項目3轉速負反饋單閉環無靜差直流調速繫統
訓練目標
1．掌握轉速負反饋單閉環無靜差直流調速繫統的組成、靜特性。
2．掌握轉速負反饋單閉環無靜差直流調速繫統的工作原理。
3．掌握PI、I調節器的工作原理即特點。
知識要點
1．積分、比例積分調節器的特點：積累作用、記憶作用、延緩作用。在閉環直流調速繫統中使用的I、PI調節器一般都設有輸入、輸出限幅電路。
2．I調節器在繫統自動調節過程中的等效放大繫數ki從零增大到無窮大；PI調節器在繫統自動調節過程中的等效放大繫數kpi從Rf /R0增大到無窮大。
3．I、PI調節器的等效放大繫數在繫統調節過程中是變化的特點，使繫統在穩態情況下有極大的放大繫數，從而使靜態偏差極小，實現了無差調節。而在動態情況下，又使繫統放大繫數大為降低，保證繫統具有良好的動態穩定特性。
4．采用PI調節器組成的轉速負反饋無靜差直流調速繫統由給定、比例積分調節器、觸發電路、整流電路、直流電動機及轉速負反饋檢測環節組成。
5．在用PI調節器組成的單閉環無靜差調速繫統起動過程中，PI調節器的比例部分（其控制作用由強變弱）起到快速調節的作用；其積分部分（控制作用由弱變強）起到了消除靜差的作用，所以PI調節器很好地處理了調速繫統的動態快速性及靜態無誤差這一對矛盾。再者，在起動過程中，PI調節器一旦出現飽和，電動機必然出現超調。
6．使用P、I、PI調節器的轉速負反饋單閉環繫統的起動（全壓起動）過程中會產生很大的衝擊起動電流，對電動機的換相不利，對過載能力差的晶閘管也會造成損害，因此，繫統在起動時必須加入限流措施，比如加入電流截止負反饋環節。而對於某些要求平穩起動的繫統，可在給定環節後加入給定積分器，來保證繫統起動過程的平穩過渡。
知識鞏固
一、單選題：
1．有靜差調速繫統中必定有（ ）。
A、比例調節器 B、比例微分調節器 C、微分調節器 D、積分調節器
2．無靜差調速繫統中必定有（ ）。
A、比例調節器 B、比例微分調節器 C、微分調節器 D、積分調節器
3．若要使PI調節器輸出量下降，必須輸入( )的信號。
A、與原輸入量大小不相同 B、與原輸入量大小相同
C、與原輸入量極性相反 D、與原輸入量極性相同
4．積分調節器在調節過程中的等效放大繫數理論上是( )。
A、不變 B、從0到∞ C、從∞到0 D、確定不了
5．轉速負反饋單閉環直流調速繫統反饋電壓的值為（ ）。
A、Ufn =γUd B、Ufn =βUd C、Ufn =βId D、Ufn =αn
6．轉速負反饋無靜差直流調速繫統的穩態轉速降在落理想狀況下是（ ）。
A、0 B、∞ C、10 D、100
7．轉速負反饋無靜差直流調速繫統穩態時，積分調節器中積分電容兩端電壓( )。
A、一定為零 B、不確定
C、等於輸入電壓 D、保持在輸入信號為零前的對偏差的積分值
8．在調節過程中，比例積分調節器的放大倍數（ ）。
A、不變 B、從0增大到∞ C、從Kp=Rf /R增大到∞ D、不確定
9．實用的調節器線路，一般應有抑制零漂、（ ）、輸入濾波、功率放大、比例繫數可調、寄生震蕩消除等附屬電路。
A、限幅 B、輸出濾波 C、溫度補償 D、整流
10．實際的PI調節器電路中常有鎖零電路，其作用是（ ）
A、停車時使用PI調節器輸出飽和 B、停車時發出制動信號
C、停車時發出警報信號 D、停車時防止電動機爬動
11．在實用調節器中，加入輸入限幅電路的作用是（ ）。
A、防止觸發電路其損壞 B、防止給定電路損壞 C、防止晶閘管損壞
D、其作用是為了防止實際輸入信號超過允許輸入信號的額定值，造成集成運放輸入級損壞
12．單閉環轉速負反饋無靜差調速繫統在起動過程中，調節器（ ）。
A 、一定飽和 B、一定不飽和
C、存在飽和與不飽和兩種可能 D、前期飽和後期不飽和
13．在單閉環無靜差調速繫統起動過程中，轉速（ ）。
A、一定會出現超調 B、一定不會出現超調
C、存在超調與不超調兩種可能 D、前期超調後期不超調
14．在單閉環無靜差調速繫統起動過程中，起動電流很大，（ ）。
A、應加入快熔做保護 B、應加入靈敏過電流繼電器做保護
C、應加入電感做保護 D、應加入電流截止負反饋做保護
15．對於某些要求平穩起動的繫統，（ ）。
A、在給定環節後加入給定積分器，來保證繫統起動過程的平穩過渡
B、在觸發電路上加入輸入限幅 C、可在調節器上加入輸出限幅
D、在電動機電樞回路串電阻
16．由比例積分調節器組成的單閉環指令調速繫統是（ ）。
A、有靜差繫統 B、無靜差繫統 C、順序控制繫統 D、離散控制繫統
17．下列故障原因中（ ）會造成直流電動機不能啟動。
A、電源電壓過高 B、電源電壓過低 C、電刷架位置不對 D、勵磁回路電阻過小
18．轉速負反饋調速的靜特性指標是（ ）。
A、D＞20，s＜10% B、20≥D＞15 ，10%≤s＜15%
C、15≥D＞10，15%≤s＜20% D、D＜10， s≥20%～30%
二、多選題
19．轉速負反饋單閉環無靜差直流調速繫統中調節器的類型有（ ）。
A、比例調節器 B、比例積分調節器 C、比例微分調節器 D、積分調節器
20．采用比例積分調節器或積分調節器單閉環轉速負反饋直流調速繫統，性能關繫是（ ）。
A、采用比例積分調節器的靜態性能與積分調節器的一樣好
B、采用比例積分調節器的動態性能比采用積分調節器的好
C、采用積分調節器的靜、動態性能比采用比例積分調節器的好
D、采用積分調節器的靜態性能比采用比例積分調節器的好
21．調節器的輸出限幅電路有（ ）。
A、內限幅電路 B、反饋 C、外限幅電路 D、電流截止負反饋
22．調節器輸出限幅電路的作用是（ ）。
A、防止集成運放輸出電壓過高損壞集成運放
B、防止集成運放輸出電壓（過高）超出觸發電路輸入電壓範圍，給觸發電路和調速繫統造成的不良影響
C、保證集成運放的線性特性 D、防止反饋環節損壞
23．比例積分調節器的性質有（ ）。
A、積累作用 B、延緩作用 C、記憶作用 D、反饋
24．單閉環無靜差直流調速繫統對（ ）有調節作用。
A、負載擾動 B、勵磁電流減小 C、測速發電機安裝不同心 D、網壓變化
25．無靜差調速繫統抗擾動過程中，在調節過程的初、中期，（ ）起主要作用，保證了繫統的快速響應；在調節過程的後期，（ ）起主要作用，最後消除偏差。
A、調節器的比例部分 B、調節器的微分部分
C、調節器的積分部分 D、調節器的比例、積分兩部分
26．無靜差調速繫統抗擾動過程中，PI調節器的輸出電壓的增量ΔUct由（ ）組成。
A、比例部分輸出增量ΔUctP=KpΔUn B、電流的變化量
C、轉速的變化量 D、積分部分輸出增量ΔUctI
三、判斷題
27．（ ）在調節過程的初、中期，比例部分起主要作用，保證了繫統的快速響應；在調節過程的後期，積分部分起主要作用，最後消除偏。
28．（ ）比例積分調節器的動態放大繫數在動態過程中從零增加到無窮大。
29．（ ）由於積分調節器的動態響應太遲緩，在控制的快速性上不如比例積分調節器。
30．（ ）實際工程中，無靜差繫統動態是有靜差的，嚴格的講“無靜差”隻是理論上的。
31．（ ）積分調節器是將被調量與給定量比較，按偏差的積分值輸出連續信號以控制執行機構。
32．（ ）比例積分調節器兼顧了比例和積分二者的優點，所以用其作為速度閉環控制時無轉速超調問題。
33．（ ）轉速負反饋單閉環調速繫統適用 D＞20，s＜5%的生產機械。
34．（ ）比例積分調節器的等效放大倍數在靜態與動態過程中是相同的。
35．（ ）閉環調速繫統中采用PI調節器與I調節器來代替P調節器可以使繫統的動態調節時間縮短。
36．（ ）要想維持某一物理量基本不變，就應引用該量的正反饋，與恆值給定相比較，構成閉環繫統。
37．（ ）單閉環無靜差直流調速繫統采用的制動方式與開環繫統不同。
38．（ ）單閉環無靜差直流調速繫統在起動初始階段（這段時間是短暫），積分輸出UctI 很小，PI調節器輸出電壓與其比例輸出基本相等，達不到限幅值。
39．（ ）單閉環無靜差直流調速繫統在起動的中、後期，根據調節對像的滯後時間常數的大小（與調節器的積分時間常τ的關繫）來決定調節器是否飽和。
40．（ ）調節器外限幅電路的優點是：限幅值電壓可以調節，缺點是：運算放大器仍然上升至飽和狀態，要使輸出電壓下降仍存在退飽和的放電時間。
41．（ ）單閉環直流調速繫統一定是無靜差調速繫統。
42．（ ）對某些要求平穩起動的繫統，可在給定環節後加入給定積分器。
訓練效果 對（ ） 錯（ ） 成績（ ）
