1. 如果反馈信号线断线，会产生怎样的后果？如果反馈信号线极性接反了，又会产生什么 后果？为什么？ 答：在反馈控制系统中，控制器的输入量通常是给定量与反馈量的偏差量（Δx）， Δx= xs ?xf , 式中xs 为给定量,xf 为反馈量。通常Δx相对xs （或xf ）是很小的，例 如设xs =10， xf = 9.5，则Δx = xs ?xf = 0.5。当反馈信号线断线（xf = 0）[或反馈信 号线接反（xf =?9.5）]时,则Δx变为 10 (或 19.5),Δx为原来的 20倍(或 39 倍),这时控 制器输入端的信号变得如此的大,将会使输出量大幅度增加,甚至造成严重事故。
2. 2．电流负反馈、电流微分负反馈和电流截止负反馈这三种反馈环节各起什么作用？它们之 间的主要区别在哪里？它们能否同时在同一个控制系统中应用？ 答：电流负反馈环节、电流微分反馈环节和电流截止负反馈环节在结构、特点和作用上的区 别如下表所示。由于它们之间不存在相互的制约因素，因此在同一个控制系统中，可以同时 采用。
   1. PI调节器的回路中并联一高阻值电阻。试分析这对双闭环调速系 统性能的影响。 答：PI 调节器的反馈回路并联一个电阻后， 其传递函数由K(Ts +1) Ts 变为
   2. K '(Ts+1)  (T2s+1)。这意味着由惯性环节取代了积分环节，将使系统相对稳定性改 善，但稳态性能变差。
3. PI 调节器械输入电压信号为零时，它的输出电压是否为零？为什么？ 答：不为零。这电压靠反馈电容器上的充电电压维持的。
   1. 在直流调速系统中，若希望快速启动，采用怎样的线路？若希望平稳启动，则 又采用怎样的线路？ 答：增添微分环节，将加速启动过程（如采用 PID 调节器）。
   2. 增添给定积分环节，将使启动过程平稳（如采用给定积分电路）。
   1. 7-1 所示的直流调速系统时，若发现下列情况，问怎样进行整定？
      1. ① 系统振荡
      2. ② 起动时，起动电流过大

③ 稳态精度不够，（静差率 S太大） 答：① a.降低比例调节器增益；

b.采用比例微分调节器；

c.采用 PID调节器。

图 7-1

②由截止电流IB =U 0 Rc 可知、减小U 0 值（电位器 RP3 滑点左移），即可减少截止电

流的值（即启动电流的值）。

③ a.增大增益； b.采用 PI 调节器; C.采用 PID 调节器。以上均以降低系统稳定性为 条件，因此要注意系统动态性能改变的情况。

7．如图 7-2 所示的直流调速系统，是有静差还是无静差系统？若要实现无静差， 应怎样改进？

图 7-2 答：由 SG1731PWM 集成电路内部结构示意图，可知由于 A3 构成的是比例调节器，

所以是有静差调速系统。若要实现无静差，则与

串联电容器（改为 PI 调节器）

即可。

1. 7-2 中所示的 SG1731PWM 集成电路控制的直流调速系统中，若 H 型供电电 路同一个桥臂上的两个 BJT 管（如 V1 和 V2）同时导通，会产生怎样的后果？怎样 才能避免这种情况的发生？ 答：V1 与 V2 同时导通会对电源形成短路，烧坏元件。常用的防止措施是在驱动 电路中增加延时环节，使后面的管子延时导通。
2. 7-3 所示的 KZD-Ⅱ型直流调速系统中，试判断下列情况下，对系统性能 将产生怎样的变化？

①二极管 VD4 极性接反

②稳压二极管 2CW9 损坏

③电位器 RP5 右移

④电位器 RP3 下移 答：①二极管 VD4 极性接反，控制电路（包括电压放大电路）与电源间的连接将被 VD4 阻 断，系统无法工作。

②若２ＣＷ９稳压管断路， 电流截止负反馈信号将无法送出， 电路机启动时将会产生很 大的启动电流，把晶闸管烧坏。 若２ＣＷ９稳压管短路，则电流截止负反馈变为电流负反馈，它将抑制电流上升，使启动过 程变慢，机械特性变软。

③电位器 RP5 右移，将使电流正反馈电压U fI 增大，它将使机械特性变硬，但过大也可 能造成系统震荡。

④电位 RP3 下移，意味着给定电压下降，它将使电动机的转速降低。

10．图 7-4 为一实例线路（图中限流环节未画出）。图中 SM 为微型电动机。通过读图并回答 下列问题：

①这是什么控制系统？

②伺服电动机的{zd0}供电电压为多少？

③伺服电动机的{zd0}供电电流为多少？

④此时电动机能否实现正反可逆转动？为什么？

⑤此时偏差放大器与外接阻抗构成哪种调节器？它的作用是什么？

⑥此为单极性控制还是双极性控制？伺服电动机正转（设电压为正）时的电压波形是怎样 的？

⑦这是开环控制还是闭环控制？是有静差系统还是无静差系统？

⑧若如今要求将调制频率整定到 400HZ，那最方便的是整定那一个参数？怎样调节？ 答：①由图可见 , ＳＧ１７３１模 块的输出端 A、B 直接供给永磁式 直流伺服电动机。此外模块中的偏 差放大器的反相输入端 4 是接入给 定指令（电压），而其正相输入端 3 则接入直流测速发电机的输出信 号，因此这是转速负反馈。不难推 断，这是一个直流调速系统。

②由于集成模块的桥式功放电

路的供电电压

，所

以伺服电动机的{zd0}供电电压为 。

③由于此模块的{zd0}输出电 流为 ，所以供给电动机 的{zd0}电流也是 。由此 可见，系统中的直流伺服电动机是 一个微型电动机。

④由于输出端 A、 B（ 12、

13 脚） 能交替产生正、 反向电压 （

=“+”时，

＝“0”； 反之当

=“+”时，

=“0”）。所以能实现可逆驱动。

⑤此时偏差放大器的输入回路阻抗为一电阻，而它的输出端 5 与输入端 4 之间，接 入并联着的电阻、电容；所以这是一个惯性调节器。它的作用是实现平稳过渡。

⑥由于 ＳＧ１７３１模块的结构所致， 它只能输出单极性 ＰＷＭ波形的电压。因此伺服电 动两端的电压波形便是单极性的脉宽调制波。

⑦由于具有转速负反馈环节，所以它是闭环控制系统。又由于系统的调节器是惯性调 节器，对调速系统来说，它将是一个有静差控制系统[若要实现无静差，应采用比例积分(Ｐ Ｉ)调节器，即在 4、5 脚之间，接入 一个电阻与电容串联的阻抗]。

⑧此模块输出的电压的开关频率

式中

。由上式

可见，虽然可以通过改变电容量 C 来调节频率，但电容值一般不准，而且调节很不方便； 所以最方便的方法，便是调节

。若将脚 1、2 之间与脚 7、9 之间的电阻换成适当阻值 的电位器；这样，整定这两个电位器，便可调节

，从而较方便地实现了开关（载波）频 率的整定。

11．图 7-5为一注塑机直流调速系统实例图。

①度搞清楚该线路图中所有的元件的作用；分析该系统有哪些反馈环节，它们的作用是什 么？

②系统中 VD1 是什么元件、RS是什么元件？

③系统中的电容 C1和 C2 各自起什么作用？

④系统中的二极管 VD2～VD8 各自起什么作用？

⑤系统中的各个电位器(RP1～RP9)各自调节什么量？若设各个电位器下移（或右移），则对

系统的性能或运行状况会产生怎样的影响。

答：（1）主电路：图中 Ｍ为直流电动机（控制对象）。它由单相半控桥式整流电路供电。电 路中 VD2 为续流二极管（由于电动机为感性负载，它为感性负载提供放电回路，使晶闸管在 交流电压 过零时能关断）。VD1 为正组与负组对接的硒堆（吸收交流侧浪涌电压）。在元件 两端和直流侧的阻容吸收电路为吸收作用于元件和直流侧的尖脉冲过电压。ＲＳ为分流器， （为电流表提供电流取样信号）。（

）为过电流继电器（过电流保护，它对主电路的保 护，线路图中未画出）。RC 为电枢电流取样电阻，RP5 为调节电流取样信号的电位器。 RP6 是调节电枢电压取样信号的电位器。电动机的励磁回路由 ２２０Ｖ电源经二极管桥式整流 电路供电。

(2) 触发电路：它由单晶体管组成的自激震荡电路产生触发脉冲（其工作原理可参见教 材中的有关论述）。其脉冲输出经电压放大后供给脉冲变压器一次线圈，与线圈并联的 VD5 为续流二极管。脉冲变压器有两个二次线圈，分送两个晶闸管门极。与门极并联的电容是限 制门极电压的 大， 与门极反并联一个二极管为门极反向过电压限幅保护， 二极管 VD7 为阻挡反向脉冲形成。与脉冲输出电路并联一个（容量较大的）电解电容，是为了让它在脉 冲输出时向脉冲变压器一次线圈放电，以增加脉冲功率和脉冲前沿陡度。为了避免此电容使 触发电路同步电压的过零点消失，因此增设了隔离二极管 VD6。

(3) 控制电路：给定电压由电位器 RP1 给出，它与转速负反馈电压叠加后（此两电压 极性相反）送往放大触发电路。（在分析控制电路时，要首先注意找出公共端线，在此系统 中，与电位器 RP3 滑动端相联的线为公共端线）。图中 RP2 为调节{zd0}给定电压（亦即整定 系统的{zg}转速），RP3 调节最小给定电压（亦即整定{zd1}转速）。在放大器的输入端设有由 二极管构成的正、反向限幅电路。 (4) 反馈环节：此系统含有的反馈环节有：

① 转速负反馈，它由测速发电机ＴＧ提供反馈信号，与给定电压反向串联叠加后送往 控制电路。它的作用是保持系统转速恒定。电位器 RP9 调整反馈电压大小。 与测速发电机并联的电压表读数与转速成正比， 因此可做转速指示，电位器 RP8整定转 速的读数。

②电压微分负反馈，它由电位器 RP6 取出电压反馈信号，再经电阻与电容输出，形成电 压微分负反馈（因其极性与给定电压相反）（注意 RP6的上端为公共端）。此电压信号与给定 信号在放大器输入端为并联输入。电压微分负反馈环节主要是抑制电枢电压的上升率 （

），使系统的动态过程平稳。限制

过大，也可对起保护作用。

③电流截止负反馈，它由电位器 RP5 取出电流信号电压

再与稳压管 V2 的阈值电压

（转折电压）进行比较后去控制 －３ＤＧ６Ｄ三极管的基极（此三极管对形成锯齿波的充 放电电容器构成放电电路）。当电枢电流超过某允许值（截止电流）时，电流信号电压超过 稳压管的转折电压，将稳压管“击穿”，使旁路三极管导通，它将使电容的充电过程放慢， 延迟了脉冲产生的时刻，使晶闸管导通时刻延迟，整流输出电压平均值下降，使电枢电流下 降，从而达到限制{zd0}电流的目的。

1. (5) 电位器 RP1～RP9 下移（或右移）对系统产生的影响如下：
2. ① RP1下移：调节电动机转速，（使转速下降）。
3. ② RP2下移：整定系统{zg}转速（增加），（RP2 压降减小，RP1 上端电位上升）。
4. ③ RP3下移：调整系统{zd1}转速（增大），（RP1下端电位上升）。

④ RP4左移：调磁调速，它将使电动机励磁回路电阻增加，励磁电流减小，磁通减小， 电机转速增加。于此同时，与 RP4 同轴的 RP3 触点将下降。将使给定电压增大（注意 RP3 触点为公共端，RP3触点下移，将使 RP1 电位升高）（为便于理解，改为 RP4 左移来说明） 。

⑤ RP5右移：整定系统截止电流数值（增大），（RP5 右移，取出信号将减小，因此需较 大电流才能使信号电压将 V2 击穿，因此截止电流数值增大）。截止电流数值增大将加快启 动过程，但保护作用减弱。

⑥ RP6下移：电压取样信号增加（相对公共端线而言），它将使

更小，过渡过 程更平稳，但启动时间会延长。

⑦RP7 下移：增大微分电路的时间常数。

⑧RP8：下移转速指示读数减小，整定读数，使之准确。

⑨RP9：下移整定转速反馈系数

（使

减小），

减小，将使系统额定转速增大。