1． 闭环调速系统对于闭环系统前向通道中的扰动具有抑制作用，而对于反馈通道中的扰动则无能为力。

所以，在转速单闭环调速系统中，对于电动机励磁的波动，系统有抑制作用；对于测速发电机励磁的波动系统无抑制作用。

2． 在V-M 开环调速系统中，突加负载后又进入稳定运行时，转速n 减小，电压0d U 不变；在转速单闭环有静差调速系统中，突加负载又进入稳定运行时，转速n 减小，电压0d U 增加；在转速单闭环无静差调速系统中，突减负载又进入稳定运行时，转速n 不变，电压0d U 增加。

（可用增加、减小、不变表示）3． 转速、电流双闭环调速系统中，调节转速调节器的限幅值可以调节系统最大电流；调节电流调节器的限幅可以调节UPE 的最大输出电压。

4． 转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器ASR 、电流调节器ACR 均为PI 调节器ASR的输入n U ∆=0，输出*i U =dN I β。

电流调节器ACR 的输入i U ∆=0，输出c U =*(/)/e ndN s C U I R K α+。

5． 数字测速方法有T 、M 及M/T 三种，其中T 适应于高速；M 适应于低速；M/T 具有M和T 的优点。

6． 在对系统静态性能要求不太高的场合，为节约成本，可采用电机电枢电压反馈代替转速反馈实现转速的控制，构成电压反馈调速系统，该系统对电机电枢电阻变化无调节作用；对电力电子装置内阻的变化有调节作用；对电压反馈系数的变化无调节作用。

二、系统的开环对数副频特性渐近线（伯德图）如下图所示，定性说明中频段、低频段、高频段和截止频率c ω（或称剪切频率）与闭环系统稳定性、稳态精度和动态响应的关系。

答：低频段的斜率陡、增益大，系统的稳态精度高；中频段以-20db/dec 的斜率穿越0db 线，而且这一斜率能够覆盖足够的频带宽度，则系统的稳定性好；高频段衰减越快，即高频特性负分贝值低，说明系统抗高频干扰的能力强；截止频率c ω越大，则系统的快速性越好。

三、转速、电流双闭环直流调速系统，突加给定的启动过程可分三个阶段，按时间顺序，论述在不同的阶段内，转速和电流的变化规律及两个调节器的作用，并在下图中画出转速、电流的过度过程曲线。

答：起动过程可分为三个阶段：1．电流上升阶段，此阶段电流很快上升到最大值，转速几乎没有变化，转速调节器由不饱和到饱和，电流调节器不饱和，电流调节器起跟随作用。

2．转速上升阶段：电流维持最大值不变，转速按线性规律上升，一直上升到给定值。

转速调节器一直处于饱和状态。

为了克服反电动势的扰动，电流略小于最大值。

电流调节器不饱和，起限制最大电流的作用。

3．转速调整阶段：转速超调，转速调节器退饱和，电流由最大值下降到负载值。

三个阶段电流调节器均不饱和。

转速调节器为主调节器，电流调节器起跟随作用。

四、在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI 调节器。

当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，两个调节器的输入偏差电压n U ∆及i U ∆分别为多少？电流调节器的输出电压c U 是否达到限幅值？为什么？答：转速反馈突然断线，系统重新进入稳态后，由于0n U =，*n n U U ∆=，所有转速调节器饱和，转速调节器输出达限幅值，**i im dm U U I β==，电流调节器的输入n n*tt 1t 2 t 3 t 4I d I I 00()0i dm dN U I I β∆=-≠，电流调节器饱和，其输出电压c U 达到限幅值cm U ，这是由于重新进入稳态运行后，d dN dM I I I =≠，有()0i dm dN U I I β∆=-≠，所有ACR 饱和。

五、写出数字PI 调节器的差分方程，讨论位置式和增量式两种算法，在限幅方式上有什么不同？为什么？答：数字PI 调节器的差分方程：1()()()()()()()(1)kP I sam P I i P I sam I u k K e k K T e i K e k u k K e k K T e k u k ==+=+=++-∑位置式算法：()()()P I u k u k u k =+增量式算法：[]111()()(1)()()(1)()()(1)()k k P I sam P I sam i i P I sam u k u k u k K e k K T e i K e k K T e i K e k e k K T e k -==∆=--=+--+=--+∑∑增量式算法仅对输出限幅就可以了，而位置式算法除对输出限幅外，还需要对积分部分限幅，否则会造成退饱和时间长、超调量过大。

六、转速单闭环控制系统如下图所示，已知数据如下：电动机：10N P kW =，220N U V =，55N I A =，1500/min N n r =，0.5a R =Ω。

整流装置内阻0.3rec R =Ω，触发整流环节的放大倍数35s K =。

最大给定电压*8nm U V =，当主电路电流达到最大值时，整定电流反馈电压8im U V =。

设计指标：要求系统满足调速范围D=25，静差率10%s ≤。

1．试画出系统的静态结构图；2．计算e C ，额定负载时，开环系统的稳态速降op n ∆，满足静差率要求时，闭环系统的稳态速降cl n ∆及闭环系统的开环放大系统K 。

3．转速反馈系统α，调节器放大系数p K 。

4．定性画出当d N I I ≤时，*n N U n α=和*12n N U n α=的闭环静特性。

5．系统是否有静差？若有静差，应采取何种实际可行的措施消除静差。

解：（1）静态结构图：（2）22055*0.50.128/1500N d a e NU IR C V rpm n --===55*0.8343.750.128dN op e I R n rpm C ∆=== 1500*10%6.67(1)25(110%)N cl n s n rpm D s ∆===--343.751150.546.67op cln K n ∆=-=-=∆ （3）*80.0053/1500nm N U V rpm n α===50.54*0.12834.8735*0.0053e p s KC K K α===（4）（5）由于ASR 采用P 调节器，系统有静差，将ASR 改为PI 调节器。

七、某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下： 直流电动机：额定电压220N U V =，额定电流136dN I A =，额定转速1460/min N n r =，电动机电势系数0.132min/e C V r =⋅，允许过载倍数 1.5λ=；晶闸管装置放大系数：40s K =，0.0017s T s =；电枢回路总电阻：R =0.5Ω；时间常数：0.18m T s =，00.002i T s =00.01n T s =；电流反馈系数：β=0.05V/A ，0.007min/V r α=。

电流环已按典型I 型系统设计好，且选0.5I iK T=∑，请设计转速调节器，满足下述要求：静态指标：转速无静差；动态指标：空载起动到额定转速时的转速超调量%10%σ≤ 附：1.转速、电流双环系统动态结构图2.典型II 型系统指标与参数的关系典型Ⅱ型系统动态抗扰性能指标与参数的关系1）确定时间常数1/I K ：已知0.5I iK T=∑，00.00170.0020.0037s i i T T T s =+=+=∑0.5/0.5/0.0037135.1I i K T ===∑2）转速环小时间常数，按小时间常数近似：01/1/135.10.010.0174I n nTK T s =+=+=∑3）选择转速调节器结构及参数：选择PI 调节器，取h=5，ASR 的超前时间常数为：50.01740.087n nhTs τ==⨯=∑转速环开环增益：2222216396.42250.0174N n h K s h T -+===⨯⨯∑ASR 的比例系数：(1)60.050.1320.1811.72250.0070.50.0174e m n n h C T K h RT βα+⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯∑4）校核转速超调量理想空载起动时，z=0，由上表查得h=5时，max /81.2%b C C ∆=max max **%(%)2(%)()1360.50.01740.132281.2% 1.58.31%10%14600.18nb N b b m T C n C n z C n C n T σλ∆∆∆∆∑==-⋅⨯=⨯⨯⨯⨯=<满足设计要求调节器实现：如图所示，取调节器输入电阻020R k =，则0*11.7*20234n n R K R K K ===， /0.08/2340.34n n n C R K F τμ===， 0004/4*0.01/202n n C T R K F μ===解：三相异步电动机定子每相电动势有效值为：14.44g s Ns mN E f N k =Φ 1分1. 基频以下调速原则：m Φ恒定，U 与1f 同时增大或同时减小，即：cm U14.44g s Ns mN E N k f =Φ=常值由于电机绕组中的电动势难以控制，当g E 较高时，忽略定子电阻和漏磁感抗压降，认为定子相电压g U E ≈，则有1g E f =常值，为恒转矩调速。

低频时适当调高定子电压，补偿定子阻抗压降。

3分2．基频以上调速原则：频率从1N f 向上升高，因为定子电压sN U U ≤，最多只能保持sN U U =，所以，当频率1f 升高，减少气隙磁通m Φ，是定子电压sN U U =保持不变，电机转速升高，为恒功率调速。

3分三、根据电压空间矢量合成的表达式，画出空间矢量图，在图中标出相应的参数，说明参数和矢量的意义，求出零矢量的作用时间。

10分121200cos sin s s s t tu u u u ju T T θθ=+=+1u u r ，2u u u r：基本电压空间矢量s u u u r：合成电压空间矢量θ：合成电压矢量与扇区起始边的夹角0T ：一个开关周期1t ：1u u r 作用时间 2t ：2u u u r作用时间一般120t t T +<，其余时间由零矢量填补∴零矢量作用时间：0012t T t t =--四、试论述基于稳态模型的转速闭环转差频率控制系统的基本控制规律，画出电压频率特性。

10分1）在s sm ωω≤的范围内，转矩e T 基本上与s ω成正比，条件是气隙磁通不变2）在不同的定子电流值时，按下图1(,)s s U f I ω=的函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通m Φ恒定。

五、经矢量变化和按转子磁场定向，异步电动机三相原始模型可等效为直流电动机模型，将定子电流分解为励磁分量和转矩分量，将下列表达式和结构图补充完整。