2025年大学电气工程及其自动化（电机控制技术）试题及答案.doc

2025年大学电气工程及其自动化（电机控制技术）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
答题要求：本卷共6题，每题5分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下哪种电机控制技术能够实现高精度的速度控制？
A. 开环控制
B. 闭环控制
C. 半闭环控制
D. 以上都不对

2. 对于直流电机，其调速方法不包括以下哪种？
A. 改变电枢电压
B. 改变励磁电流
C. 改变电机极对数
D. 改变电枢电阻

3. 交流异步电机的调速方式中，基于转差功率不变的是？
A. 变极调速
B. 变频调速
C. 转子串电阻调速
D. 调压调速

4. 矢量控制的核心是？
A. 将交流电机等效为直流电机进行控制
B. 直接控制电机的电压和电流
C. 通过控制电机的磁链来实现高性能控制
D. 以上都不正确

5. 以下哪种不属于无刷直流电机的优点？
A. 效率高
B. 可靠性高
C. 调速性能差
D. 维护简单

6. 步进电机的步距角精度主要取决于？
A. 电机的制造工艺
B. 控制脉冲的频率
C. 负载大小
D. 驱动电源的稳定性

第II卷（非选择题，共70分）

二、填空题（共20分）
答题要求：本大题共5个空，每空4分。请将正确答案填写在相应的横线上。

1. 电机控制技术的发展趋势包括智能化、网络化和________。
2. 直流电机的调速特性主要包括调速范围、调速平滑性和________。
3. 交流同步电机的控制方式主要有基于转子磁场定向的控制和基于________的控制。
4. 矢量控制中，需要对电机的定子电流进行________分解。
5. 无刷直流电机的控制策略主要有电压空间矢量控制、________和直接转矩控制。

三、简答题（共15分）
答题要求：简要回答问题，需答出关键要点。

简述闭环控制在电机控制中的工作原理及优点。

四、分析题（共15分）
材料：某工业生产线上使用一台交流异步电机，采用调压调速方式。在运行过程中，发现电机转速不稳定，且效率较低。
问题：分析出现这种情况的可能原因，并提出改进措施。

五、设计题（共20分）
材料：现需要设计一个基于PLC的电机控制系统，实现对一台三相交流异步电机的正反转、调速控制。
要求：请画出系统的硬件电路图，并简述控制程序的设计思路。

答案：
一、1. B 2. C 3. B 4. A 5. C 6. A
二、1. 集成化 2. 调速效率 3. 气隙磁场定向 4. 矢量 5. 模糊控制
三、闭环控制工作原理：通过检测电机的输出量（如速度、位置等），与给定值比较，产生偏差信号，经控制器调节后输出控制信号，改变电机的输入量，使输出量趋近给定值。优点：能有效抑制干扰，提高控制精度和稳定性。
四、可能原因：调压调速时，随着电压降低，电机转差率增大，转子铜耗增加，导致效率降低且转速不稳定。改进措施：可采用变频调速替代调压调速，以提高调速性能和效率。
五、硬件电路图：包括PLC、接触器、热继电器、按钮、变频器等组成电机主电路和控制电路。控制程序设计思路：利用PLC的输入输出点，通过编写程序实现按钮对电机正反转、调速的控制逻辑，变频器根据控制信号调整电机频率实现调速。