM 以圆形旋转磁场为控制目标，而 SPWM 以正弦电压为控制目标。

答案：

正确

解析：

两者控制目标和合成思想不同。

49.

题目：

反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。

答案：

正确

解析：

反馈既提高抗扰能力，也使输出跟随给定。

50.

题目：

直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。

答案：

正确

解析：

弱磁升速通常在电枢电压基本受限时进行，反电势近似维持在允许值附近。

51.

题目：

直流电动机可以改变电枢电阻、变电压及减弱励磁三种方法调节转速。

答案：

正确

解析：

这是他励直流电动机常见三种调速方式。

简答题

1.

题目：

比例控制转速闭环直流调速系统的静特性与开环系统机械特性比较有什么优点？

答案：

闭环系统的静特性比开环系统机械特性硬得多；闭环系统的静差率比开环系统小得多；如果要求的静差率一定，闭环系统可以大大提高调速范围。

2.

题目：

异步电动机变频调速时，为何要电压协调控制？

答案：

基频以下运行时，如果磁通过弱，不能充分利用电动机铁芯，是一种浪费；如果磁通过大，又会使铁芯饱和，产生过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电动机。因此应保持每极磁通量近似为额定值不变。实际中可采用恒压频比、恒气隙磁通或恒转子磁通等电压协调控制方式。

3.

题目：

若三相异步电动机三相定子相电压瞬时值分别为 uAO、uBO、uCO，写出三相定子相电压空间矢量 uAO、uBO、uCO 和合成电压空间矢量 us 的表达式。

答案：

   uAO = √(2/3) uAO
   uBO = √(2/3) uBO e^(j2π/3)
   uCO = √(2/3) uCO e^(j4π/3)

   us = uAO + uBO + uCO
      = √(2/3)[uAO + uBO e^(j2π/3) + uCO e^(j4π/3)]

4.

题目：

右图为定子 αβ、转子 α'β' 坐标系到旋转正交坐标系的变换，试写出定子旋转变换矩阵 C2s/2r(φ) 和转子旋转变换矩阵 C2r/2r(φ-θ)。

答案：

   C2s/2r(φ) =
   [ cosφ   sinφ
    -sinφ   cosφ ]

   C2r/2r(φ-θ) =
   [ cos(φ-θ)   sin(φ-θ)
    -sin(φ-θ)   cos(φ-θ) ]

5.

题目：

简述按转子磁链定向矢量控制的基本思想。

答案：

按转子磁链定向矢量控制的基本思想是通过坐标变换，在按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系中得到等效直流电动机模型，仿照直流电动机控制方法控制电磁转矩与磁链，然后将控制量反变换到三相坐标系的对应量以实施控制。

6.

题目：

比例控制转速闭环直流调速系统稳态速降减少的实质是什么？

答案：

实质在于闭环系统的自动调节作用。负载变化引起转速下降时，反馈电压随转速下降而减小，偏差增大，调节器输出提高，使电枢电压相应增加，以补偿电枢回路电阻压降变化，从而减小稳态速降。

7.

题目：

异步电动机变频调速时，为何要电压协调控制？

答案：

基频以下若磁通太弱，电机铁芯利用不足；若磁通过大，会使铁芯饱和并产生过大的励磁电流，严重时损坏电机。因此要在变频时协调控制电压，使磁通尽量保持额定值附近。实际方法包括恒压频比、恒气隙磁通、恒转子磁通控制等。

8.

题目：

若三相异步电动机三相定子相电压瞬时值分别为 uAO、uBO、uCO，写出三相定子相电压空间矢量和合成电压空间矢量 us 的表达式。

答案：

   uAO = √(2/3) uAO
   uBO = √(2/3) uBO e^(j2π/3)
   uCO = √(2/3) uCO e^(j4π/3)

   us = uAO + uBO + uCO
      = √(2/3)[uAO + uBO e^(j2π/3) + uCO e^(j4π/3)]

9.

题目：

右图为定子 αβ、转子 α'β' 坐标系到静止两相正交坐标系的变换，试写出定子旋转变换矩阵 C2r/2s(θ) 和三相坐标系到两相正交坐标系的变换矩阵 C3/2。

答案：

   C2r/2s(θ) =
   [ cosθ  -sinθ
     sinθ   cosθ ]

   C3/2 = √(2/3)
   [ 1   -1/2     -1/2
     0    √3/2   -√3/2 ]

10.

题目：

简述直接转矩控制系统的基本思想。

答案：

直接转矩控制系统的基本思想是根据定子磁链幅值偏差和电磁转矩偏差的正负号，并根据当前定子磁链矢量所在位置，直接选取合适的电压空间矢量，减小定子磁链幅值偏差和电磁转矩偏差，实现电磁转矩与定子磁链的直接控制。

11.

题目：

调速系统稳态性能指标是哪两个及其定义？两者之间有什么关系？

答案：

稳态性能指标主要是调速范围 D 和静差率 S。调速范围是最高转速与最低转速之比；静差率是某一转速下额定负载引起的转速降与理想空载转速之比。二者受允许静差率和额定速降共同限制，静差率要求越小，允许调速范围越小；闭环系统通过减小速降可扩大调速范围。

12.

题目：

积分控制规律和比例控制规律的根本区别是什么？

答案：

比例控制的输出只与当前偏差成正比，响应快但有稳态误差；积分控制的输出与偏差对时间的积分成正比，能记忆偏差历史并消除稳态误差，但响应较慢，过强时易造成超调或振荡。

13.

题目：

比例控制转速闭环直流调速系统稳态速降减少的实质是什么？

答案：

实质是闭环反馈的自动调节作用。负载增大使转速下降，反馈电压降低，偏差增大，调节器输出提高，电枢电压随之增大以补偿电枢回路压降，从而减小稳态速降。

14.

题目：

为什么异步电动机调压调速属于弱磁调速？

答案：

异步电动机在频率不变时，降低定子电压会使气隙磁通近似按比例减小，电磁转矩能力也随之下降。因此调压调速本质上是通过减小磁通改变转矩和转速，属于弱磁性质的调速。

15.

题目：

若三相异步电动机三相定子相电压瞬时值分别为 uAO、uBO、uCO，写出三相定子相电压空间矢量和合成电压空间矢量 us 的表达式。

答案：

uAO = √(2/3) uAO
uBO = √(2/3) uBO e^(j2π/3)
uCO = √(2/3) uCO e^(j4π/3)

us = uAO + uBO + uCO
   = √(2/3)[uAO + uBO e^(j2π/3) + uCO e^(j4π/3)]

16.

题目：

分别写出三相-两相变换 3/2 变换和旋转正交坐标系到静止两相正交坐标系 2r/2s 变换的变换矩阵。

答案：

C3/2 = √(2/3)
[ 1   -1/2     -1/2
  0    √3/2   -√3/2 ]

C2r/2s(θ) =
[ cosθ  -sinθ
  sinθ   cosθ ]

17.

题目：

什么是按转子磁链定向的同步旋转坐标系？在 mt 坐标系下异步电动机的状态方程有什么变化？

答案：

按转子磁链定向的同步旋转坐标系是使 m 轴始终与转子磁链矢量方向重合、t 轴与其正交并随磁链同步旋转的坐标系。在该坐标系下，转子磁链 t 轴分量为零，转矩电流分量与励磁电流分量解耦，异步电动机可等效成类似直流电动机的磁链与转矩分开控制模型。

18.

题目：

简述按转子磁链定向矢量控制的基本思想。

答案：

通过坐标变换将异步电动机模型变换到按转子磁链定向的同步旋转坐标系，使励磁分量和转矩分量解耦；再仿照直流电动机分别控制磁链和电磁转矩，最后将控制量反变换成三相定子电压或电流指令。

19.

题目：

试画出 SVPWM 第 I 扇区零矢量集中的实现方法（即五段式）波形图并画到图 2 上。

答案：

第 I 扇区由相邻有效矢量 U1、U2 和零矢量 U0/U7 合成，零矢量集中五段式可按如下顺序分配：

U0(或U7) - U1 - U2 - U1 - U0(或U7)

两个有效矢量作用时间分别为 t1、t2，中间按对称方式分配，零矢量时间集中在两端或中心，以减少开关次数并保证输出矢量平均值等于期望矢量。

20.

题目：

单位负反馈系统，其控制对象的传递函数为 Wobj(s)=10/s(0.02s+1)，按照典型 II 型系统设计调节器，并校验近似处理条件，取 h=4。

答案：

按典型 II 型系统可选 PI 调节器：

WPI(s) = Kp(τs+1)/(τs)

令 PI 的零点补偿小惯性环节，取 τ = 0.02s。按典型 II 型系统参数关系，取 h=4 后计算开环增益 K，并由对象增益与 τ 求出 Kp。最后校验近似处理条件，一般要求被忽略小惯性环节对应的截止频率满足足够大的分离条件；若满足条件，则所得 PI 参数可用。

21.

题目：

针对速度闭环直流调速系统，何为静差率、调速范围？二者有何关系？

答案：

静差率是系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降与理想空载转速之比。调速范围是生产机械要求电动机能够提供的最高转速与最低转速之比。二者关系为：在额定速降一定时，允许静差率越小，调速范围越小；若要求的静差率一定，闭环系统可通过减小速降来扩大调速范围。常用关系式为 D = nN S / [ΔnN(1-S)]。

22.

题目：

双闭环直流调速系统中，转速调节器、电流调节器的作用分别是什么？

答案：

转速调节器是调速系统的主导调节器，使转速快速跟随给定值，并对负载扰动起抗扰作用；其输出限幅决定电动机允许的最大电流。电流调节器作为内环调节器，使电流紧跟给定电流变化，对电网电压波动起及时抗扰作用；在动态过程中保证获得允许的最大电流以加快过程，并具有过电流保护作用。

23.

题目：

在 V-M 可逆直流调速系统中，何谓环流，环流的种类有哪些？

答案：

当正组和反组变流装置同时工作时，不经过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流。环流可分为静态环流和动态环流；静态环流又包括直流平均环流和瞬时脉动环流，动态环流是在可逆 V-M 系统过渡过程中可能出现的环流。

24.

题目：

简述直接转矩控制的基本原理。

答案：

直接转矩控制根据定子磁链幅值偏差和电磁转矩偏差的正负号，并结合当前定子磁链矢量所在位置，直接选择合适的电压空间矢量，以减小定子磁链幅值偏差和电磁转矩偏差，实现对电磁转矩和定子磁链的直接控制。

25.

题目：

交流异步电动机变压变频调速系统在基速以下采用什么控制方法？画出基频以下系统机械特性图。

答案：

基速以下通常采用恒压频比控制；若考虑低频定子电阻压降补偿，也可称为近似恒磁通或恒转矩控制。机械特性表现为不同频率下的近似平行曲线，频率越低同步转速越低，低频时需进行电压补偿以改善带载能力。

26.

题目：

推导三相静止坐标系到二相静止坐标系矢量旋转变换表达式。

答案：

按磁动势等效原则，将 ABC 三相坐标与 αβ 两相静止坐标原点重合，并使 A 轴与 α 轴重合，可得：

N2 iα = N3 iA - N3 iB cos(π/3) - N3 iC cos(π/3)
   = N3(iA - 1/2 iB - 1/2 iC)

N2 iβ = N3 iB sin(π/3) - N3 iC sin(π/3)
   = (√3/2)N3(iB - iC)

若采用功率不变变换，可写成常见的 C3/2 坐标变换矩阵形式。

27.

题目：

简述比例控制直流调速系统静特性与系统机械特性的关系。

答案：

开环机械特性表示开环直流调速系统中转速 n 与电枢电流 Id 的关系；闭环静特性表示闭环调速系统中 n 与 Id 的关系。比较可知，闭环系统静特性比开环机械特性硬得多，静差率更小；若要求静差率一定，闭环系统可以显著扩大调速范围。

28.

题目：

简述双闭环直流调速系统的起动过程。

答案：

起动过程通常分为三个阶段：电流上升阶段，ASR 快速进入饱和状态，ACR 跟踪 ASR 输出的电流给定；恒流升速阶段，ASR 保持饱和，ACR 使电流保持最大允许值，转速近似线性增长；转速调节阶段，转速接近给定并可能超调，ASR 退出饱和，系统进入转速调节并最终稳定。

29.

题目：

推导二相静止坐标系到二相旋转坐标系矢量旋转变换表达式。

答案：

将 αβ 与 dq 两坐标系原点重合，α 轴和 d 轴初始相角为 φ，按磁动势等效原则，可得：

id = iα cosφ + iβ sinφ
iq = -iα sinφ + iβ cosφ

其矩阵形式为：

[id]   [ cosφ   sinφ ][iα]
[iq] = [-sinφ   cosφ ][iβ]

30.

题目：

简述矢量控制的基本原理。

答案：

矢量控制的基本思想是通过坐标变换，在按转子磁链定向的同步旋转正交坐标系中，把异步电动机等效为直流电动机模型，仿照直流电动机控制方法分别控制电磁转矩和磁链；再把控制量反变换回三相坐标系实施控制。

31.

题目：

交流异步电动机变压变频调速系统在基速以上采用什么控制方法？画出基频以上系统机械特性图。

答案：

基速以上通常采用恒功率控制，即保持电压达到额定值后继续升高频率，磁通随频率升高而减小，属于弱磁升速。机械特性表现为频率越高同步转速越高，但最大转矩能力下降，呈恒功率运行特点。

32.

题目：

简述异步电动机转子磁链观测模型种类及特点。

答案：

转子磁链观测模型常分为电流模型和电压模型。电流模型根据磁链与电流关系计算转子磁链，通常需要电流和转速信号，低速性能较好但受电机参数影响；电压模型根据电压方程对反电动势积分得到磁链，不需要转速信号，结构较简单，高速性能较好，但低速时易受定子电阻和积分漂移影响。

33.

题目：

请写出直流电动机的稳态转速表达式；根据公式给出直流电动机调速方法的分类。

答案：

直流电动机稳态转速表达式为：

n = (U - IdR) / (KeΦ)

由公式可知，直流电动机调速方法主要有三类：

1. 调节电枢电压 U，即调压调速。
2. 改变电枢回路电阻 R，即调阻调速。
3. 减弱励磁磁通 Φ，即弱磁调速。

34.

题目：

转速负反馈单闭环有静差调速系统具有扰动抑制作用，试列出三种系统参数变化会被抑制的情况。

答案：

可被转速负反馈抑制的参数或扰动变化主要包括：

1. 负载转矩变化。
2. 电枢电阻变化。
3. 供电电源电压变化。

这些扰动会引起转速偏差，闭环系统通过转速反馈自动调整控制量，从而减小转速变化。

35.

题目：

实现转速闭环直流调速系统无静差的途径是什么？所增加部分的控制规律是什么？

答案：

实现无静差的途径是采用比例-积分（PI）调节器。其控制规律是比例积分控制：比例环节对偏差进行快速响应，积分环节对偏差进行累积调节，从而消除稳态静差。

36.

题目：

请结合图所示双闭环直流调速系统的稳态结构框图，说明转速调节器（ASR）饱和与不饱和情况下在系统中起的作用。

答案：

ASR 不饱和时：ASR 作为 PI 调节器，根据转速偏差调节输出，控制电流调节器改变电枢电流，使转速跟随给定电压变化，实现无静差调节，起转速跟随作用。

ASR 饱和时：ASR 输出达到限幅值，将最大允许电流给定值送给 ACR，使电机以最大允许电流加速；同时限制最大电流，实现快速启动和过电流保护作用。

37.

题目：

在交流异步电动机调压调速系统中，怎样解决调速范围小和机械特性软的问题？

答案：

可采用以下方法改善：

1. 引入转速闭环控制，通过转速负反馈实时调整定子电压，使电机转速稳定跟随给定值，扩大调速范围并提高机械特性硬度。
2. 采用电磁转差离合器，与异步电动机配合，通过调节离合器励磁电流改变输出转速。
3. 使用高转差率电动机，利用其特性在一定调压范围内获得较大的低速转矩，从而扩大调速范围并改善机械特性。

38.

题目：

分别写出三相-两相变换（3/2 变换）和旋转正交坐标系到静止两相正交坐标系变换（2r/2s 变换）的表达式。

答案：

三相-两相变换可写为：

xα = xA - (1/2)xB - (1/2)xC
xβ = (√3/2)xB - (√3/2)xC

旋转正交坐标系到静止两相正交坐标系的变换可写为：

[xα]   [ cosθ  -sinθ ][xd]
[xβ] = [ sinθ   cosθ ][xq]

若采用功率不变坐标变换，3/2 变换矩阵前通常还需乘以系数 √(2/3)。

39.

题目：

什么是按转子磁链定向的同步旋转坐标系？其满足的三个关系式是什么？

答案：

按转子磁链定向的同步旋转坐标系，是将同步旋转坐标系的 d 轴定向于转子磁链矢量方向，使转子磁链全部落在 d 轴上，q 轴分量为零，从而简化异步电动机数学模型。

常用关系式为：

ψrq = 0
ψrd = |ψr|
ω1 = ωr + ωs

其中 ψrd 为 d 轴转子磁链分量，ψrq 为 q 轴转子磁链分量，ω1 为同步旋转角速度，ωr 为转子电角速度，ωs 为转差角速度。由于 ψrq = 0，也常有 dψrq/dt = 0。

40.

题目：

按转子磁链定向矢量控制的基本思想是什么？

答案：

按转子磁链定向矢量控制的基本思想是：将同步旋转坐标系的 d 轴定向于转子磁链方向，把定子电流分解为励磁分量和转矩分量。励磁分量与磁链同向，转矩分量与磁链垂直，使二者能够独立控制，从而实现异步电动机的解耦控制，并获得类似直流电动机的控制性能。