2025年自考《03802電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)》練習(xí)題附答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題共15小題，每小題2分，共30分。在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是最符合題目要求的，請(qǐng)將其選出）1.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若僅增大比例調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)，系統(tǒng)的靜差率將（）A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：B2.晶閘管-電動(dòng)機(jī)（V-M）系統(tǒng)中，當(dāng)整流電路為三相半波整流時(shí)，電流脈動(dòng)頻率為（）A.50HzB.100HzC.150HzD.300Hz答案：C（三相半波整流電路輸出電壓脈動(dòng)頻率為3×50=150Hz，電流脈動(dòng)頻率與電壓一致）3.下列不屬于PWM變換器優(yōu)點(diǎn)的是（）A.主電路簡(jiǎn)單B.低速運(yùn)行平穩(wěn)C.開(kāi)關(guān)損耗大D.動(dòng)態(tài)響應(yīng)快答案：C（PWM變換器開(kāi)關(guān)頻率高但損耗較小）4.異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)中，通過(guò)坐標(biāo)變換將定子電流分解為（）A.勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量B.有功分量和無(wú)功分量C.直軸分量和交軸分量D.電樞分量和勵(lì)磁分量答案：A（矢量控制的核心是將定子電流解耦為勵(lì)磁和轉(zhuǎn)矩兩個(gè)獨(dú)立分量）5.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電流環(huán)的主要作用是（）A.保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定B.限制最大電流C.消除靜差D.提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)硬度答案：B（電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)，主要抑制電流波動(dòng)并限制最大電流）6.直流電動(dòng)機(jī)弱磁升速時(shí)，其允許輸出的轉(zhuǎn)矩（）A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：B（弱磁升速時(shí)，磁通減小，為保證電樞電流不超過(guò)額定值，轉(zhuǎn)矩與磁通成正比，故轉(zhuǎn)矩減小）7.交流調(diào)速系統(tǒng)中，恒壓頻比控制適用于（）A.精密調(diào)速場(chǎng)合B.風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載C.高動(dòng)態(tài)響應(yīng)場(chǎng)合D.同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速答案：B（恒壓頻比控制屬于開(kāi)環(huán)控制，精度較低，適合對(duì)調(diào)速要求不高的風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載）8.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR）的輸出（）A.保持飽和狀態(tài)B.退出飽和，進(jìn)入線(xiàn)性調(diào)節(jié)C.立即歸零D.隨電流波動(dòng)變化答案：B（啟動(dòng)后期轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR退出飽和，電流環(huán)開(kāi)始調(diào)節(jié)使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定）9.下列電力電子器件中，屬于全控型器件的是（）A.普通晶閘管（SCR）B.門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）C.二極管（VD）D.雙向晶閘管（TRIAC）答案：B（GTO可通過(guò)門(mén)極信號(hào)關(guān)斷，屬于全控型器件；SCR和TRIAC為半控型，二極管不可控）10.靜差率s的定義是（）A.額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落與理想空載轉(zhuǎn)速之比B.理想空載轉(zhuǎn)速與額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速降落之比C.實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速之差與給定轉(zhuǎn)速之比D.最大轉(zhuǎn)速與最小轉(zhuǎn)速之差與額定轉(zhuǎn)速之比答案：A（靜差率s=Δn_N/n_0×100%，其中Δn_N為額定負(fù)載轉(zhuǎn)速降落，n_0為理想空載轉(zhuǎn)速）11.直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)（DTC）的特點(diǎn)是（）A.需要復(fù)雜的坐標(biāo)變換B.轉(zhuǎn)矩響應(yīng)較慢C.磁鏈軌跡為圓形D.直接控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈答案：D（DTC直接對(duì)轉(zhuǎn)矩和磁鏈進(jìn)行砰-砰控制，無(wú)需復(fù)雜坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快）12.三相橋式全控整流電路帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)，觸發(fā)角α的有效移相范圍是（）A.0°~90°B.0°~120°C.0°~150°D.0°~180°答案：A（帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)，為保證整流狀態(tài)下電流連續(xù)，α通常不超過(guò)90°）13.采用比例積分（PI）調(diào)節(jié)器的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)態(tài)誤差為（）A.零B.與比例系數(shù)成反比C.與積分時(shí)間常數(shù)成正比D.與輸入信號(hào)有關(guān)答案：A（PI調(diào)節(jié)器的積分作用可消除穩(wěn)態(tài)誤差）14.異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，若保持U/f恒定，其機(jī)械特性的硬度（）A.變軟B.變硬C.不變D.先軟后硬答案：B（恒壓頻比控制下，異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性硬度接近直流電動(dòng)機(jī)的特性）15.下列不屬于直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速方法的是（）A.改變電樞電壓B.改變勵(lì)磁磁通C.改變電樞回路電阻D.改變電源頻率答案：D（改變電源頻率是交流調(diào)速方法，直流調(diào)速通過(guò)調(diào)壓、調(diào)磁、串電阻實(shí)現(xiàn)）二、多項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題列出的五個(gè)備選項(xiàng)中至少有兩個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其選出，錯(cuò)選、多選、少選均無(wú)分）1.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電流調(diào)節(jié)器（ACR）的作用包括（）A.對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用B.限制最大電流，保護(hù)電動(dòng)機(jī)C.作為內(nèi)環(huán)，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)D.消除轉(zhuǎn)速靜差E.對(duì)負(fù)載變化起主要調(diào)節(jié)作用答案：ABC（ACR作為內(nèi)環(huán)，主要抗電網(wǎng)擾動(dòng)、限制電流、提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)；消除靜差由ASR的積分作用完成）2.PWM變換器的控制方式包括（）A.單極性調(diào)制B.雙極性調(diào)制C.正弦波調(diào)制D.梯形波調(diào)制E.方波調(diào)制答案：AB（PWM變換器常用單極性和雙極性調(diào)制方式；正弦波調(diào)制屬于SPWM）3.異步電動(dòng)機(jī)矢量控制需要的坐標(biāo)變換包括（）A.三相/兩相靜止變換（3s/2s）B.兩相靜止/兩相旋轉(zhuǎn)變換（2s/2r）C.三相/三相旋轉(zhuǎn)變換（3s/3r）D.直流/交流變換（DC/AC）E.電壓/電流變換答案：AB（矢量控制需通過(guò)3s/2s變換將三相電流轉(zhuǎn)換為兩相靜止坐標(biāo)系，再通過(guò)2s/2r變換轉(zhuǎn)換為同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系）4.直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速的缺點(diǎn)有（）A.調(diào)速范圍小B.能量損耗大C.低速運(yùn)行穩(wěn)定性差D.機(jī)械特性變硬E.需復(fù)雜控制電路答案：ABC（串電阻調(diào)速時(shí)，電阻消耗大量能量，低速時(shí)靜差率大、穩(wěn)定性差，調(diào)速范圍有限）5.交流調(diào)速系統(tǒng)中，屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型的調(diào)速方法有（）A.降電壓調(diào)速B.繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串電阻調(diào)速C.變極對(duì)數(shù)調(diào)速D.變頻調(diào)速E.串級(jí)調(diào)速答案：AB（轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速中，轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化為熱能消耗，如降電壓和串電阻調(diào)速）6.電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括（）A.上升時(shí)間B.超調(diào)量C.調(diào)節(jié)時(shí)間D.靜差率E.穩(wěn)態(tài)誤差答案：ABC（動(dòng)態(tài)指標(biāo)描述系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程，包括上升時(shí)間、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間；靜差率和穩(wěn)態(tài)誤差為穩(wěn)態(tài)指標(biāo)）7.晶閘管整流電路中，影響電流脈動(dòng)的因素有（）A.整流電路形式（相數(shù)）B.觸發(fā)角αC.平波電抗器電感量D.負(fù)載大小E.電源頻率答案：ABCDE（相數(shù)越多、觸發(fā)角越小、電感量越大、負(fù)載越重、頻率越高，電流脈動(dòng)越小）8.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能夠減小靜差率的原因是（）A.閉環(huán)系統(tǒng)有自動(dòng)調(diào)節(jié)作用B.比例調(diào)節(jié)器放大系數(shù)增大C.引入了轉(zhuǎn)速檢測(cè)反饋D.消除了系統(tǒng)中的擾動(dòng)E.提高了系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)答案：ABCE（閉環(huán)系統(tǒng)通過(guò)反饋調(diào)節(jié)和增大開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)減小靜差，但無(wú)法消除所有擾動(dòng)）9.直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制的區(qū)別在于（）A.直接轉(zhuǎn)矩控制不需要坐標(biāo)變換B.矢量控制需要精確的電動(dòng)機(jī)參數(shù)C.直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩響應(yīng)更快D.矢量控制磁鏈軌跡更圓E.直接轉(zhuǎn)矩控制屬于閉環(huán)控制答案：ABCD（直接轉(zhuǎn)矩控制和矢量控制均為閉環(huán)控制，但DTC無(wú)需坐標(biāo)變換，對(duì)參數(shù)魯棒性更強(qiáng)，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)更快）10.選擇電力電子器件時(shí)需要考慮的參數(shù)有（）A.額定電壓B.額定電流C.開(kāi)關(guān)頻率D.通態(tài)壓降E.驅(qū)動(dòng)功率答案：ABCDE（器件選型需考慮電壓、電流、頻率、損耗及驅(qū)動(dòng)要求）三、判斷題（本大題共10小題，每小題2分，共20分。判斷下列各題正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）1.開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜差率僅由系統(tǒng)本身的參數(shù)決定，與負(fù)載無(wú)關(guān)。（）答案：×（開(kāi)環(huán)靜差率Δn=I_aR_c/C_e，與負(fù)載電流I_a有關(guān)）2.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，啟動(dòng)過(guò)程的恒流升速階段，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR）處于飽和狀態(tài)。（）答案：√（ASR飽和輸出限幅值，使電流保持最大值）3.晶閘管整流電路帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)，若觸發(fā)角α>90°，電路工作在逆變狀態(tài)。（）答案：√（α>90°時(shí)，整流輸出電壓為負(fù)，能量回饋電網(wǎng)，即逆變狀態(tài)）4.PWM變換器的開(kāi)關(guān)頻率越高，電流脈動(dòng)越小，但開(kāi)關(guān)損耗越大。（）答案：√（頻率提高可減小脈動(dòng)，但開(kāi)關(guān)次數(shù)增加導(dǎo)致?lián)p耗增大）5.異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，若頻率低于額定頻率，需保持U/f恒定以維持磁通恒定。（）答案：√（低頻時(shí)定子電阻壓降不可忽略，需適當(dāng)提高電壓補(bǔ)償，保持磁通恒定）6.直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，磁鏈控制采用砰-砰控制，轉(zhuǎn)矩控制采用連續(xù)調(diào)節(jié)。（）答案：×（DTC對(duì)轉(zhuǎn)矩和磁鏈均采用砰-砰控制）7.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中，電流環(huán)的跟隨性能優(yōu)于抗擾性能。（）答案：√（電流環(huán)設(shè)計(jì)為典型I型系統(tǒng)，跟隨性能好；轉(zhuǎn)速環(huán)為典型II型系統(tǒng)，抗擾性能好）8.繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速屬于轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速方法。（）答案：√（串級(jí)調(diào)速將轉(zhuǎn)差功率通過(guò)變流器回饋電網(wǎng)或負(fù)載，屬于回饋型）9.比例調(diào)節(jié)器（P調(diào)節(jié)器）能夠消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）答案：×（P調(diào)節(jié)器只能減小靜差，無(wú)法消除；積分（I）調(diào)節(jié)器可消除靜差）10.三相橋式全控整流電路的輸出電壓脈動(dòng)頻率為300Hz（電源頻率50Hz）。（）答案：√（三相橋式整流輸出電壓脈動(dòng)頻率為6×50=300Hz）四、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程分為哪幾個(gè)階段，并說(shuō)明各階段的特點(diǎn)。答案：雙閉環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程分為三個(gè)階段：（1）電流上升階段：ASR迅速飽和，ACR調(diào)節(jié)使電流快速上升至給定最大值I_dm，轉(zhuǎn)速開(kāi)始緩慢上升；（2）恒流升速階段：電流保持I_dm不變，電動(dòng)機(jī)恒加速，轉(zhuǎn)速線(xiàn)性上升，ASR維持飽和狀態(tài)；（3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段：轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR退出飽和，電流下降，轉(zhuǎn)速在ASR調(diào)節(jié)下逐漸穩(wěn)定到給定值，最終電流等于負(fù)載電流。2.什么是SPWM調(diào)制？其基本原理是什么？答案：SPWM（正弦波脈寬調(diào)制）是一種通過(guò)對(duì)正弦波進(jìn)行脈寬調(diào)制的方法，提供一系列等幅不等寬的脈沖波，其面積與正弦波下的面積相等。基本原理是用正弦波作為調(diào)制波，三角波作為載波，通過(guò)兩者的比較提供PWM脈沖。當(dāng)調(diào)制波高于載波時(shí)，輸出高電平；反之輸出低電平。SPWM波經(jīng)低通濾波后可得到近似正弦波的輸出電壓，實(shí)現(xiàn)變頻變壓控制。3.異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，為什么要進(jìn)行電壓補(bǔ)償？答案：異步電動(dòng)機(jī)定子電動(dòng)勢(shì)E_g≈4.44f_1N_1Φ_m，當(dāng)頻率f_1降低時(shí)，若保持電壓U_1不變，磁通Φ_m=E_g/(4.44f_1N_1)≈U_1/(4.44f_1N_1)將增大，導(dǎo)致磁路飽和、勵(lì)磁電流增大、鐵損增加。因此，低頻時(shí)需適當(dāng)降低電壓U_1，保持U_1/f_1≈常數(shù)，維持磁通Φ_m基本恒定。但由于定子電阻R_s的存在，U_1=E_g+I_1R_s，當(dāng)f_1降低時(shí)，I_1R_s壓降占比增大，需適當(dāng)提高U_1補(bǔ)償電阻壓降，確保E_g/f_1恒定，此即電壓補(bǔ)償（或轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償）。4.簡(jiǎn)述PID控制器中比例（P）、積分（I）、微分（D）環(huán)節(jié)的作用。答案：（1）比例環(huán)節(jié)（P）：成比例地反映系統(tǒng)偏差，偏差越大，調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，可加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，減小靜差；（2）積分環(huán)節(jié)（I）：累積偏差，消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)無(wú)差度；但積分作用過(guò)強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)增大，穩(wěn)定性下降；（3）微分環(huán)節(jié)（D）：反映偏差的變化趨勢(shì)（變化率），提前引入調(diào)節(jié)作用，抑制偏差的過(guò)度變化，減小超調(diào)，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。5.比較V-M系統(tǒng)與PWM系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：（1）V-M系統(tǒng)（晶閘管整流）：優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，裝置容量大，適用于大功率場(chǎng)合；缺點(diǎn)：電流脈動(dòng)大（需平波電抗器），低速運(yùn)行性能差；晶閘管為半控型器件，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速關(guān)斷；電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低，諧波污染大。（2）PWM系統(tǒng)（電力電子開(kāi)關(guān)變換器）：優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)關(guān)頻率高，電流脈動(dòng)小，低速運(yùn)行平穩(wěn)；全控型器件（如IGBT）可實(shí)現(xiàn)快速通斷，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；功率因數(shù)高，諧波少；主電路簡(jiǎn)單，效率高；缺點(diǎn)：開(kāi)關(guān)器件容量有限，適用于中、小功率場(chǎng)合；開(kāi)關(guān)損耗隨頻率升高而增大。五、分析計(jì)算題（本大題共3小題，第1、2小題各10分，第3小題15分，共35分）1.某直流調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為：P_N=10kW，U_N=220V，I_N=55A，n_N=1000r/min，電樞電阻R_a=0.3Ω，電動(dòng)勢(shì)系數(shù)C_e=0.2V·min/r。系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制，開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)K=30。（1）計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的額定轉(zhuǎn)速降落Δn_op；（2）計(jì)算閉環(huán)系統(tǒng)的額定轉(zhuǎn)速降落Δn_cl；（3）若要求靜差率s≤5%，求閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍D。解：（1）開(kāi)環(huán)額定轉(zhuǎn)速降落Δn_op=I_NR_a/C_e=55×0.3/0.2=82.5r/min（2）閉環(huán)額定轉(zhuǎn)速降落Δn_cl=Δn_op/(1+K)=82.5/(1+30)≈2.66r/min（3）靜差率s=Δn_cl/n_0_cl×100%，其中n_0_cl=n_N+Δn_cl=1000+2.66≈1002.66r/min調(diào)速范圍D=(n_Ns)/[Δn_cl(1-s)]=(1000×0.05)/[2.66×(1-0.05)]≈50/(2.527)≈19.8≈202.某雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR）采用PI調(diào)節(jié)器，已知：轉(zhuǎn)速給定最大值U_n^=10V（對(duì)應(yīng)n_max=1500r/min），轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α=0.0067V·min/r（U_n=αn），電流給定最大值U_i^=8V（對(duì)應(yīng)最大電流I_dm=60A），電流反饋系數(shù)β=0.133V/A（U_i=βI_d）。ASR的輸出限幅為±8V，輸入偏差電壓ΔU_n=U_n^-U_n。（1）計(jì)算轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α是否正確（