1.運動控制系統(tǒng)是由電動機、功率放大與變換裝置、控制器及相應的傳感器等構成，交流調(diào)速系統(tǒng)取代直流調(diào)速系統(tǒng)已成為不爭的事實。2.V-M系統(tǒng)：晶閘管整流器—電動機調(diào)速系統(tǒng)；

SPVWM：電壓空間矢量PWM控制3.直流PWM調(diào)速系統(tǒng)：脈寬調(diào)整變換器—直流電動機調(diào)速系統(tǒng)；脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速4.泵升電壓：當系統(tǒng)工作在逆變狀態(tài)時，會對濾波電路中濾波電容進行充電，使電容兩端電壓升高5.靜特性：表示閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉(zhuǎn)速與負載電流（轉(zhuǎn)矩）間的穩(wěn)態(tài)關系6.有靜差調(diào)速系統(tǒng)：在比例控制調(diào)速系統(tǒng)中，存在擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差；7.無靜差調(diào)速系統(tǒng)：對于積分控制和比例積分控制系統(tǒng)，由階躍擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差為0；8.電流截止負反饋：當電流大到一定程度時才接入電流負反饋以限制電流，而電流正常時僅有轉(zhuǎn)速負反饋起作用控制轉(zhuǎn)速。9.準時間最優(yōu)控制：在設備物理上的允許條件下，實現(xiàn)最短時間的控制；10.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)：在電流、轉(zhuǎn)速反饋控制系統(tǒng)中，從閉環(huán)結構上看，由電流環(huán)在里面構成的內(nèi)環(huán)和由轉(zhuǎn)速環(huán)在外面構成的外環(huán)，兩個閉環(huán)構成的控制系統(tǒng)稱作雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)；11.可逆調(diào)速系統(tǒng)：可以實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)，具有四象限運行功能的調(diào)速系統(tǒng)稱為可逆調(diào)速系統(tǒng)；12.環(huán)流的定義：采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)，如果兩組裝置的整流電壓同時出現(xiàn)，便會產(chǎn)生

不流過負載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流（1）靜態(tài)環(huán)流——兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時出現(xiàn)的環(huán)流，其中又有兩類：直流平均環(huán)流——由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓所產(chǎn)生的環(huán)流稱作直流平均環(huán)流。瞬時脈動環(huán)流——兩組晶閘管輸出的直流平均電壓差為零，但因電壓波形不同，瞬時電壓差仍會產(chǎn)生脈動的環(huán)流，稱作瞬時脈動環(huán)流。（2）動態(tài)環(huán)流——僅在可逆V-M系統(tǒng)處于過渡過程中出現(xiàn)的環(huán)流。兩種抑制環(huán)流方法：（1）只要實行≥配合控制就能保證消除直流平均環(huán)流。（2）可在環(huán)流回路中串入環(huán)流（均衡）電抗器，抑制瞬時脈動環(huán)流13.雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有下列優(yōu)點：（1）電流一定連續(xù)；（2）可使電動機在四象限運行；（3）電動機停止時有微振電流，能消除靜磨擦死區(qū)；（4）低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍大；（5）低速時，每個開關器件的驅(qū)動脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導通。14.轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)調(diào)速：在轉(zhuǎn)差率s很小的范圍內(nèi)，只要能夠維持氣隙磁通φm不變異步電機的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率ωs成正比，即在異步電機中，控制轉(zhuǎn)差率就代表了控制轉(zhuǎn)矩。15.脈沖寬度調(diào)制（PWM）：利用電力電子開關的導通與關斷，將直流電壓變成連續(xù)可變的電壓，并通過控制脈沖寬度或周期達到變壓變頻的目的16.SPWM控制方式：SPWM即以正弦波作為調(diào)制信號對載波信號進行調(diào)制后，產(chǎn)生一組等幅而脈沖寬度正比干正弦波的矩形脈沖。將該組脈沖作為逆變器開關元件的控制信號，從而在逆變器負載上(多為異步電動機)得到與控制信號波形相同，等效于正弦波的驅(qū)動電壓。17.電壓空間矢量PWM（SVPWM）的基本思想：按空間矢量的平行四邊形合成法則，用相鄰的兩個有效工作矢量合成期望的輸出矢量。18.電流截止負前反饋的作用：(1)限流保護（過載自動保護）;(2)加速起動過程。載流環(huán)節(jié)的物理實現(xiàn)方法：(1)比較電壓法;(2)穩(wěn)壓管法;(3)封鎖運放法19.PID控制器各環(huán)節(jié)的作用是：(l)比例環(huán)節(jié)P：成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號，偏差一旦出現(xiàn)，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以便減少偏差，保證系統(tǒng)的快速性。(2)積分環(huán)節(jié)I：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的控制精度和無差度。(3)微分環(huán)節(jié)D：反映偏差信號的變化趨勢，并能在偏差信號變得過大之前，在系統(tǒng)中引入一個早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。20.反饋控制規(guī)律（轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的三個基本特性）。（1）比例控制的反饋控制系統(tǒng)是被調(diào)量有靜差的控制系統(tǒng)（2）反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動,服從給定（3）系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度21.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用：(1)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的作用：1）轉(zhuǎn)速n跟隨轉(zhuǎn)速給定電壓Un*變化，穩(wěn)態(tài)無靜差。2)突加負載時轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR均參與調(diào)節(jié)作用，但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR處于主導作用對負載變化起抗擾作用。3）其輸出電壓限幅值決定允許最大電流值。(2)電流調(diào)節(jié)器ACR的作用：1)起動過程中保證獲得允許最大電流。2)在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其電流給定電壓Un*變化。3)電源電壓波動時及時抗擾作用，使電動機轉(zhuǎn)速幾乎不受電源電壓波動的影響。4)

當電動機過載、堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，從而起到安全保護作用22.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，電網(wǎng)電壓波動時，ACR起主要調(diào)節(jié)作用；負載擾動時，ASR起主要抗擾調(diào)節(jié)作用23.交流異步電動機數(shù)學模型具有高階、非線性、強耦合、多變量的性質(zhì)。異步電動機的動態(tài)模型由磁鏈方程、電壓方程、轉(zhuǎn)矩方程和運動方程組成。磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程為代數(shù)方程，電壓方程和運動方程為微分方程。24.試述雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程的三個階段和三個特點，以及性能指標。答：(1)三個階段：第1階段為電流上升階段，第2階段為恒流升速階段，第3階段為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。(2)三個特點：飽和非線性控制，準時間最優(yōu)控制，轉(zhuǎn)速超調(diào)。(3)性能指標：穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標，動態(tài)性能指標；穩(wěn)態(tài)性能指標：調(diào)速范圍、靜差率；動態(tài)性能指標：跟隨性能指標（上升時間、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間）、抗擾性能指標（動態(tài)降落、恢復時間）25.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程特點是什么？答：1)飽和非線性控制ASR飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；ASR不飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，無靜差調(diào)速系統(tǒng).2）準時間最優(yōu)控制，恒流升速可使起動過程盡可能最快。3）轉(zhuǎn)速超調(diào)：只有轉(zhuǎn)速超調(diào)才能使ASR退飽和。26.調(diào)節(jié)器的設計過程可以簡化為兩步：第一步：先選擇調(diào)節(jié)器的結構，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定，同時滿足所需的穩(wěn)態(tài)精度。第二步：再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動態(tài)性能指標的要求。27.電力電子變壓變頻器分類：交-直-交變頻器、交-交變頻器交-直-交變頻器：先將恒壓恒頻的交流電整成直流，再將直流電逆變成電壓與頻率均為可調(diào)的交流，稱作間接變頻。交-交變頻器：將恒壓恒頻的交流電直接變換為電壓與頻率均為可調(diào)的交流電，無需中間直流環(huán)節(jié)，稱作直接變頻28.轉(zhuǎn)差頻率控制的轉(zhuǎn)速閉環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結構原理圖

兩個轉(zhuǎn)速反饋:轉(zhuǎn)速外環(huán)為負反饋，ASR為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，一般選用PI調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出轉(zhuǎn)差頻率給定相當于電磁轉(zhuǎn)矩給定。內(nèi)環(huán)為正反饋，將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出信號轉(zhuǎn)差頻率給定與實際轉(zhuǎn)速相加，得到定子頻率給定信號29.轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)突出的特點或優(yōu)點：轉(zhuǎn)差角頻率與實測轉(zhuǎn)速相加后得到定子頻率。在調(diào)速過程中，實際頻率隨著實際轉(zhuǎn)速同步地上升或下降，加、減速平滑。在動態(tài)過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR飽和，系統(tǒng)以對應于最大轉(zhuǎn)差頻率的最大轉(zhuǎn)矩起、制動，并限制了最大電流，保證了在允許條件下的快速性。30.矢量變換控制系統(tǒng)：模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應的坐標反變換，就能夠控制異步電動機了。由于進行坐標變換的是電流（代表磁動勢）的空間矢量，所以這樣通過坐標變換實現(xiàn)的控制系統(tǒng)就叫做矢量變換控制系統(tǒng)或稱矢量控制系統(tǒng)。31.矢量控制的基本思想:通過坐標變換，在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標系中，得到等效的直流電動機模型，仿照直流電動機的控制方法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈，然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標系中的控制量反變換得到三相坐標系的對應量，以實施控制。32.矢量控制系統(tǒng)特點（1)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，實現(xiàn)了定子電流勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解耦，需要電流閉環(huán)控制（2)轉(zhuǎn)子磁鏈系統(tǒng)的控制對象時穩(wěn)定的慣性環(huán)節(jié)，可以采用磁鏈閉環(huán)控制，也可以采用開環(huán)控制（3)采用連續(xù)的PI控制，轉(zhuǎn)矩與磁鏈變化平穩(wěn)，電流閉環(huán)控制可有效地限制起、制動電流。帶除法環(huán)節(jié)的矢量控制系統(tǒng)結構圖33.直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本思想：根據(jù)定子磁鏈幅值偏差的正負符號和電磁轉(zhuǎn)矩偏差的正負符號，再依據(jù)當前定子磁鏈矢量所在的位置，直接選取合適的電壓空間矢量，減小定子磁鏈幅值的偏差和電磁轉(zhuǎn)矩的偏差，實現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩與定子磁鏈的控制。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結構圖由于系統(tǒng)本身沒有自動限制起制動電流的作用，頻率設定必須通過給定積分算法產(chǎn)生平緩的升速或降速信號，電壓/頻率特性14、積分調(diào)節(jié)器為什么能消除靜差？采用積分調(diào)節(jié)器，當轉(zhuǎn)速在穩(wěn)態(tài)時達到與給定轉(zhuǎn)速一致，系統(tǒng)仍有控制信號，保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀；而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史，雖然ΔUn=0，只要歷史上有過ΔUn，其積分有一定數(shù)值，就能產(chǎn)生足夠的控制電壓Uct，保證新的穩(wěn)態(tài)運行。1.試分析并解釋矢量控制系統(tǒng)與直流轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點。答：兩者都采用轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速）和磁鏈分別控制，但兩者在控制性能上卻各有千秋。VC系統(tǒng)強調(diào)Te與Ψr的解耦，有利于分別設計轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器；實行連續(xù)控制，可獲得較寬的調(diào)速范圍；但按定子Ψr定向受電動機轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，降低了系統(tǒng)的魯棒性。DTC系統(tǒng)則實行Te與Ψs砰-砰控制，避開了旋轉(zhuǎn)坐標變換，簡化了控制結構；控制磁鏈而不是轉(zhuǎn)子磁鏈，不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響；但不可避免地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，低速性能較差，調(diào)速范圍受到限制。2.磁鏈定向方法有哪兩種?分別采用了哪種坐標系?答：1)按轉(zhuǎn)子磁鏈r：ψ定向：控制性能最好，但轉(zhuǎn)子磁鏈不易測量和控制；采用M-T坐標系；2)按定子磁鏈s：ψ定向：定子磁鏈最容易測量和控制，但控制性能不好；采用α-β坐標系3.將三相交流電機變換成兩極直流電機的物理模型要經(jīng)過的坐標變換有哪些?答：先將靜止的三相坐標A-B-C轉(zhuǎn)換成靜止的兩相坐標α-β，再將靜止的兩相坐標α-β?lián)Q成旋轉(zhuǎn)的兩相坐標d-q或同步兩相坐標(M-T)。4.為什么轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠仿照直流電動機雙閉環(huán)系統(tǒng)進行控制，但是其動靜態(tài)性能卻不能完全達到直流雙閉環(huán)系統(tǒng)的水平？答：（1）在分析轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律時，是從異步電機穩(wěn)態(tài)等效電路和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩公式出發(fā)的，所謂的“保持磁通Φm恒定”的結論也只在穩(wěn)態(tài)情況下才能成立。在動態(tài)中Φm如何變化還沒有深入研究，但肯定不會恒定，這不得不影響系統(tǒng)的實際動態(tài)性能。（2）Us=f(ω1,Is)函數(shù)關系中只抓住了定子電流的幅值，沒有控制到電流的相位，而在動態(tài)中電流的相位也是影響轉(zhuǎn)矩變化的因素。（3）在頻率控制環(huán)節(jié)中，取ω1=ωsω，使頻率得以與轉(zhuǎn)速同步升降，這是轉(zhuǎn)差頻率控制的優(yōu)點。然而，如果轉(zhuǎn)速檢測信號不準確或存在干擾，也就會直接給頻率造成誤差，因為所有這些偏差和干擾都以正反饋的形式毫無衰減地傳遞到頻率控制信號上來了。5.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什么？答：當兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時，它們的輸入偏差