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浙大电力电子系统建模与控制作业答案

电力电子建模作业

一、试有反激变换器如图1所示，试：

1. 假定0=C R ，并且工作在CCM 方式，推导小信号交流等效电路；

2. 考虑C R ，仍工作在CCM 方式，推导小信号交流等效电路；

3. 分别写出以上两种情况的传递函数

∧

v o ，比较它们的区别。

变压器变比：::1p s N N n =，题目中n 取2，负载为L R 输入变量：电源电压1()v t

输出变量：输入电压1()i t ，输出电压()o v t 状态变量：电感电流()i t ，电容电压()v t

1、假定0=C R ，并且工作在CCM 方式，小信号交流等效电路推导； 1>电感电流分析电感电流：()()s

s T p

L T d i t L v t dt

<>=<>

电感两端的电压：

1[,],()()[,],()()

s L s s L t t dT v t v t t dT t T v t nv t +=++=-中中

于是：1()1()()()s

s s

s t dT t T T p t t dT s d i t L v t dt n v t dt dt

T +++<>??=+-?

?????

1()()()()s s T T d t v t nd t v t '≈<>-<>

稳态工作时：10DV D nV '-=

线性分析：[][]11?()????()()()()p

d I i t L D d t V v t n D d t V v t dt

??+??

????'=++--+????

忽略二阶扰动：()111?()???()()()p

d I i t L DV nD V Dv

t V nV d t nD v t dt

??+??

''≈-+++- 代人稳态方程得：()11?()???()()()p

di t L Dv t V nV d t nD v t dt

'=++- 2>电容电压分析电容电压：()()s

s T C T d v t C

i t dt

<>=<>

电容上的电流：

()[,],()()[,],()()s C L

s s C L

v t t t dT i t R v t t dT t T i t ni t R +=-

++=-

时时

于是：()1()()()s s s

s t dT t T T t t dT s

L L d v t v t v t C dt ni t dt dt

T R R +++<>????????

-+-?????????????

???

()()()s

s T T L

v t nd t i t R <>'≈-

+<>

线性化分析：[]?()?()??()()L

d V v

t V v t C

n D d t I i t dt

R ++????'=-

+-+???? 忽略二阶分量：[]?()?()??()()L L

d V v

t V v t C

nD I nD i t nId t dt

R R +''≈-

+-+- 稳态时：0L

nD I R '-

+= 代入稳态方程得：??()()??()()L

dv t v t C nD i t nId t dt R '=-+- 3>输出变量分析

电源电流：11()()()()s

s s t dT T T t

s i t i t dt d t i t T +<>=

≈<>?

线性化分析：11???()()()I i t D d t I i t ????+=++???

稳态时：1I DI =

代入稳态方程得：1???()()()i t Di t Id t =+ 输出电压：??()()o v

t v t = 综上所述：

()111?()???()()()??()()??()()???()()()

??()()p

o di t L Dv t V nV d t nD v t dt dv t v t C nD i t nId t dt R i t Di t Id t v

t v t ?'=++-??

??'=-+-??

?=+?

=?? N=2时，有：

()111?()???()2()2()??()()??2()2()???()()()

??()()p

o di t L Dv t V V d t D v t dt dv t v t C D i t Id t dt R i t Di t Id t v

t v t ?'=++-??

??'=-+-??

?=+?

=?? 因此小信号交流等效电路：

∧

R L i 1(t )v 1(t )

Id(t)

L P

'2Id(t)

∧

Di(t)

∧

Dv 1(t)

∧

2Dv

(t )(V 1+2V)d(t)

∧

∧2Di

(t )∧

i (t )∧

+-∧

v (t )

∧

v o (t )

2、考虑C R ，仍工作在CCM 方式，小信号交流等效电路推导； 1>电感电流分析电感电流：()()s

s T p

L T d i t L v t dt

<>=<>

电感两端的电压：1[,],()()s L t t dT v t v t +=中

2()()

[,],()()()()

()()()()()

C C s s C L

L C L C

C L L

L o L C L C

v t R i t t dT t T i t ni t R nR i t v t i t R R n R R nR v t nv t v t i t R R R R ++++=-=

+=-=--++时由，

得，因此

于是：21()1()()()s s s

t dT t T T C L L p

t t dT s

L C L C d i t n R R nR L v t dt v t i t dt dt

T R R R R +++<>??????

=+--????++?????

???

21()()()()()()s s s C L L

T T T L C L C

n R R nR d t v t d t v t d t i t R R R R ''≈<>-<>-<>++

稳态工作时：210C L L

L C L C

n R R nR DV D V D I R R R R ''--=++

线性分析： [][]2

11?()??????()()()()()()C L L p

L C L C

d I i t n R R nR L D d t V v t D d t V v t D d t I i t dt

R R R R ??+??

????????''=++-

-+--+????????++ 忽略二阶扰动：

2211?()???()()()C L C L L L

L C L C L C L C

d I i t n R R n R R nR nR L DV D V D I Dv t D v t D i t dt

R R R R R R R R ??+??

''''=--+--++++

21?()C L L L C L C n R R I nR V

V d t R R R R ??+++??++?

代人稳态方程得：

2211?()????()()()()C L C L L L p L C L C L C L C n R R n R R I nR nR V di

t L Dv t D v t D i t V d t dt R R R R R R R R ??''=--+++??++++?

2>电容电压分析电容电压：()()s

s T C T d v t C

i t dt

<>=<>

电容上的电流：

()

[,],()()

[,],()()s C L C

L s s C L C L C

v t t t dT i t R R nR v t t dT t T i t i t R R R R +=-

+++=-

++时时

于是：()1

()()()s s s

s t dT t T T L t t dT s

L C L C L C d v t nR v t v t C

dt i t dt dt

T R R R R R R +++<>????????

=-+-??????+++???????

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()()s

s s T T L

T L C L C L C v t v t nR d t d t i t R R R R R R <><>??

'≈-+<>-

??+++??

线性化分析：[]?()?()??()()L L C L C

d V v

t nR V v t C

D d t I i t dt

R R R R ++????'=-

+-+????++ 忽略二阶分量：

[]?()?()??()()L L L L C L C L C L C L C

d V v

t nR nR nR I V v

t C

D I D i t d t dt

R R R R R R R R R R +''≈-

+-+-+++++

稳态时：0L L C L C

nR V

D I R R R R '-

+=++

代入稳态方程得：??()()??()()L L L C L C L C

nR nR I dv t v

t C D i t d t dt R R R R R R '=-+-+++ 3>输出变量分析

电源电流：11()()()()s

s s t dT T T t

s i t i t dt d t i t T +<>=

≈<>?

线性化分析：11???()()()I i t D d t I i t ????+=++???

稳态时：1I DI =

代入稳态方程得：1???()()()i t Di t Id t =+

输出电压：1()()s

s t T o T o t

v t v t dt T +<>=

其中：

()[,],()[,],()()()

L s o L C

L C L

s s o L C L C

R v t t t dT v t R R nR R R t dT t T v t i t v t R R R R +=-

+++=+++时时

于是：()1

()()()s s s s t dT t T L C

L L o T t t dT s

L C L C L C nR R R v t R v t dt i t v t dt T R R R R R R +++????????<>=

++??????+++???????

??? ()()()s s L C L

T T L C L C

nR R R v t d t i t R R R R '≈

<>+<>++

线性化：[]????()()()()L C L

o o L C L C

nR R R V v

t V v t D d t I i t R R R R ????'+=++-+????++

其中稳态解：L C L

o L C L C

nR R R V V D I R R R R '=

+++

代入稳态方程得：????()()()()L C L C L

o L C L C L C

nR R D nR R I R v

t v t i t d t R R R R R R '=+-+++

综上所述：

22111?()????()()()()

??()()??()()???

()()()???()()()C L C L L L p L C L C L C L C L L L C L C L C L C L o

L C L C n R R n R R I nR nR V

di t L Dv t D v t D i t V d t dt R R R R R R R R nR nR I dv t v

t C D i t d t dt R R R R R R i t Di t Id t nR R D R v t v t i t R R R R ??''=--+++??++++??'=-+-+++=+'=+-++?()L C L C nR R I d t R R ??????????+?

N=2时，有：

11?42()????()2()4()()??2()()??2()()???

()()()22???()()()C L C L L L p L C L C L C L C L L L C L C L C

L C L o L C L C R R R R I R R V

di t L Dv t D v t D i t V d t dt R R R R R R R R R R I dv t v

t C D i t d t dt R R R R R R i t Di t Id t R R D R R v

t v t i t R R R R ??''=--+++??++++??'=-+-+++=+'=+-++?()L C L C R I d t R R ??????????+?

因此小信号交流等效电路：

∧

R L

i 1(t )v 1(t )

Id(t)

L P

∧

Di(t)

∧

Dv 1(t)

∧

i (t )∧

∧

v (t )

∧

v o (t )

4C L

L C

R R D R R '

+142?()C L L L C L C R R I R V

V d t R R R R ??+

+??++?

??2()L

L C

R D v

t R R '

2()

L L C

R D i t R R '

+2?

()

L L C

R I d t R R +R C

3、分别写出以上两种情况的传递函数

∧

v o ，比较它们的区别。

A> Rc=0时的电路分析

对求得的状态方程进行拉布拉斯变换得：

()111????()()2()2()

?()???()2()2()???

()()()??()()p L o sL i s Dv s V V d s D v s v s sCv s D i s Id s R i s Di s Id s v s v

s ?'=++-?

?'=-+-??

?=+??=? 化简上式得：()11???()2()2()?()p

Dv s V V d s D v s i s sL '++-=

推出：()112222

2222???()()()44L L p L

L p p L L p p L

D R V V sR L I DD R v s v s d s s R L sL D R s R L sL D R '+-'=+''++++ 因此

()1122

?()0222?()?4()L L p L p p L

s D R V V sR L I

s s R L sL D R d

s ='+-='++

B> Rc>0时的电路分析

对求得的状态方程进行拉布拉斯变换得：

1142?????()()2()4()()?2()???()2()()???

()()()22???()()()C L C L L L p L C L C L C L C L L L C L C L C L C L C L o

L C L C R R R R I R R V sL i s Dv s D v s D i s V d s R R R R R R R R R R I v

s sCv s D i s d s R R R R R R i s Di s Id s R R D R R I R v s v s i s R R R R ??''=--+++??++++??'=-+-+++=+'=+-++?()L C d s R R ???

????+?

整理上式得：

11()()242??

??()()()()()4()4()422???()()()()1()1L C L C L C L L p L C C L p L C C L p L C C L

L L L C L C D R R R R V R V R R I D R i s v s v s d s sL R R D R R sL R R D R R sL R R D R R D R R I v s i s d

s s R R C s R R C '++++?=-+?'''++++++??

'?=-?++++?

求解得：

[]()()[][][][]{}1122

211??2()()2()2()()?()()4()4??()()1()()1()244()?()(C L L L C L L C L P L C p p L C C L L C L C L L C L C L C L C L C L L p DD R R R v s R D R R V D R V s R R L I d s v s s R R L C s L R R D R R R R C D R R D R D R R s R R C v s s R R C R R V R V R R I D R I d s i s sL '''++++-+='''??+++++++??'++++++++++=

[])4()122L C C L L C L L R R D R R s R R C D R D R ????

???'''??+++++????

因此：

[]()()[]1122211??2()()2()2()()?()()4()4?()()()()1()242C L L L C L L C L P L

o L C L C p p L C C L L C L C L L C L C L C L C L L C L C DD R R R v s R D R R V D R V s R R L I d s R v

s R R s R R L C s L R R D R R R R C D R R D R sD R R C D R R v s s R R C R R V R V D R R D R R '''++++-+=+'''??+++++++??

'??+++++++++'??++{}

()()22

2?4()

()4()42?()L C L L C p p L C C L L C L C L L C L C

R I R R I d s s R R L C s L R R D R R R R C D R R D R R R I d s R R ??+??'''??+++++++??-+

()()[][]2212

2222

11()()2?()()4()4()2()()1()244L C C L C L L C

L C p p L C C L L C L C L C L L L L C L L P L C C L C C L L L C L sDD R R R C DD R R R v s R R s R R L C s L R R D R R R R C D R R D R D R R R V D R R V s R R R L I s R R C D R R R V D R R V D R R I D R R I R ?''+++?

=+?+'''??+++++++????

''''''??++-++++++++-??()?()()4()4C p L C C L L C L C L I d s s L R R D R R R R C D R R D R ???

'''??+++++????

传递函数：

[][]()

1222

11?()0()2()()1()244?()?()4()4()C L L L L C L L P L C C L C C L L L C L C p L C C L L C L C L v

s D R R R V D R R V s R R R L I s R R C D R R R V D R R V D R R I D R R I R I

v s s L R R D R R R R C D R R D R d s =''''''??++-++++++++-??=

'''??+++++??区别：R C 的引入使系统的传递函数变得异常复杂，并且改变了系统传递函数的零点和极点，

这样系统的特性会相应的发生改变。

二、试有反激式变换器如图1所示：

1、用状态空间平均法推导CCM 和DCM 时小信号交流模型

2、并代入参数

V1＝15V ～25V ，V o ＝5V ，R1＝1Ω，C ＝600uF ，Ls ＝20uH Rc ＝0.02Ω ,Fs=50KHz

3、试绘出不同输入电压时的传递函数 d

V ??

， 4、若Rc=0.05Ω,Ls=50uH,结果如何？

解：取状态变量??

???=)()()(2t V t i t x c ，输入向量[]

)()(t V t u g =,输出向量??????=)()()(0t i t V t y g

在第一阶段??

?????

+?==+-===L C L C O

L g l c c c g L L

R R R t V t V t i t i R R t V dt t dV C t V dt

t di L t V )()()()()()()()()( )(01)()(1000

)()(00c t V t V t i R R t V t i dt d C L g L

C L C L ??

???+?????????????

?+-=???????

?????∴ K A 1 B 1

)(00)()(010)()(t V t V t i R R R t i t V g C L C L L g O ??????+????

?????

???+=?????? Y C 1 E 1

在第二阶段：

???

==++-+=-==0)()

()()

()

()()()()()(t i t V t V dt t dV C R R R t V t ni R R R dt t dV C t nV dt

t di t V g O C C C C L C L L C L C O L

????????

???=+++=+-+=+-+-==?0)()()()()()()()(2t i V R R R ni R R R R V R R t V t ni R R R dt t dV C t V R R nR t i R R R R n dt t di L t V g

L L L C L L C O C L C L

C L L C C L C L L

L C L C L L

)(00)()(1)()(002t V t V t i R R R

R nR

R R nR R R R R n t V t i dt d C L g C L C L C L

L C L L C L L

C C ??

???+??????????

????+-++-+-=???????????? K A2 B 2

)(00)()(00

)()(t V t V t i R R R R R R nR t i t V g C L C L L L C L

C g O ??????+????

?????

????

++=?????? Y

C2 E2

????

???

??+'--+'+'-+'-=+=∴C L C L L C L L C

L L

C R R

D D R

R nR D R R R D n R R R R n D DA DA A 221 ??

???='+=021D B D DB B

???

?+'++'='+=0)(21D R R R D D R R R nR D C D DC C C L L C

L C

021='+=E D DE E

即直流稳态时，BU AX +=0

Y=CX+EU

即 g C L L C L C L L C L L C L

C V

D V I R R D D R

R n

R D R R R D n R R R R n D ??

???+??????????

???

?+'--+'+'-+'-=??????0002 即g C L L C L L

C L

C g O V V I

D R R R D D R R nR R D I V 00)(+?????????

???

+'++'=??????

现代控制理论习题解答..

《现代控制理论》第1章习题解答 1.1 线性定常系统和线性时变系统的区别何在？答：线性系统的状态空间模型为： x Ax Bu y Cx Du =+=+ 线性定常系统和线性时变系统的区别在于：对于线性定常系统，上述状态空间模型中的系数矩阵A ，B ，C 和D 中的各分量均为常数，而对线性时变系统，其系数矩阵A ，B ，C 和 D 中有时变的元素。线性定常系统在物理上代表结构和参数都不随时间变化的一类系统，而线性时变系统的参数则随时间的变化而变化。 1.2 现代控制理论中的状态空间模型与经典控制理论中的传递函数有什么区别？答: 传递函数模型与状态空间模型的主要区别如下: 1.3 线性系统的状态空间模型有哪几种标准形式？它们分别具有什么特点？答: 线性系统的状态空间模型标准形式有能控标准型、能观标准型和对角线标准型。对于n 阶传递函数 121210 1110 ()n n n n n n n b s b s b s b G s d s a s a s a ------++++=+++++，分别有 ⑴ 能控标准型： []012 101 210100000100000101n n n x x u a a a a y b b b b x du ---????? ???????????? ???=+?? ???????? ? ?????----???? ? =+??

⑵ 能观标准型： []0011221100010 00 100010 1n n n b a b a x a x u b a b y x du ---?-?? ????? ??-????? ?????=-+???? ? ????? ??????-???? ?=+?? ⑶ 对角线标准型： []1212 001001001n n p p x x u p y c c c x du ????? ??????? ???=+?????? ????? ??????=+? 式中的12,, ,n p p p 和12,,,n c c c 可由下式给出， 12121012 1 11012 ()n n n n n n n n n b s b s b s b c c c G s d d s a s a s a s p s p s p ------++++=+=+++ +++++--- 能控标准型的特点：状态矩阵的最后一行由传递函数的分母多项式系数确定，其余部分具有特定结构，输出矩阵依赖于分子多项式系数，输入矩阵中的元素除了最后一个元素是1外，其余全为0。能观标准型的特点：能控标准型的对偶形式。对角线标准型的特点：状态矩阵是对角型矩阵。 1.4 对于同一个系统，状态变量的选择是否惟一？答：对于同一个系统，状态变量的选择不是惟一的，状态变量的不同选择导致不同的状态空间模型。 1.5 单输入单输出系统的传递函数在什么情况下，其状态空间实现中的直接转移项D 不等于零，其参数如何确定？答: 当传递函数)(s G 的分母与分子的阶次相同时，其状态空间实现中的直接转移项D 不等于零。转移项D 的确定：化简下述分母与分子阶次相同的传递函数 1110 111)(a s a s a s b s b s b s b s G n n n n n n n ++++++++=---- 可得： d a s a s a s c s c s c s G n n n n n ++++++++=----0 11 10 111)( 由此得到的d 就是状态空间实现中的直接转移项D 。 1.6 在例1. 2.2处理一般传递函数的状态空间实现过程中，采用了如图1.12的串联分解，试问：若将图1.12中的两个环节前后调换，则对结果有何影响？

浙江大学电气工程专业

浙江大学电气工程专业一、专业简介电气工程及其自动化专业培养从事电力系统及电气装备的运行与控制、信息处理、研制开发、试验分析的高级专门人才；培养方向为电力系统自动化和电气装备与控制。世界电力技术的自动化水平迅速提高，电力行业由垄断走向竞争已成国际趋势，电力市场的运作涉及电气工程、信息、经济、管理等技术领域。电力工业是我国国民经济发展的支柱产业，发展的空间巨大，迫切需要相关技术的支持。电力系统自动化是广泛运用信息和网络技术，进行包括电力市场技术、电子商务管理和地理信息系统等理论和应用研究广泛交叉的技术领域，是信息技术实现产业化的主要领域之一。电气装备与控制方向着眼培养机电一体化高级专业人才。随着科学技术的发展，特别是电力电子技术、微电子技术和信息处理技术的发展，为电气装备与控制领域注入了勃勃生机。目前我国生产的机电产品实现机电一体化的还极少，许多领域近于空白，诸如数控加工中心、工业机器人以及大型成套生产加工设备等还多数依赖进口，电气装备与控制是为国家增强技术创新能力，积极提供高技术和先进适用技术的主要领域之一。我国加入WTO为该专业的发展提供了广阔的前景。本专业现有院士1名、“长江学者计划”特聘教授1名、教授18名(其中博士生导师15名)、副教授17名，所在的学科为国家级重点学科。设有电力系统及其自动化、电机电器及其控制、电力电子与电力传动三个博士点和硕士点，电气工程学科博士后流动站覆盖本专业。本专业培养能够从事与电力系统与电气装备的运行、自动控制、信息处理、试验分析、研制开发，以及电力电子、经济管理、计算机网络应用等工作的宽口径、复合型高级人才。主要特点是强电

与弱电、电工技术与电子技术、软件与硬件、元件与系统相结合，使学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练，掌握本专业领域所必需的基本理论和相关的工程技术、经济和管理知识。在宽口径培养的基础上，本专业率先实行本科生导师制，高年级学生可以在导师的指导下选修专业核心课程，走进导师的实验室，参加科研工作。本专业设有电力系统自动化、电力系统动态模拟、继电保护、高压、电机及其控制、电气装备及其控制、数字信号处理器与电气控制、自动控制元件等实验室。设有电力系统自动化、电力市场与电力经济、电机及其控制、航天电气与微特电机四个研究所。毕业生有广泛继续深造机会和广阔的就业去向，不仅在电力工业和电气产业有大量需求，还受到信息、电子、机械、运输、商检、外贸等行业及诸多高技术领域行业的欢迎。主要课程：电路原理、电子技术基础、电机学、计算机软件基础、微机原理及应用、自动控制、数字信号处理、计算机网络与通讯等课程。高年级根据社会需求，分设电气装备的控制与设计分析、发电厂和电力系统的电气设计与运行等方面的专业课和专业选修课。二、导师信息及研究方向黄进，男，招生专业：电机与电器；研究方向：电气装备的计算机控制，电机控制与电气传动，智能控制技术应用；为研究生新开设并主讲课程两门。指导硕士研究生10名，博士研究生4名，博士后1名。积极参加教学改革，与同事一道，成功地将传统的电机制造专业改造成电机及其控制专业。成果获国家级教学成果二等奖，浙江省教学成果一等奖。90年以来，共主持国家自然科学基金项目2项，省重大科技计划项目1项，省自然科学基金项目1项，企业合作项目近10项。科研成果1项获国家教委科

自动化仪表操作规程

自动化仪表操作规程一、一般安全规定 1.仪表工应熟知所管辖仪表的有关电气和有毒有害物质的安全知识。 2.在一般情况下不允许带电作业。 3.在尘、毒作业场所,须了解尘、毒的性质和对人体的危害,采取有效预防措施。 4.进入塔、槽等罐内作业应按罐内作业安全规定执行。 5.非专责管理的设备,不准随意开停。 6.仪表工工作前需仔细检查所使用工具和各种仪器以及设备性能是否良好,否则不能开始工作。 7.检修仪表时事前要检查各类安全设施是否良好,否则不能开始检修。 8.现场作业需要停表或停送电时必须与操作人员联系,得到允许,方可进行。电气操作由电气专业人员按制度执行。 9.仪表检修时,应将设备余压、余料泄尽,切断水、电、气及物料来源,降至常温,并悬挂“禁止合闸”及“现在检修”标志,必要时要有专人监护。取下保险。 10使用电烙铁,不准带电接线,应接好再送电,严禁在易燃易爆场所使用易产生火花的电动工具,必须使用时要办理动火证。 11.仪表及其电气设备均须有良好的接地。 12.任何仪表和设备,在未证实有无电之前均应按有电对待。凡尚未弄清接线端的接线情况时,都应以高压电源对待。 13.仪表、电气及照明设备等的导线不得有破损、漏电情况 14.仪表电源开关与照明或动力电源开关不得共用,在防爆场所必须选用防爆开关。 15.仪表及其附属设备,送电前应检查电源、电压的等级是否与仪表要求相符合,然后检查绝缘情况,确认接线正确、接触良好后,方可送电。 16.在仪表和电气设备上严禁放置导体和磁性物品。 17.供电后的变压器的任何端子严禁触动。 18.严禁带电拆装仪表,须带电作业时,由现场工作人员与有关部门或人员联

浙大控制系面试题(带答案)

历年集锦建模的方法 (1)机理建模（微分方程、传递函数、状态空间）原理：根据过程的工艺机理，写出各种有关的平衡方程，由此获得被控对象的数学模型。应用：首要条件是生产过程的机理必须已经为人们充分掌握，并且可以比较确切的加以数学描述。 (2)测试建模原理：对过程的输入（包括控制变量与扰动变量）施加一定形式的激励信号，同时记录相关的输入输出数据，再对这些数据进行处理，由此获得对象的动态模型。应用：一般只用于建立输入输出模型，它把研究的工业过程视为一个黑匣子建模的步骤## (1)明确模型的目的和要求 (2)对系统进行一般语言描述 (3)弄清系统中主要因素及其相互关系(4)确定模型的结构 (5)估计模型中的参数 (6)实验研究 (7)必要修改动态建模和静态建模有什么差别？动态数学模型是输出变量与输入变量之间随时间变化的动态关系的数学描述静态数学模型则是输出变量与输入变量之间不随时间变化情况下的数学关系前者用于工业设计和最优化等；后者则用于各类自动控制系统的设计与分析，用于工艺设计和操作条件的分析和确定稳态是怎样的？稳态：此时系统没有受到任何外来扰动，同时设定值保持不变，因而被控变量也不会随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况。动态：此时系统受到外来扰动的影响或者在改变了设定值后，原来的稳态遭到破坏，系统中各组成部分的输入输出量都相应发生变化，尤其是被控变量也将偏离稳态而随时间变化。智能控制的常用模型模糊控制、神经网络控制、专家系统~~~ （模糊控制举例：查表法——模糊控制表是最简单的模糊控制器之一）说说你对人工智能这个概念的认识？它通过赋予计算机以人类智慧的某些特点,使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来

电力电子电路建模与分析考试题答案

1.推演单相全桥SPWM 逆变电路的动态模型 L E S 1S3 S 2S 4R L 非线性部分（开关网络）线性部分R 电感内阻 C 电路可看作两部分：线性部分→输出u 0，输入u i ；非线性部分(开关网络) →输出u i ，输入u r (调制波)。分析：u i 有两种电平，当S 1、S 4导通时，u i =E ；当S 2、S 3导通时，u i =-E ； ()12-=S E u i ???=导通时、导通时、S S S S S 324101（1）由于开关函数S 的存在，使得u i 的幅值变化不连续，故对上式取开关周期平均值； () ()t D S S E u i =-=，12（2）假设采用如图所示规则采样，则D (t )可推导如下(设载波频率为f W ，对应周期为T W )： u r U tri T w /2Δt D (t ) 可得，()???? ??+=+=U u T t T t D tri r w w 12122?（3）将（3）代入（2）有： ()()()U u E t D E S E u tri r i =-=-=1212（4）即：U E u u tri r i = 可得调制器逆变桥输出u i 的开关周期平均值与输入u r 之间的传递函数为： ()()U E S U S U t r i r i = U i 与U o 之间是一个线性电路，不难得出其传递函数为：

()()()???? ??++???? ??++=++=R R s C R R L s LC Cs //R Ls R Cs //R s U s U L L L L i o 11211111 综上可得调制器输入u r 与逆变器输出u o 之间的传递函数为： ()()()()()()U E R R s C R R L s LC s U s U s U s U s U s U tri L L r i i o r o ???? ? ??++???? ??++=?=11211 2.以DC/DC 变换器输出稳定直流电压为例，画出控制系统的一般组成框图，说明对电力电子变换电路进行建模、并且线性化的主要目的何在？ + -Gc （s ） PWM 调制v v ref +-Vin (t ) 补偿网络 DC/DC 变换器反馈控制系统 Gc （s ）Gm （s ）Gvd （s ）H （s ）Vref （s ）误差信号E(s)Vc （s ）d （s ）Vo （s ） B （s ）参考信号控制系统组成框图答：要满足系统的技术性能指标要求，取决于对控制器的良好设计(含补偿或校正环节)以及设计合适的反馈网络及其参数等，因此需要确切掌握控制器的控制对象的行为特征，即被控对象的数学模型。作为电力电子转换的电力电子装置，应用越来越广泛，电力电子装置要满足一定的性能指标，这就要进行系统设计，设计满足性能要求的控制器，这就要借助被控对象的数学模型，设计成满足要求的闭环系统，是系统达到稳准快高性能要求。同时对电力电子电路进行建模，还可以分析不同的电路参数对电路有怎样的影响，为更好地分析，设计做基础。而电力电子变换电路具有强烈的非线性(开关元件)，与线性系统不同，非线性系统性能与初始条件、工作状态、参量变化范围等等均有关联，难以有统一的数学分析方法，而经典控制理论中关于控制器的设计方法只适用于线性系统，所以，往往需进行线性化近似处理，得到线性化模型，然后按照线性设计方法进行设计。 3.根据开关元件的通、断对电力电子变换器进行分时分段数学描述，指出：按照这样的分段描述“数学模型”对变换器进行闭环系统PI 控制器设计可行吗？为什么？

浙大电气工程及其自动化培养方案

2012级电气工程及其自动化专业培养方案 20130605版培养目标培养具有扎实的自然科学基础知识，具有良好的人文社会科学、管理科学基础和外语综合能力，从事电力系统和电机系统的运行与控制、研制出发、自动控制、信息处理、试验分析、以及电力电子技术、机电一体化、经济管理和计算机应用等工作，与国际接轨并具有知识创新能力的宽口径、复合型高级工程技术人才和管理人才；培养具有创新精神和国际视野的高素质创新人才和未来领导者。培养要求学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机等方面的技术基础和专业知识。专业的主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术结合、软件与硬件结合、元件与系统结合、管理科学与工程技术结合。学生接受电工、电子、信息、控制及计算机技术方面的基本训练，具备从事电力系统和电机系统的运行、研发及管理的综合能力。本专业设两个课程模块，学生可任选其一修读课程。毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.具有扎实的数学、物理等自然科学的基础知识，具有较好的人文社会科学、管理科学基础和外语综合能力； 2.系统掌握本专业领域必需的技术基础理论知识，主要包括电工理论、电子技术、信息处理、自动控制理论、计算机软硬件基本理论与应用等； 3.获得较好的工程实践训练，具有熟练的计算机应用能力； 4.具有良好的文献检索与阅读能力，了解本专业学科前沿的发展趋势； 5.具备较强的科学研究、科技开发和组织管理能力。专业核心课程计算方法工程电磁场与波信号分析与处理电机学控制理论微机原理与应用电力电子技术电器原理与应用教学特色课程双语教学课程：DSP在运动控制系统中的应用直流输电电力系统运行与控制机电一体化技术 Matlab 与机电系统仿真现代永磁电机理论与控制可编程控制器系统原版外文教材课程：机电一体化技术研究型课程：直流输电直线电机理论与应用电机计算机控制系统电力电子技术在电力系统中的应用创新实践课程：电机系统综合设计电力系统综合设计电子设计综合创新实践计划学制4年最低毕业学分160+5+4授予学位工学学士学科专业类别电气信息类所依托的主干学科电气工程说明辅修专业：30学分，修读标注“**”号的课程20.5学分，以及在标注“*”号的课程和模块课程中选修9.5学分。双专业：70.5学分，修读大类课程中标注“**”号的课程15.5学分，以及在专业课程中选修55学分

福建农大自动打铃控制器_PLC课程设计

设计任务书《可编程控制器》课程设计学院：学号：专业（方向）年级：学生姓名：福建农林大学机电工程学院电气工程系 2010年 9 月 1 日

PLC自动打铃控制器设计

目录前言 (4) 第一设计任务书 (5) 1、设计题目 (7) 2、设计要求 (7) 3、设计方案 (7) 4、编程元件地址分配 (9) 5、设计软件 (10) 第二设计步骤 (10) 第三设计程序 (11) 第四结论及设计心得 (16)

前言在进行PLC控制系统设计时，需要全面系统地考虑系统的控制要求，最大限度地满足系统的控制要求，从实际出发，设计一个可靠性高、技术先进合理、易操作、易维护、低成本的PLC 控制系统。一、控制系统设计的基本原则同其他电气控制系统一样，PLC控制系统的设计原则就是为了实现被控对象(生产设备或生产过程)的工艺要求，从而保证生产过程安全、可靠、稳定、高效地进行。基本的设计原则如下。 1、满足被控对象的要求 PLC控制系统设计的首要任务就是要充分满足被控对象对控制系统提出的要求，这也是PLC控制系统设计中最重要的原则。为了实现系统的控制目标，要求设计人员对被控对象和生产现场做深入细致的调查研究，详细收集有关的设计资料，包括生产现场的作业环境，生产设备的相关参数，控制设备的操作方式和操作顺序;，以及相关的管理经验等。在制订控制方案时，要与现场的管理人员、技术人员及操作人员共同研究，紧密配合，共同拟订控制方案，解决设计中的疑难问题和重点问题。在制订控制系统的控制方案时，要从工程实际出发，要充分考虑系统功能的组成及实现，主要从以下方面考虑。 ①机械部件的动作顺序、动作条件、必要的保护和连锁。 ②系统的工作方式(如手动、自动、半自动)。 ③生产设备内部机械、电气、仪表、气动、液压等各个系统之间的关系。 ④PLC与上位计算机、交／直流调速器、工业机器人等智能设备的关系。 ⑤系统的供电方式、接地方式及隔离屏蔽问题。 ⑥网络通信方式。 ⑦数据显示的方式及内容。 ⑧安全保护措施及紧急情况处理。 2、确保系统安全可靠、操作简单确保PLC控制系统的安全可靠、长期稳定地连续运行，这是任何一个控制系统的生命线。为此，必须在控制方案的制定、控制设备的选择及应用程序的编制方面都要建立在确保控制系

自动控制元件离线作业-答案

浙江大学远程教育学院《自动控制元件》课程作业姓名：陈阳阳学号： 712030202013 年级： 12秋电气工程及其自动化学习中心：合肥学习中心第一章直流伺服电动机 1-1直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？答：1. 由T em =C m ΦI a 可知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。 2. 由T em =T 0 +T 2 =CmΦIa 控制电流由负载转矩(T 2)和空载转矩(T 0)决定。 1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？答：1. 电磁转矩T em =T 0 +T 2可见电磁转矩不变; 由T em =C m ΦI a 知控制电流I a 也不变; 2. KeKt RaTem Ke Ua n -=可见U a 升高使得理想空载转速变大导致转速n 升高。 1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V ，额定运行时电枢电流Ia=0.4A ，转速n=3600rpm ，它的电枢电阻Ra=50欧姆，负载阻转矩To=15mN.m 。试问该电动机额定负载转矩是多少？答：Ea= Ua- IaRa=110-0.4×50=90V Ea=Ce Φn, Ce=0.105Cm 所以Cm Φ=90/0.105/3600= 0.238; T em =T 0 +T 2=CmΦIa , 所以T 2=CmΦIa -T 0 =0.4*0.238 – 15*10-3=0.0952-15×10-3=80.2mN.m 1-6当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化？并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。答：电磁转矩T em =T 0 +T 2可见T 2 ↓电磁转矩也↓; 由T em =C m ΦI a 知控制电流I a ↓;

自动控制理论习题集(含答案)

《自动控制理论》课程习题集一、单选题 1、下列不属于自动控制基本方式得就是( B )。 A.开环控制 B.随动控制 C.复合控制 D.闭环控制 2、自动控制系统得( A )就是系统工作得必要条件。 A.稳定性 B.动态特性 C.稳态特性 D.瞬态特性 3、在( D )得情况下应尽量采用开环控制系统。 A、系统得扰动量影响不大 B、系统得扰动量大且无法预计 C、闭环系统不稳定 D、系统得扰动量可以预计并能进行补偿 4、系统得其传递函数( B )。 A、与输入信号有关 B、只取决于系统结构与元件得参数 C、闭环系统不稳定 D、系统得扰动量可以预计并能进行补偿 5、建立在传递函数概念基础上得就是( C )。 A、经典理论 B、控制理论 C、经典控制理论 D、现代控制理论 6、构成振荡环节得必要条件就是当( C )时。 A、ζ=1 B、ζ=0 C、0<ζ<1 D、0≤ζ≤1 7、当( B )时,输出C(t)等幅自由振荡,称为无阻尼振荡。 A、ζ=1 B、ζ=0 C、0<ζ<1 D、0≤ζ≤1 8、若二阶系统得阶跃响应曲线无超调达到稳态值,则两个极点位于位于( D )。 A、虚轴正半轴 B、实正半轴 C、虚轴负半轴 D、实轴负半轴 9、线性系统稳定得充分必要条件就是闭环系统特征方程得所有根都具有( B )。 A、实部为正 B、实部为负 C、虚部为正 D、虚部为负 10、下列说法正确得就是:系统得开环增益( B )。 A、越大系统得动态特性越好 B、越大系统得稳态特性越好 C、越大系统得阻尼越小 D、越小系统得稳态特性越好 11、根轨迹就是指开环系统某个参数由0变化到∞,( D )在s平面上移动得轨迹。 A、开环零点 B、开环极点 C、闭环零点 D、闭环极点 12、闭环极点若为实数,则位于[s]平面实轴;若为复数,则共轭出现。所以根轨迹( A )。 A、对称于实轴 B、对称于虚轴 C、位于左半[s]平面 D、位于右半[s]平面 13、系统得开环传递函数,则全根轨迹得分支数就是( C )。 A.1 B.2 C.3 D.4 14、已知控制系统得闭环传递函数就是,则其根轨迹起始于( A )。 A. G(s)H(s)得极点 B. G(s)H(s)得零点 C. 1+ G(s)H(s)得极点 D. 1+ G(s)H(s)得零点

浙大自动控制元件作业

学号D20607620027 李恒《自动控制元件》作业第一章直流伺服电动机 1-1直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？答：a ：由T em =C m ΦI a 知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。 b ：由T em =T 0 +T 2 =CmΦIa 控制电流由负载转矩(T 2)和空载转矩(T 0)大小决定。 1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？答：a ：电磁转矩T em =T 0 +T 2可见电磁转矩也不变。由T em =C m ΦI a 知控制电流 I a 也不变 b ：KeKt RaTem Ke Ua n -=知T em 不变可见U a 转速升高理想空载转速变大导致转速n 升高。 1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V ，额定运行时电枢电流Ia=0.4A ，转速n=3600rpm ，它的电枢电阻Ra=50欧姆，负载阻转矩To=15mN.m 。试问该电动机额定负载转矩是多少？答：Ea= Ua- IaRa=110-0.4×50=90V Ea=Ce Φn, Ce=0.105Cm Cm Φ= 0.2383600 0.10590 n 105.0=?=?Ea T em =T 0 +T 2=CmΦIa→T 2=CmΦIa -T 0 =0.40.238=0.0952-15×10-3 =80.2mN.m 1-6当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化？并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。答：磁转矩T em =T 0 +T 2可见T 2 ↓电磁转矩也↓。由T em =C m ΦI a 知控制电流I a ↓ Ea= Ua- IaRa 可见I a ↓知Ea↑，由Ea=Ce Φn 知Ea↑知n ↑ 第二章直流测速发电机 2-4某直流测速发电机，其电枢电压U=50V ，负载电阻R L =3000Ω，电枢电阻Ra=180Ω，转速n=3000rpm ，求该转速下的空载输出电压Uo 和输出电流Ia 。 Ea = Ua IaRa Ia=3000 50 =0.0167A Ea=50 Ea =50+3000 50 ×180=53 空载Uo =Ea =53 第三章步进电动机 3-8某五相反应式步进电动机转子有48个齿，试分析其有哪几种运行方式及对应的步距角，并画出它们的矩角特性曲线族。答: 5相单5拍A→B→C→D→E→A Θb ==?=48 5360 NZr 360 1.5°

吉大20年9月课程考试《自动控制原理》离线作业考核试题100分

吉林大学网络教育学院 2019-2020学年第二学期期末考试《自动控制原理》大作业学生姓名专业层次年级学号学习中心成绩年月日

作业要求：大作业要求学生手写完成，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。一综合题 (共3题，总分值30分 ) 1. 已知下列系统开环传递函数（参数K，T，T i>0；i=1，2，…，6）：

其系统开环幅相曲线分别如图（1）～（10）所示，试根据奈氏判据判定各系统的闭环稳定性，若系统闭环不稳定，确定其s右半平面的闭环极点数。（10 分）

2. 设单位反馈控制系统的开环传递函数要求： (1) 画出准确根轨迹(至少校验三点)； (2) 确定系统的临界稳定开环增益K ｃ； (3) 确定与系统临界阻尼比相应的开环增益K 。（10 分）解： (1) ①极点：()3503,1002,01=-=-==n p p p 零点：无（m=0） ②则根轨迹的分支数为条。 ③n-m-3条根轨迹渐近线。

④()3 12π π ?= -+= m n k a k=0 ()ππ ?=-+= m n k a 12 k=1 ()3 512π ?π= -+=m n k a k=2 501 1 -=--= ∑∑==m n z p n i m i i i a σ ⑤分离点坐标：50 1 100110++ ++= d d d () 舍或7921-=-=d d （2）根轨迹与虚轴的交点即为临界开环增益Kc 由图可得j s 7.70±= 代入特征方程： ()()0102.0101.0=+++K s s s 解得：Kc=150 (3)系统临界阻尼比即ζ 0arcc ==ζβos 21-=s 此时代入方程可得 K=9.6

2020化工自动化控制仪表考试题库

2020化工自动化控制仪表考试题库试卷一 1、【判断题】气动薄膜调节阀分为直通单座调节阀和直通双座调节阀。（×） 2、【判断题】根据靶式流量计测量流量的基本原理可知,靶式流量计是一种阻力式仪表。（√ ） 3、【判断题】串级控制系统的目的是高精度地稳定主变量,对副变量要求不高,一般允许有余差,所以副控制器一般选择P控制规律。（√ ） 4、【判断题】调节阀由执行机构和阀体部件两部分组成。（√ ） 5、【判断题】工艺上希望偏差越小越好,但如果没有偏差,自动控制系统就无法实现控制功能。（√ ） 6、【判断题】PLC中的光电隔离电路仅用于开关量输入/输出卡件中。（×） 7、【判断题】在活塞式压力计上使用砝码比较法校验压力表,常用于校验精度在0.5级以上的各种精密压力表。（√ ） 8、【判断题】电场中某一点和参考点之间的电压,就是该点的电位。（√ ） 9、【判断题】在串级控制系统中,主控制器的正反作用与主对象和调节阀的气开气关形式有关。（×） 10、【判断题】现有一块量程为0~200KPa的压力表,在100KPa处计量检测值为99KPa,此处测量误差为最大,则仪表的最大相对百分误差为0.5%。（√ ） 11、【判断题】在物料较脏的系统中,使用的液面计应定期进行清洗。（√ ） 12、【判断题】对于套筒阀其套筒窗口形状决定了该阀的特性。（√ ） 13、【判断题】用户可以在STEP7中编写程序和对硬件进行组态,并通过编程器将用户程序和硬件组态信息下载到CPU,但不可以从CPU上载到编程器。（×）

14、【判断题】电路中产生电能的设备是电容。（×） 15、【判断题】我们知道,对气关阀膜室信号压力首先保证阀的关闭到位,然后再增加的这部分力才把阀芯压紧在阀座上,克服压差把阀芯顶开。（√ ） 16、【判断题】科氏力质量流量计传感器的敏感元件是测量管,测量管的形状只采用弯管式,弯管式测量管的形状,多为U形管,也有P形管、Ω形管等。（×） 17、【判断题】压力校验仪主要用于检定和调校各类差压变送器、低压压力变送器、调节器和记录仪等仪表的标准输入信号。（×） 18、【判断题】槽车卸酸时,无须将槽车静电接地。（×） 19、【判断题】如果仪器仪表发生电火警时,最好使用二氧化碳灭火器或者四氯化氮灭火器等。（√ ） 20、【判断题】角行程阀芯通过旋转运动来改变它与阀座之间的流通截面积。（√ ） 21、【判断题】串级控制系统中,主回路是一个定值控制系统,而副回路是一个随动控制系统。（√ ） 22、【判断题】由于微分作用可以实现超前调节,因此绝大多数系统加上微分作用后都可以减小控制时间和最大偏差。（×） 23、【判断题】浮球液位计可以输出连续信号和接点信号。（√ ） 24、【判断题】转子流量计由两个部分组成,一个是垂直安装的直管段,另一个是放在直管段内的可以自由运动的转子。（×） 25、【判断题】变比值控制系统在结构上可以看作是串级控制系统。（√ ） 26、【判断题】对于西门子PLC,可以利用块的比较功能来比较离线和在线的块,但不可以比较硬盘上的两个用户程序的块。（×） 27、【判断题】电动执行机构是由电动机带动减速装置,在电信号的作用下产生直线运动和角度旋转运动。（√ ）

浙江大学电气工程及其自动化专业本科培养方案

浙江大学电气工程及其自动化专业培养方案培养目标培养具有扎实的自然科学基础知识，具有良好的人文社会科学、管理科学基础和外语综合能力，从事电力系统及电气装备的运行与控制、研制开发、自动控制、信息处理、试验分析、以及电力电子技术、机电一体化、经济管理和计算机应用等工作的与国际接轨、并具有知识创新能力的宽口径、复合型高级工程技术人才和管理人才, 具有求是创新精神和国际竞争力的未来领导者。培养要求本专业学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机等方面的技术基础和专业知识。本专业主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术结合、软件与硬件结合、元件与系统结合、管理科学与工程技术相结合，学生接受电工、电子、信息、控制及计算机技术方面的基本训练，具备从事电力系统及电气装备的运行、研发及管理的综合能力。本专业设两个模块课程，学生可任选其一修读。毕业生应获得以下几个方面的知识和能力： 1、具有扎实的数学、物理等自然科学的基础知识，具有较好的人文社会科学、管理科学基础和外语综合能力； 2、系统掌握本专业领域必需的技术基础理论知识，主要包括电工理论、电子技术、信息处理、自动控制理论、计算机软硬件基本理论与应用等； 3、获得较好的工程实践训练，具有熟练的计算机应用能力； 4、具有良好的文献检索与阅读能力，了解本专业学科前沿的发展趋势； 5、具备较强的科学研究、科技开发和组织管理能力。专业核心课程计算方法、工程电磁场与波、信号分析与处理、电机学、控制理论、微机原理与应用、电力电子技术、电器原理与应用模块1：电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、发电厂电气系统、高电压技术、继电保护与自动装置、电力技术经济基础、电力信息技术模块2：电气装备CAD技术、电气装备建模与分析、机电运动控制系统、电气装备计算机控制技术、现代驱动技术、自动控制元件教学特色课程双语教学课程：DSP在运动控制系统中的应用、直流输电、电力系统运行于控制、机电一体化技术Matlab与机电系统仿真、现代永磁电机理论与控制、可编程控制器系统原版外文教材课程：机电一体化技术研究型课程：直流输电、直线电机理论与应用、电机计算机控制系统、电力电子技术在电力系统中的应用讨论型课程：自动控制元件计划学制4年毕业最低学分160+4+5

132081 朱海勇_电力电子系统建模控制与仿真_Buck电路模型建立及PI调节器设计

Buck电路模型建立及PI调节器设计朱海勇（东南大学电气工程学院，南京市玄武区四牌楼2号） The Construction of Buck Circuit Model and the Design of PI Regulator ZHU Hai-yong (School of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing Xuanwu Four Arches on the 2nd) ABSTRACT:In this paper, the state-space averaging method has been used to get the construction of Buck circuit model. Then the transfer function G(s) from control to output was obtained.And frequency characteristics curve of G(s) has been received in the help of MA TLAB.The design of PI regulator was done due to the instability of the system.The parameters of PI regulator,K P and K I was also obtained with the aid of the Rolls stability criterion. At last,the Buck converter model was built in Simulink simulation and the actual output voltage of the system was 12V after 0.5s . KEY WORDS：buck；state-space averaging method；pi regulator 摘要：本文采用状态空间平均法对Buck变换器建模，得到由控制到输出的传递函数G(s)。使用MA TLAB画出G(s)的频率特性曲线，得知系统不稳定后，设计PI调节器，由劳斯稳定判据得到PI调节的K P、K I参数。在Simulink中搭建Buck变换器的实际仿真模型，系统的输出电压在0.5s后稳定在12V。关键字：Buck；状态空间平均法；PI １引言 20世纪人类最伟大的20项科技成果有：电气化、汽车、飞机、自来水供水系统、电子技术、无线电与电视、农业机械化、计算机、电话、空调与制冷、高速公路、航天、互联网、成像技术、家用电器、保健科技、石化、激光与光纤、核能利用、新型材料，这些成果几乎不同程度地应用了电力电子技术，电力电子技术已广泛地应用于工业、交通、IT、通信、国防以及日常生活中。电力电子装置的应用范围十分广泛，粗略地可分为（有功）电源、无功电源、传动装置。电源有直流开关电源、逆变电源、不间断电源设备（UPS）、直流输电装置等；无功电源有静止无功补偿装置（SVC）、静止无功发生装置（SVG）、有缘电力滤波器、动态电压恢复装置（DVR）等；传动装置有直流调速系统、各种电动机的变频调速系统等[1]。本文采用状态空间平均法对Buck电路建模，得到由控制到输出的传递函数，使用MATLAB画出传递函数的频率特性曲线，得知系统不稳定后，设计PI调节器，最终使系统的输出电压稳定。 2建模过程 2.1状态空间平均法矩阵方程 )( )( )( K t Bu t Ax dt t dx + = )( )( )(t Eu t Cx t y+ = 状态变量x(t)包含电感电流、电容电压等。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = : )( )( )( 2 1 t x t x t x ， ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = : )( )( )( 2 1 dt t dx dt t dx dt t dx u(t)为输入量，通常为变换器的输入v g(t)。y(t)为输出向量。系数矩阵K 包含电容、电感、互感。输出变量y(t) 是输入独立电源与状态变量的线性组合。A、B、C和E为常数矩阵。

电气工程专业考研专业课初试科目及复试内容汇总

《电气工程专业考研专业课初试科目及复试内容汇总》自动化专业的考研方向自动化专业方向很广，考的时候还分双控，模式，电力电机等等方面，你可以参看学校是否在这个方面有无国家重点实验室，是不是国家重点学科来比较。 1. 清华， 2.中科院， 3.上海交大， 4.浙大，5华工，北航，东南，东北大学，西安交大，哈尔滨工业大学，中国科技大学，华北电力，天津大学，东南大学，华中科技，武汉大学天津大学自动化一般说来，初试的分数是最重要的，特别是考外校。当然，你的动手能力也是很重要的，还有你的英语口语，考研复试都是要考虑的。例如上海交大的复试，双控353的复试线，有380的被刷下来，就是英语口语已经专业课不是很扎实的。考外校的话依据学校而定是否要找导师动手能力强，参加电子设计大赛都是作为你考研复试的参考，还是好好的准备初试的考试吧，毕竟它是个门槛。【电气工程及其自动化】北京工业大学 421自动控制原理复试：1、电子技术2、计算机原理北京航空航天大学 [双控] 432控制理论综合或433控制工程综合 [检测] 433控制工程综合或436检测技术综合 [系统] 431自动控制原理或451材料力学或841概率与数理统计 [模式] （自动化学院）433控制工程综合或436检测技术综合、（宇航学院）423信息类专业综合或431自动控制原理或461计算机专业综合 [导航] （自动化学院）432控制理论综合或433控制工程综合、（宇航学院）431自动控制原理复试：无笔试。1) 外语口语与听力考核；2) 专业基础理论与知识考核；3) 大学阶段学习成绩、科研活动以及工作业绩考核；4) 综合素质与能力考核北京化工大学 440电路原理复试：综合1(含自动控制原理和过程控制系统及工程)、综合2(含自动检测技术装置和传感器原理及应用)、综合3(含信号与系统和数字信号处理) 注：数学可选择301数学一或666数学（单）北京交通大学 [双控/检测]404控制理论 [模式]405通信系统原理或409数字信号处理复试： [电子信息工程学院双控]常微分方程 [机械与电子控制工程学院检测]综合复试（单片机、自动控制原理） [计算机与信息技术学院模式] 信号与系统或操作系统

自动控制元件作业答案

《自动控制元件》作业第一章直流伺服电动机 1-1直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？答：直流电动机的电磁转矩表达式：T=C TφI a (1) 电枢电流的表达式：I a=（U a-E a）/R a=（U a- C eφn）/R a (2) 由表达式（1）知道，电磁转矩在φ不变的情况下，由电枢电流I a决定。由表达式（2）知道，在φ不变的情况下，电枢电流由外加电压，电枢内阻及电动机转速共同决定，且稳态时T=T S，由表达式（1）得到，电枢电流由负载总阻转矩决定。 1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？答：当直流伺服电动机负载转矩、励磁电流不变时，仅将电枢电压增大，此时由于惯性，转速来不及变化，E a=C eφn，感应电势不变，电枢电压增大，由电压平衡方程式：I a=（U a-E a）/R a=（U a-C eφn）/R a可知，电枢电流I a突然增大；又T=C TφI a，电磁转矩增大；此时，电磁转矩大于负载转矩，由T=T L+T j=T L+JdΩ/dt知道，电机加速；随着转速n的增加，感应电势E a增加，为保持电压平衡，电枢电流I a将减少，电磁转矩T也将减少，当电磁转矩减小到等于总的负载阻转矩时，电机达到新的稳态，相对提高电枢电压之前状态，此时电机的转速增加、电磁转矩、电枢电流不变。 1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V，额定运行时电枢电流Ia=0.4A，转速n=3600rpm，它的电枢电阻Ra=50欧姆，负载阻转矩To=15mN.m。试问该电动机额定负载转矩是多少？解：由E a=U a-I a R a (1) E a=C eφn (2) C T=60*C e/(2*π) (3) T=T s=T0+T L (4)

电力电子电路建模与分析大作业要点

西安理工大学研究生课程论文/研究报告课程名称：电力电子系统建模与分析任课教师：完成日期：2016 年7 月 5 日专业：电力电子与电力传动学号：姓名：同组成员：成绩：

题目要求某用户需要一直流电源，要求：直流输出24V/200W，输出电压波动及纹波均<1%。用户有220V交流电网（±10%波动变化）可供使用： (1) 设计电源主电路及其参数； (2) 建立电路数学模型，获得开关变换器传函模型； (3) 设计控制器参数，给出控制补偿器前和补偿后开环传递函数波特图，分析系统的动态和稳态性能； (4) 根据设计的控制补偿器参数进行电路仿真，实现电源要求； (5) 讨论建模中忽略或近似因素对数学模型的影响，得出适应性结论(量化性结论：如具体开关频率、具体允许扰动幅值及频率等）。主要工作本次设计主要负责电源主电路及其参数的的设计，以及建立电路数学模型并获得开关变换器传函模型这两部分内容，具体如下： (1) 本次设计电源主电路及其参数，采用从后向前的逆向设计思想。首先根据系统输出要求，设计了后级DC/DC型Buck电路的参数。接着设计了前级不控整流电路以及工频变压器的参数。考虑到主电路启动运行时的安全性，在主电路中加入了软启动电路； (2) 本次DC/DC变换器的建模并没有采用传统的状态空间平均方法，而是采用更为简单、直观的平均开关建模方法，建立了Buck变换器小信号交流模型。最后，推到出了开关变换器的传递函数模型，并给出了Buck电路闭环控制框图。

1 设计主电路及其参数 1.1主电路设计根据题目要求，系统为单相交流220V/50Hz 输入，直流24V/200W 输出。对于小功率单相交流输入的场合，由于二极管不控整流电路简单，可靠性高，产生的高次谐波较少，广泛应用于不间断电源(UPS)、开关电源等场合。所以初步确定本系统主电路拓扑为：前级AC-DC 电路为电源经变压器降压后的二极管不控整流，后级DC-DC 电路为Buck 斩波电路，其中Buck 电路工作在电感电流连续模式（CCM ），前后级之间通过直流母线和直流电容连接在一起。系统主电路结构如图1-1所示。 AC 220V/50Hz L C 1 C 2R D S 图1-1 系统主电路结构图 1.2主电路参数设计本次设计电源主电路参数，采用从后向前的逆向设计思想。先对后级DC/DC 型Buck 电路的参数进行设计，接着对前级不控整流电路以及工频变压器的参数进行设计。下面分别对后级的Buck 电路和前级经变压器降压后的不控整流电路各参数进行分析设计。 1.2.1 输出电阻计算根据系统电路参数：220,50;24;200i o U V Hz U V P W ===，可计算：输出电流： /200/248.33O O I P U W V A ==≈ （1-1）负载等值电阻： /24/8.33 2.88O O R U I V A ==≈Ω （1-2）

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