【正文】 1. 傳遞函數(shù)線性定常單輸入單輸出連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)定義為：在零初始條件下系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)：1開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中系統(tǒng)輸出的拉氏變換與系統(tǒng)輸入的拉氏變換之比2人為地?cái)嚅_(kāi)系統(tǒng)的主反饋通路，將前向通道傳遞函數(shù)與反饋通路傳遞函數(shù)相乘，即得系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)2 PID控制原理和電路 P控制：以偏差的存在作為前提，關(guān)心偏差的實(shí)時(shí)值，只要有偏差就輸出控制信號(hào)，理想效果是把偏差控制在一定范圍內(nèi)震蕩，優(yōu)點(diǎn)是控制及時(shí)，缺點(diǎn)是難以實(shí)現(xiàn)無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。I控制：不僅取決于偏差信號(hào)現(xiàn)時(shí)刻的值，還與過(guò)去時(shí)刻有關(guān)，是輸入偏差信號(hào)在現(xiàn)時(shí)刻以前全部過(guò)去時(shí)間內(nèi)積累的結(jié)果，關(guān)心偏差的穩(wěn)態(tài)終值。只要有偏差就持續(xù)輸出控制信號(hào)，偏差存在時(shí)間越長(zhǎng)，輸出變化量就越大。優(yōu)點(diǎn)是力圖消除穩(wěn)態(tài)誤差（提高系統(tǒng)型數(shù)），缺點(diǎn)是積分作用隨時(shí)間逐步積累，動(dòng)作遲緩，對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)特性不利，可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，通常不單獨(dú)使用。D控制：在偏差信號(hào)變化的瞬間，立刻根據(jù)變化的趨勢(shì)產(chǎn)生超前的預(yù)見(jiàn)調(diào)節(jié)作用，以改善系統(tǒng)的暫態(tài)特性。當(dāng)偏差存在但不變化時(shí)控制作用為零，不單獨(dú)使用。缺點(diǎn)是對(duì)噪聲信號(hào)比較敏感。PI：將P的反應(yīng)快和I的消除穩(wěn)態(tài)誤差優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，提升低頻段增益的作用是為了減小穩(wěn)態(tài)誤差。PD：響應(yīng)速度快，超調(diào)量小，改善暫態(tài)的平穩(wěn)性。提升高頻段增益的目的是增加穿越頻率附近頻段的相角裕量和提高系統(tǒng)的穿越頻率Wc，提升系統(tǒng)的快速性。PID：對(duì)低頻段（穩(wěn)態(tài)精度）和高頻段（暫態(tài)性能）都進(jìn)行提升。比例積分微分調(diào)節(jié)，由放大器、微分器和積分器組成。3 自動(dòng)控制概念，基本結(jié)構(gòu)，組成部分 自動(dòng)控制就是在沒(méi)有人的直接參與下，通過(guò)控制裝置使受控對(duì)象的被控量按照預(yù)定的規(guī)律變化。 開(kāi)環(huán)控制：控制精度取決于所用元器件的精度和特性調(diào)整的準(zhǔn)確度，但抗擾動(dòng)能力差；閉環(huán)控制：通過(guò)反饋將給定和被控量進(jìn)行比較得到偏差并根據(jù)偏差進(jìn)行控制，以減小或消除偏差，抗擾動(dòng)能力強(qiáng)。 組成：給定裝置（給出與期望的被控量相對(duì)應(yīng)的參考輸入信號(hào)）；控制器（將輸入信號(hào)按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成控制量的裝置）（校正裝置，放大元件）；受控系統(tǒng)【執(zhí)行機(jī)構(gòu)（執(zhí)行控制作用并推動(dòng)被控對(duì)象使其被控量按預(yù)定規(guī)律變化），受控對(duì)象（控制系統(tǒng)需要調(diào)節(jié)的對(duì)象，如壓力、速度、溫度、電壓、電流等物理量）】；反饋裝置【測(cè)量元件（對(duì)輸出量進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量所得信號(hào)引到輸入端，與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，然后用它們的差值進(jìn)行控制）】。4 魯棒性 就是系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力。魯棒控制就是要求系統(tǒng)在不可避免的擾動(dòng)和不確定因素的影響下仍能穩(wěn)定工作并具有較好的控制系能。魯棒性問(wèn)題是真正應(yīng)用于工程實(shí)際問(wèn)題的前提。5 根軌跡 就是當(dāng)系統(tǒng)中某一參數(shù)（一般是開(kāi)環(huán)增益）發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)閉環(huán)特征根（極點(diǎn)）在S平面上變化的軌跡。6 低，中，高頻段 低頻反映增益k和系統(tǒng)型數(shù)v的關(guān)系，所以集中表現(xiàn)為穩(wěn)態(tài)誤差，高而陡中頻主要是快速性和平穩(wěn)性，所以一般以20db/dec最好高頻反映抗干擾的能力。低頻——穩(wěn)態(tài)誤差，中頻——響應(yīng)快慢，高頻——抗噪性。低頻段，對(duì)幅值起主要作用，高頻段對(duì)相角起主要作用，幅值對(duì)穩(wěn)態(tài)性能有著顯著影響。7 穩(wěn)定 漸近穩(wěn)定：在有限初始狀態(tài)下線性定常系統(tǒng)狀態(tài)最終會(huì)回到平衡點(diǎn)位置的穩(wěn)定性，其充要條件是它的特征方程的全部根均具有負(fù)實(shí)部，或全部位于S平面的左半開(kāi)平面。BIBO穩(wěn)定：線性定常系統(tǒng)對(duì)任何一個(gè)有界輸入必然產(chǎn)生一個(gè)有界輸出的穩(wěn)定性。其充要條件是系統(tǒng)傳遞函數(shù)（有可能包含零極點(diǎn)相消）的極點(diǎn)都在S平面的左半開(kāi)平面。漸近穩(wěn)定則必然BIBO穩(wěn)定； BIBO穩(wěn)定卻不一定漸進(jìn)穩(wěn)定。因?yàn)槿绻嬖诹銟O點(diǎn)相消，在相消的零極點(diǎn)中有位于右半平面的點(diǎn)，則此時(shí)BIBO穩(wěn)定，不是漸近穩(wěn)定。8 不穩(wěn)定不穩(wěn)定系統(tǒng)，輸出量發(fā)散，且沒(méi)有一個(gè)穩(wěn)定域。9 狀態(tài)變量狀態(tài)變量和電路中的儲(chǔ)能元件數(shù)量相同，狀態(tài)變量不一定是確定的。10 最小相位系統(tǒng)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的全部零、極點(diǎn)都位于S平面的左半平面或虛軸上的系統(tǒng)。（帶有延遲環(huán)節(jié)的系統(tǒng)不是最小相位）11 電路只有一個(gè)極點(diǎn)位于負(fù)實(shí)軸，問(wèn)這是什么響應(yīng)？極點(diǎn)距虛軸遠(yuǎn)近的影響電路只有一個(gè)極點(diǎn)位于負(fù)實(shí)軸是1階慣性系統(tǒng)，響應(yīng)是無(wú)振蕩衰減響應(yīng)。極點(diǎn)離虛軸越遠(yuǎn)，則時(shí)間常數(shù)越小，響應(yīng)的過(guò)渡過(guò)程越快。12 勞斯判據(jù) 根據(jù)系統(tǒng)的特征方程系數(shù)來(lái)確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特征方程是變量s的代數(shù)方程。必要條件：特征方程的所有系數(shù)均為正。充要條件：Routh表中第一列各項(xiàng)元素均為正。特征方程具有正實(shí)部根的個(gè)數(shù)等于Routh表第一列中系數(shù)改變符號(hào)的次數(shù)。13 直流輸電和交流輸電 交流輸電由來(lái)已久，交流輸電線路中除了有導(dǎo)線的電阻損耗外還有交流感抗的損耗。為了解決交流輸電電阻的損耗，采用高壓和超高壓輸電減小電流來(lái)減小損耗。但是交流電感損耗不能減小。因此交流輸電不能做太遠(yuǎn)距離輸電。如果線路過(guò)長(zhǎng)輸送的電能就會(huì)全部消耗在輸電線路上。交流輸電并網(wǎng)還要考慮相位的一致。如果相位不一致兩組發(fā)電機(jī)并網(wǎng)會(huì)互相抵消。直流輸電是電力系統(tǒng)中近年來(lái)迅速發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)。直流輸電克服了上述電感的損耗，只有導(dǎo)線電阻的損耗。主要應(yīng)用于遠(yuǎn)距離大容量輸電、電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)距離海底電纜或大城市地下電纜送電等方面。直流輸電與交流輸電相互配合，構(gòu)成現(xiàn)代電力傳輸系統(tǒng)。輸電線一般是架空線，但跨過(guò)海峽給海島輸電時(shí)要用水下電纜，穿過(guò)人口密集的城市輸電時(shí)要用地下電纜，電纜在金屬芯線的外面包著一層絕緣皮，水和大地都是導(dǎo)體，被絕緣皮隔開(kāi)的金屬芯線和水（或大地）構(gòu)成了電容器。在交流輸電的情況下，電容隨著電纜的增長(zhǎng)而增大，甚至?xí)龃蟮浇涣鲙缀跛筒怀鋈サ某潭取＿@時(shí)交流輸電已無(wú)實(shí)際意義，只能用直流輸電，因?yàn)殡娙輰?duì)穩(wěn)定的直流不起作用。交流電的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在發(fā)電和配電方面：利用建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上的交流發(fā)電機(jī)可以很經(jīng)濟(jì)方便地把機(jī)械能（水流能、風(fēng)能……）、化學(xué)能（石油、天然氣……）等其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；交流電源和交流變電站與同功率的直流電源和直流換流站相比，造價(jià)大為低廉；交流電可以方便地通過(guò)變壓器升壓和降壓，這給配送電能帶來(lái)極大的方便．這是交流電與直流電相比所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)代供電系統(tǒng)是把許多電站連成一個(gè)電力網(wǎng)，要使電力網(wǎng)內(nèi)許多發(fā)電機(jī)同步運(yùn)行，技術(shù)上是很困難的。直流輸電就不存在同步問(wèn)題。直流電的優(yōu)點(diǎn)主要在輸電方面?，F(xiàn)代直流輸電，只是輸電這個(gè)環(huán)節(jié)是直流，發(fā)電仍是交流。在輸電線路的起端有專用的換流設(shè)備將交流變換為直流，在輸電線路的末端也有專用換流設(shè)備將直流換為交流。在直流輸電線路中，各級(jí)是獨(dú)立調(diào)節(jié)和工作的，彼此沒(méi)有影響．所以，當(dāng)一極發(fā)生故障時(shí)，只需停運(yùn)故障極，另一極仍可輸送不少于一半功率的電能．但在交流輸電線路中，任一相發(fā)生永久性故障，必須全線停電。優(yōu)點(diǎn)：（1）適用于大系統(tǒng)互聯(lián)（無(wú)需同頻、同步，不存在穩(wěn)定問(wèn)題）；（2）直流線路造價(jià)低（線路費(fèi)用低，節(jié)省線路走廊）；（3）能量損耗??；（4）控制快速靈活。缺點(diǎn)：（1）換流站造價(jià)高；（2）換流產(chǎn)生諧波，惡化電能質(zhì)量，干擾通信系統(tǒng)，需要濾波；（3）電流沒(méi)有過(guò)零點(diǎn)，熄弧困難，使得直流斷路器研制困難。14 電壓表，電流表原理表頭：根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力的作用而制成。有一個(gè)磁鐵和一個(gè)導(dǎo)線線圈，線圈通過(guò)電流后電流切割磁感線，受磁場(chǎng)力的作用，使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)。由于磁場(chǎng)力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過(guò)指針的偏轉(zhuǎn)程度來(lái)觀察電流的大小。表頭能通過(guò)的電流很小，兩端能承受的電壓也很小（肯定遠(yuǎn)小于1V，可能只有零點(diǎn)零幾伏甚至更小）。電壓表：給表頭串聯(lián)一個(gè)大電阻，做成電壓表。這樣，即使兩端加上比較大的電壓，可是大部分電壓都作用在我們加的那個(gè)大電阻上了，表頭上的電壓就會(huì)很小了。可見(jiàn)，電壓表是一種內(nèi)阻很大的儀器，一般應(yīng)該大于幾千歐。電流表：給表頭并聯(lián)一個(gè)小電阻，做成電流表，并聯(lián)的電阻起分流作用，不然電流計(jì)很容易燒壞。 15 接地作用 防止人身遭受電擊、設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)和防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。通過(guò)金屬導(dǎo)線與接地裝置連接來(lái)實(shí)現(xiàn)，常用的有保護(hù)接地（電氣設(shè)備的金屬外殼，金屬桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為了防止這種電壓危及人身安全而設(shè)的接地）、工作接地（運(yùn)行需要的接地，如中性點(diǎn)接地等）、防雷接地（避雷針）、屏蔽接地、防靜電接地（易燃油、天然氣貯罐和管道等，為了防止靜電危險(xiǎn)而設(shè)的接地）。16 變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響 由于變壓器漏感的存在，電流換向不可能在瞬間完成，輸出電位不能馬上跳到新導(dǎo)通的那相電位上，致使輸出平均電壓下降。換相過(guò)程對(duì)應(yīng)的時(shí)間用電角度表示即換相重疊角，致使輸出電壓的下降稱為換相壓降。17 晶閘管觸發(fā)電路對(duì)觸發(fā)信號(hào)的要求觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的幅值，不能太大，也不能太??；觸發(fā)信號(hào)的寬度至少要大于晶閘管的開(kāi)通時(shí)間；為使器件迅速導(dǎo)通，并提高承受di/dt的能力，觸發(fā)脈沖電流應(yīng)有一定的上升率；為減少門極損耗，晶閘管的觸發(fā)信號(hào)都采用脈沖方式。18 電壓型逆變器和電流型逆變器比較 電壓型逆變器，直流側(cè)為電壓源，直流電壓無(wú)脈動(dòng)，直流回路低阻抗。交流輸出電壓波形為矩形波，與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。電流波形取決于負(fù)載的性質(zhì)。為了給感性負(fù)載電流提供流通路徑，需并聯(lián)無(wú)功二極管。 電流型逆變器，直流側(cè)為電流源，直流電流無(wú)脈動(dòng)，直流回路高阻抗。交流輸出電流波形為矩形波，與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。電壓波形取決于負(fù)載的性質(zhì)。由于電流源電流的單相性，無(wú)需并聯(lián)無(wú)功二極管。為了給感性負(fù)載電流提供流通路徑，在交流負(fù)載側(cè)并聯(lián)電容器。19 PWM 用幅值相同、寬度不等的脈沖來(lái)等效正弦波的技術(shù)。主要是為了消除諧波。 方波逆變器存在諧波大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)差、電源側(cè)功率因數(shù)低、控制電路復(fù)雜、成本高等問(wèn)題，而PWM逆變器具有諧波小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、電源側(cè)功率因數(shù)高、控制電路簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。 PWM有正弦電壓PWM，正弦電流PWM，正弦磁鏈PWM。 正弦電壓脈沖寬度調(diào)制SPWM的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）消除諧波效果好；（2）既可以調(diào)頻，又可以調(diào)壓，因而動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；（3）調(diào)整裝置的功率因數(shù)提高了。缺點(diǎn)：（1）由于元件開(kāi)關(guān)次數(shù)增多，因此開(kāi)關(guān)損耗大；（2）SPWM直流電源電壓利用率低。 SPWM控制方式：自然采樣法，規(guī)則采樣法，直接PWM法。20 SPWM怎么產(chǎn)生？三角波和正弦波幅值哪個(gè)大？通過(guò)正弦調(diào)制波和載波三角波的大小比較來(lái)產(chǎn)生幅值相同、寬度不等的脈沖來(lái)等效正弦波。為了輸出波形不發(fā)生畸變，三角波的幅值應(yīng)大于等于正弦波幅值。21 多重化技術(shù)解決什么問(wèn)題？由于PWM技術(shù)管子開(kāi)關(guān)頻率高，損耗大，大容量逆變器PWM無(wú)法使用，但電機(jī)要求消諧波，故采用多重化技術(shù)來(lái)改善大容量逆變器的輸出波形，減少諧波分量，使波形盡量接近正弦波。22 什么是電力電子？是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，把粗電加工成精電的技術(shù)。23 晶閘管整流電路帶純電阻負(fù)載的電源側(cè)功率因數(shù)如何？為什么對(duì)外呈現(xiàn)感性？ 電源側(cè)功率因數(shù)是感性的，這是由于晶閘管控制角的存在，使得電源的電流滯后于電壓，故對(duì)外呈感性，并且由于交流電源帶整流電路工作時(shí)，通常情況下輸入電流不是正弦波，產(chǎn)生電流畸變因數(shù)，使得功率因數(shù)較低。24 整流電路中,用二極管比用晶閘管功率要大嗎?采用二極管整流沒(méi)有控制角的影響，與采用晶閘管相比可以改善功率因數(shù)，因此在視在功率相等的情況下采用二極管比用晶閘管功率應(yīng)該要大。25 交交變頻和交直交變頻的區(qū)別？交直交變頻頻率怎么控制？交交變頻是從交流電源通過(guò)變頻器直接變?yōu)榱硪活l率可調(diào)的交流電，而交直交變頻是把工頻交流電先通過(guò)整流器整流成直流，然后再通過(guò)逆變器把直流逆變成為頻率可調(diào)的交流電。交交變頻優(yōu)點(diǎn)：1省去中間直流環(huán)節(jié)，能量傳遞簡(jiǎn)便，因而效率高；2功率在電源和負(fù)載間可雙向傳輸，能實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，用于快速正反轉(zhuǎn)裝置如大型軋機(jī)；3多用于大功率，高電壓，低速交流傳動(dòng)缺點(diǎn)：1輸出最高頻率必須小于輸入頻率的1/3，否則會(huì)有較大諧波分量，降低效率和功率因數(shù)，多用于中高頻；2換流失敗時(shí)會(huì)造成電源間短路；3需要更多晶閘管，控制電路復(fù)雜。交直交變頻電路中，如果使用的是方波逆變器，則通過(guò)改變逆變器中元件導(dǎo)通與關(guān)斷頻率的快慢，就能改變輸出交流電頻率的高低（改變直流環(huán)節(jié)電壓的高低，就能調(diào)節(jié)交流輸出電壓幅值的大?。蝗绻褂玫氖荘WM逆變器，可以通過(guò)改變正弦控制波的頻率來(lái)改變輸出電壓的頻率。26 斬波器是否用到PWM？為什么要等效成正弦波？斬波器是直流變換器，沒(méi)有用到PWM。等效成正弦波是因?yàn)榉讲ǖ闹C波大，用于驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)脈動(dòng)頻率和電機(jī)自然頻率相近時(shí)，容易引起共振，很難得到穩(wěn)定的低速運(yùn)行。27 在電壓型PWM中，是怎么實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)頻和調(diào)壓的？由于PWM是通過(guò)正弦調(diào)制波和三角波載波的大小比較來(lái)實(shí)現(xiàn)用幅值相同、寬度不等的脈沖來(lái)等效正弦波的，因此要想改變逆變器輸出電壓基波幅值大小以及頻率高低，只要改變正弦調(diào)制波的幅值及頻率就可以。28 整流和逆變都會(huì)引起電網(wǎng)諧波污染，請(qǐng)問(wèn)為什么電網(wǎng)（電源側(cè)）會(huì)被污染？因?yàn)榻涣麟娫磶д麟娐饭ぷ鲿r(shí)，通常輸入電流不是正弦波，而逆變時(shí)由于逆變角的影響，輸出到電網(wǎng)側(cè)的交流電也不是正弦波，都有諧波存在，故電網(wǎng)會(huì)被污染。29 肖特基二極管 以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢(shì)壘為基礎(chǔ)的二極管。優(yōu)點(diǎn)：反向恢復(fù)時(shí)間很短，正向恢復(fù)過(guò)程中不會(huì)有明顯的電壓超調(diào)，正向壓降小，開(kāi)通關(guān)斷損耗小。缺點(diǎn)：反向耐壓提高時(shí)正向壓降也會(huì)高，多用于200V一下場(chǎng)合；反向漏電流較大且對(duì)溫度敏感。30 逆變失敗的原因，最小逆變角的限制觸發(fā)電路工作不可靠。如個(gè)別相失去脈沖或移相角過(guò)范圍。晶閘管本身性能不好。如不能正常導(dǎo)通或阻斷。交流電源故障。如突然斷電，缺相或電壓過(guò)低等。換相的裕量角過(guò)小。主要是對(duì)換相重疊角估計(jì)不足，使換相時(shí)間小于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間。最小逆變角=晶閘管關(guān)斷時(shí)間角+換相重疊角+換相安全裕量角31 并聯(lián)諧振逆變電路 當(dāng)開(kāi)關(guān)器件為晶閘管時(shí)，由于其無(wú)自關(guān)