運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課后習(xí)題答案

1、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課后習(xí)題答案2.2 系統(tǒng)的調(diào)速范圍是i000i00r/min ,要求靜差率s=2%,那么系統(tǒng)允許的靜差轉(zhuǎn)速降是多少？解： n nnSD(1 s) 1000 0.02 (10 0.98) 2.04rpm系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降為 2.04rpm2.3 某一調(diào)速系統(tǒng)，在額定負(fù)載下，最高轉(zhuǎn)速特性為n0max 1500r/min ，最低轉(zhuǎn)速特性為 n0min150r/min ,帶額定負(fù)載時(shí)的速度降落nN15r/min ,且在不同轉(zhuǎn)速下額定速降不變，試問系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？解：1)調(diào)速范圍D nmax nmin (均指額定負(fù)載情況下)nminn0minnN 150

2、 15 135nmax n0maxn N 1500 15 1485D nmax nmin 1485 135 112）靜差率 s njn。15/150 10%2.4 直流電動(dòng)機(jī)為 PN=74kW,UN=220V , In=378A, nN=1430r/min , Ra=0.023Q。相控整流器內(nèi)阻 Rrec=0.022Qo采用降壓調(diào)速。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械要求 s=20%時(shí)，求系統(tǒng)的調(diào)速范圍。如果s=30%時(shí)，則系統(tǒng)的調(diào)速范圍又為多少？ ？解：Ce (UN INRa).nN(220 378 0.023).1430 0.1478V. rpmn I N R Ce 378 (0.023 0.022)/0.147

3、8 115rpmnNS n(1 s)nNS. n(1 s)1430 0.2. 115 (1 0.2) 3.11430 0.3 115 (1 0.3) 5.33V-M 調(diào)速系統(tǒng)。已知直流電動(dòng)機(jī)1000r/min ,主電路總電阻 R=0.18Q ,Ce=0.2V?min/r,2.5 某龍門刨床工作臺(tái)采用PN 60kW,UN 220V, I N 305A,nN求：(1)當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落nN為多少?(2)開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的靜差率SN多少?(3)若要滿足D=20,s05%的要求，額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落nN又為多少？解：(1) nN IN R.Ce 305 0.18 0

4、.2 274.5r/min(2) SNnN . n0 274.5 (1000 274.5)21.5%(3) n nNS.1D(1 s) 1000 0.05 20 0.95 2.63r/min *2.6 有一晶閘管穩(wěn)壓電源，其穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，已知給定電壓Uu 8.8V、比例調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kp 2、晶閘管裝置放大系數(shù) Ks 15、反饋系數(shù)丫 =0.7。求：(1)輸出電壓Ud ; (2)若把反饋線斷開，Ud為何值？開環(huán)時(shí)的輸出電壓是閉環(huán)是的多少倍？ (3)若把反饋系數(shù)減至T =0.35,當(dāng)保持同樣的 一一*輸出電壓時(shí)，給定電壓 Uu應(yīng)為多少？解：(1)UdKpKsUu/(1 KpKs ) 2 1

5、5 8.8(1 2 15 0.7) 12V(2) Ud 8.8 2 15 264V ,開環(huán)輸出電壓是閉環(huán)的22倍*(3)Uu Ud(1 KpKs ), KpKs12 (1 2 15 0.35) (2 15) 4.6V2.7 某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1500r/min150r/min ,要求系統(tǒng)的靜差率 s 5% ,那么系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是多少？如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100r/min ,則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)應(yīng)有多大？解：1) D nN s/ n N 1 s10 1500 2%/ nN 98%nN1500 2%/98% 10 3.06r / min2)K nop/ ncl 1 100/3.

6、06 131.72.8 某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為15時(shí)，額定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)的速降為8 r/min,如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到30,它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調(diào)速范圍可以擴(kuò)大多少倍？解：nop1 K nd 1 15 8 128如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到 30,則速降為：nclnop / 1 K 128/ 1 304.13rpm在同樣靜差率要求下，D可以擴(kuò)大ncl1 / ncl2 1.937倍2.9 有一 V-M 調(diào)速系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)參數(shù) PN=2.2kW, U N=220V, IN=12.5A, n N=1500 r/min ,電樞電阻 Ra=1.5 Q 電樞回路電抗器電阻 RL=0.8Q

7、 ,整流裝置內(nèi)阻Rrec=1.0Q觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù) Ks=35。要求系統(tǒng)滿足調(diào) 速范圍D=20,靜差率 S<=10%O(1)計(jì)算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降A(chǔ)icl。(2)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖。(3)調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng) Un*=15V時(shí)，Id=IN, n=nN ,則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)a應(yīng)該是多少？(4)計(jì)算放大器所需的放大倍數(shù)。解：(1)n UN IN Ra /CeCe220 12.5 1.5 /1500 201.25/1500 0.134V min/ rn Un In R /Cenop In R /Ce 12.5 3.3/0

8、.134 307.836r / minnN nNS/ D1 s 1500 10% / (20*90% ) 8.33r/min(3) (4)n KpKsUn 1dR/Ce1 K KU n/ 1 KIdR/ Ce 1 Knop / nd 1307.836 /8.33 1 35.955150035.955 15/1 35.95512.5 3.3/ 0.134 1 35.9550.0096V min/r可以求得，KpK* CeKs*35.955* 0.13435* 0.009614.34也可以用粗略算法:*U n 15U n Un n,- 0.01n 1500Kp KCe/Ks , Kp 35.955

9、 0.134 / 35 0.0113.762.10在題2.9的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中增設(shè)電流截止環(huán)節(jié)，要求堵轉(zhuǎn)電流必川 2I n ,臨界截止電流1dB 1.2I N，應(yīng)該選用多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻？要求電流反饋采樣電阻不超過主電路總電阻的1/3，如果做不到，需要增加電流反饋放大器，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖，并計(jì)算電流反饋放大系數(shù)。這時(shí)電流反饋采樣電阻和比較電壓各為多少？解：(1) Idbl 2I N 25A ，I dcr 1.2I n 15AI dcrU com / Rs15 U com /Rs.*I dbl U n U com /Rs2515 U com / RsRs1.5Ucom

10、 15 1.5 22.5V1.1 , R (R /3)需加電流反饋放大器(R /3)1.0 1.5 0.8 /3(2不符合要求，取Rs 1.1 ,由于需要的檢測(cè)電阻值大，說明要求的電流信號(hào)值也大。要同時(shí)滿足檢測(cè)電阻小和電流信號(hào)大的要求，則必須采用放大器，對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行放大。為此，取Rs 1.1 ，則Ucom Idcr Rs 15 1.1 16.5V11人上-1%-r 中鼻工 -4（3）當(dāng) I d I dcr 時(shí)，有 * _ _ _n KpKsUn/Ce1 K KDKsKi RsId Ucom /Ce 1 K RId/Ce1 K p s n ep s scoi m ee* _ _KDKsUn K

11、iUcom / Ce1 K R KDKsKiRs Id/ Ce 1 Kp s ncoi mep s se當(dāng)n=0時(shí)， * *IdblKpKs UnKiUcom/ RKpKsKiRs UnKiUcom/KiR2515 16.5Ki/1.1Ki Ki15/ 22.513.51.3622一2.11 在題2.9的系統(tǒng)中，若主電路電感 L=50mH ,系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分的飛輪慣量 GD2=1.6Nm2 ,整流裝置米用三相零式電路，試判斷按題2-9要求設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行？如要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，允許的最大開環(huán)放大系數(shù)是多少？解：L 50mH , GD2 1.6Nm2, R 3.3 , Ce 0.13

12、4V/rpmTlL/ R 0.05/3.3 0.015sTmGD2R / 375CeCm1.6 3.3/ 375 0.134 0.134 30/3.14mie hi5.28/64.33 0.082sT 0.00333ss22KTmTlTsTs2/TlTs0.0820.015 0.003330.003332(/0.0151* 0.00333)0.0015 0.003332 / 0.00004983 30.52可見與前面的K>35.955 相矛盾，故系統(tǒng)不穩(wěn)定。要使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，K 最大為 30.52。2.12 有一 個(gè) 晶 閘 - 電 動(dòng) 機(jī) 調(diào)速系 統(tǒng) ， 已 知 ： 電 動(dòng) 機(jī) ：

13、 PN 2.8kW ， U N 220V ， I N 15.6A ，nN 1500r/min , Ra=1.5Q,整流裝置內(nèi)阻 Rrec=1Q,電樞回路電抗器電阻 Rl=0.8Q,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K s 35。(1) 系統(tǒng)開環(huán)工作時(shí)，試計(jì)算調(diào)速范圍D 30 時(shí)的靜差率s 值。(2) 當(dāng) D 30 ， s 10% 時(shí)，計(jì)算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。(3) 如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求D 30 ， s 10% ，在U n* 10V 時(shí) Id I N ， n nN ，計(jì)算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)和放大器放大系數(shù)K 。p解：Ce220 15.6 1.5 /1500 0.1311V min/ r( 1)n

14、op IN R /Ce 15.6 3.3/0.1311 392.68r /minnmin 1500/30 50snop / n0min 392.68/ 392.68 5088.7%( 2)0.1 n/ n 50 n 5/0.9 5.56r /min( 3)n K p K sU n* / Ce 1 K R I d /Ce 1 KK K Ks/Cep1500K*KpKsUn/Ce1nop / ncl 1K R 15.6 /Ce 1 K e297.48/5.56 1 52.52.13旋轉(zhuǎn)編碼器光柵數(shù)1024,倍頻系數(shù)4,高頻時(shí)鐘脈沖頻率f0 1MHz ,旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)和高頻時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)均采

15、用16位計(jì)數(shù)器，m法測(cè)速時(shí)間為0.01s,求轉(zhuǎn)速n 1500r/min和n 150r / min時(shí)的測(cè)速分辨率和誤差率最大值。解:(1) M法：分辨率Q6060ZTc10244 0.011.465r/min,、一 60Ml最大誤差率：n ZTcn 1500r/min 時(shí)，M1nZTc601500 4 1024 0.01 102460n 150r/min 時(shí)，MinZTc60150 4 1024 0.0160102.41500r / min 時(shí),max %Mi100%1100%10240.098%150r/min 時(shí),max %1100% Mi1 100% 102.40.98%可見M法適合高速。

16、(2) T 法:分辨率:n 1500r/min 時(shí),Zn21024 42150060 f0 Zn60 1 106 1025 4 1500171r / minn 150r/min 時(shí)，QZn260f0 Zn21024 4 15060 1 106 1024 4 1501.55r / min60f060 f0最大誤差率：n , M 2,ZM2Zn當(dāng) n 1500r/min 時(shí)，M 260 1061024 4 15009.77當(dāng) n 150r/min 時(shí)，M 260 1061024 4 15097.7n 1500r/min 時(shí),max %100%M21100% 11.4%9.77 1n 150r/mi

17、n 時(shí),max %100%M2 1100% 1%97.7 1可見T法適合低速習(xí)題二 一,、一一一、一 ，一i 、一 一 ，、一 ,、 ，-*1dL =10A時(shí)，系統(tǒng)的n、Un、Ui、Ui和Uc各為多少？ （ 2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大而堵轉(zhuǎn)時(shí)，Ui和Uc各為多少？解：（1）3.1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的AS濟(jì)口 AC的為PI調(diào)節(jié)器，設(shè)系統(tǒng)最大給定電壓 U nm=15V, nN =1500r/min , IN =20A, *電流過載倍數(shù)為2,電樞回路息電阻 R=2Q, Ks =20, Ce=0.127V min/r ,求：（1）當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在U n =5V,U nm / nN 15V/1500rpm*當(dāng)U

18、； 5V, 轉(zhuǎn)速 n Un0.01V / rpm5V 500rpm 0.01V / rpm*UiUc*UimI dm15V0.375V / A40 AIdU d0k0.375*103.75VdLRn 500rpm,UnCenNKS*5V,UiI dLUi0.127*500 10*2204.175V3.75V ,Uc 4.175vc. *(2)堵轉(zhuǎn)時(shí)，Ui I dm 15V,UcU d0Cen IdRKsIdmR 40*2Ks 204V3.2 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器ASR,ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)：電動(dòng)機(jī)：PN =3.7kW,Un=220V, In=20A, nN =1

19、000 r/min ,電樞回路息電阻 R=1.5Q,設(shè) Unm Uim Ucm=8V,電樞回路最大電流I dm =40A,電力電子變換器的放大系數(shù)Ks=40。試求：(1)電流反饋系數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。、 * * .(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最局轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的Ud0, Ui ,Ui ,Uc值。* *uim8VUnm 8V解 ：1)m 0.2V / A-m 0.008V / rpm2)I dm40A；n1000rpmUd0 E IdlRCenNIdlR 40A*1.560V*這時(shí)：Un 8V,Un 0 , asr 處于飽和，輸出最大電流給定值。Ui* 8V,Ui 8V, Uc Ud0, Ks 60 40 1

20、.5V3.3在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,、一 .一i 一、一 .一i >，, 一 一 *調(diào)節(jié)器ASR, ACR均米用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)ASR輸出達(dá)到Uim =8V時(shí),主電路電流達(dá)到最大電流80Ao當(dāng)負(fù)載電流由40A增加到70A時(shí)，崗可：(1) Ui應(yīng)如何變化？ ( 2) Uc應(yīng)如何變化？ ( 3) Uc值由哪些條件決定?*Uim 8V /人解：1)- TTT 0-1V / A 因此當(dāng)電流從40A70A時(shí)，U；應(yīng)從4V 7V變化。I dm 80A2) Uc要有所增加3) U c取決于電機(jī)速度和負(fù)載大小。因?yàn)閁d0 E IdiRCenN IdiRUcUdoCenIdRK3.5某反饋控制系統(tǒng)已校

21、正成典型I型系統(tǒng)。已知時(shí)間常數(shù) T=0.1s,要求階躍響應(yīng)超調(diào)量< 10%。(1)系統(tǒng)的開環(huán)增益。(2)計(jì)算過渡過程時(shí)間ts和上升時(shí)間tr;(3)繪出開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性。如果要求上升時(shí)間tr<0.25s,則K=?,%=?解：取 KT 0.69,0.6, % 9.5%(1)系統(tǒng)開環(huán)增益：K 0.69/T 0.69/0.1 6.9(1/s)(2)上升時(shí)間 tr 3.3T0.33S過度過程時(shí)間：3ts 6T 6 0.1 0.6s n(3)- L-= 6.9.如要求 tr 0.25s,查表 3-1 則應(yīng)取 KT 1,0.5 , tr 2.4T2.4*0.10.24s 這時(shí)K 1/T10,超調(diào)

22、量=16.3%。3.6有一個(gè)系統(tǒng)，其控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為W0bj(s) K1- 一10一，要求設(shè)計(jì)一個(gè)無靜差系統(tǒng)，在階j s 10.01s 1躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量05% (按線性系統(tǒng)考慮)。試對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正，決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。解：按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選 KT 0.5,0.707, 查表 3-1,得 4.3%選 I 調(diào)節(jié)器W(s)統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為110W(s),這樣，T = 0.01, K=10/s(0.01s 1)110/ K 10/ 50 0.2S ,積分調(diào)節(jié)器： W(s) 一S已選 KT = 0.5,則 K = 0.5/T=50,所以1。0.2s3.7有一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，其控制對(duì)

23、象的傳遞函數(shù)為Wobj(s)K110,要求校正為典型II型s(Ts 1)s(0.02s 1)系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量030% (按線性系統(tǒng)考慮)。試決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。解：應(yīng)選擇PI調(diào)節(jié)器，WPI(s)1Pl(s 1),校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)W(s)1Pl(s 1)K1，對(duì)照ss s(Ts 1)典型口型系統(tǒng)，K Kpi K1 / , hT,選h = 8, 查表3-4,%=27.2%,滿足設(shè)計(jì)要求。這樣hT 8*0.020.16s,h 1222h2T28 1- 2 22*8 2*0.02175.78,Kpi K / K1 175.78*0.16 /10 2.813.8在一個(gè)由三相

24、零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，已知電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN 60kW , UN 220V, IN 308A , nN 1000r/min ,電動(dòng)勢(shì)系數(shù) Ce =0.196V min/r ,主回路總 電阻R =0.18 Q,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù) Ks =350電磁時(shí)間常數(shù)T| =0.012s,機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.12s,電 流反饋濾波時(shí)間常數(shù) T0i =0.0025s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) T0n =0.015s 0額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓(Un*) n=10V, 調(diào)節(jié)器ASR, ACR飽和輸出電壓 U-=8V,Ucm=6.5V。系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：穩(wěn)態(tài)無靜差，調(diào)速范圍D

25、=10，電流超調(diào)量i05%，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 n < 10%。試求：(1)確定電流反饋系數(shù)0 (假設(shè)起動(dòng)電流限制在1.1|N以內(nèi))和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a。(2)試設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器 ACR,計(jì)算其參數(shù)R,、G、Co”畫出其電路圖，調(diào)節(jié)器輸入回路電阻 R0=40k(3)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR,計(jì)算其參數(shù)Rn、Cn、Con。(R0=40kQ)(4)計(jì)算電動(dòng)機(jī)帶40炮定負(fù)載起動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量b no(5)計(jì)算空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間。*解：(1) Um/1dm 8V/(1.1*IN) 8V/339A 0.0236V / A10/1000 0.01V min/r(2)電流調(diào)節(jié)器設(shè)

26、計(jì)確定時(shí)間常數(shù):a)Ts0.00333sb)Toi0.0025sc)T iT0i Ts 0.0025 0.00333 0.00583s電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定:因?yàn)?% ,可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選用pi調(diào)節(jié)器，WaCr(S)Ki( iS 1)iS參數(shù)確定：jTl0.012s,選KiT i 0.5,Ki 0.5/T i185.76sKiKiKsiR85.76 0.012 0.1835 0.01730.224。校驗(yàn)等效條件:._ 1ci Ki 85.76sa)電力電子裝置傳遞函數(shù)的近似條件:3Ts3 0.003331 101.01 cib)忽略反電勢(shì)的影響的近似條件:, 0.12 0.01279.06S

27、1cic)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)的近似條件:113皿3，0.00333 0.0025115.52s 1 ci可見滿足近似等效條件，電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選 R040 K，則:RKiR0 0.224 40K 8.96K,取 9K.Ci i/R 0.012/(9 103) 1.33 F由止匕i i ''7C0i4T0i/ R0 4 0.0025/ 40 103 0.25 F(3)速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)確定時(shí)間常數(shù)：a)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/ Ki :因?yàn)镵iT i 0.5則 1/KI 2T i 2 0.00583 0.01166sb) Ton 0.015sc) T n 1/KI Ton 0.0116

28、6 0.015 0.02666s速度調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：按照無靜差的要求，應(yīng)選用pi調(diào)節(jié)器,Wasr(S)山速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定:nshTn,取h 5, n hT n 0.1333sKn222h2T2n6222 52 0.02666 22168.82 s校驗(yàn) 等效 條 件Kn(h 1) CeTm6 0.0236 0.196 0.123 6.942h RT n 2 5 0.01 0.18 0.02666cnKn/ 1 Knn 168.82 0.1333 22.5s 1a）電流環(huán)近似條件：1K 85.7640.43s 13 T i 3 0.00583b）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似：1 叵 1 1運(yùn) 25.2s

29、1 3T°n3 0.015可見滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn) （空載Z=0）Cn%2*( max)(Cbz)nN TnnTm2 81.2% 1.1308 0.180.026660.196 10000.1211.23% 10%轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果表明，上述設(shè)計(jì)不符合要求。因此需重新設(shè)計(jì) 查表，應(yīng)取小一些的 h,選h=3進(jìn)行設(shè)計(jì)。按h=3,速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定如下：n hT n 0.07998sKn (h 1)/2h2T2n 4/(2 9 0.026662) 312.656s2 Kn (h 1) CeTm/2h RT n 4 0.0236 0.196 0.12/(2 3 0.01 0.

30、18 0.02666) 7.6校驗(yàn)等效條件：cn Kn / 1 Kn n 312.656 0.07998 25s 1_1/21/2_1a)1/3(KI/Ti)1/ 3(85.76/0.00583)40.43s cnb)1/3(KI /Ton)1/21/3(85.76 /0.015)1/225.2s 1 cn可見滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)：n 2 72.2% 1.1 (308 0.18/0.1961000) (0.02666 /0.12)9.97% 10%轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果表明，上述設(shè)計(jì)符合要求。速度調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選 R0 40K ,則Rn Kn R0 7.6 40 304K,取310

31、K。Cn n /Rn 0.07998/310 103 0.258 FCon 4TOn /R0 4 0.015/40 103 1.5 F4） 40%額定負(fù)載起動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)n% 2 72.2% (1.1 0.4) (308 0.18/0.196 100) (0.02666/0.12) 63.5%5）空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間是：（書上無此公式）僅考慮起動(dòng)過程的第二階段。2 ,根據(jù)電機(jī)運(yùn)動(dòng)方程： 迫史 Te Tl, 375 dtdndtCm(Idm IdL)R(Idm IdL)一 t 一所以： （I*CeT m)ndm0.196*0.12*1000IdL)R (1.1*308 0)*0.18GD23

32、750.385s2GD2RCe 一375cmee(I dm IdL )CeT m已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：PN=500kVV a=750V,3.10 有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，主電路采用三相橋式整流電路。In=760A, nN=375 r/min，電動(dòng)勢(shì)系數(shù) Ce =1.82V min/r,電樞回路總電阻 R=0.14 Q ,允許電流過載倍數(shù)入=1.5,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K=75,電磁時(shí)間常數(shù)Tl =0.031s,機(jī)電時(shí)i常數(shù)Tm=0.112s,電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)T0i =0.002s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) T0n=0.02s。設(shè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓Um*=Um*=U1m=10V,調(diào)節(jié)器輸入電

33、阻 R=40kQ。n < 10%。電流調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i05%,空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并取參數(shù)KT=0.5 o(1)選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并計(jì)算其參數(shù)。(2)計(jì)算電流環(huán)的截止頻率ci和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率cn ,并考慮它們是否合理？ cn解:(1)*Uim10dm.* nm1.5*7600.00877V / A100.0267V min/r375電流調(diào)節(jié)器已按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下:a)TS0.00176s確定時(shí)間常數(shù)：b)Toi0.002sc)T i0.00367s電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：因?yàn)閎%c 5%可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選用 PI調(diào)節(jié)器,W

34、acr(s)=K i( ts+1)/ is,Ti/T±=0.031/0.00367=8.25<10電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定:產(chǎn)Tl=0.031s, KiTe=0.5, Ki=0.5/Te=136.24 s-1KiKITI R/ Ks136.24 0.0310.14/750.008770.899校驗(yàn)等效條件：3=Ki=136.24 s-1a)1/3Ts 1/ 3 0.00167 199.6s 1 b)(1/TmTl)1/2 3(1/0.112 0.031)1/2 c)1/3(1/TsToi)1/2 1/ 3(1/0.00167ci50.9s 10.002)1/2ci182.39s1ci

35、可見滿足近似等效條件。電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選 R0=40K,則RiKi R00.899 40 35.96 取 36KCiTi / Ri 0.031/36 103 0.86 FC0i4T0i / R0 4 0.002/ 40 103 0.2 f速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)確定時(shí)間常數(shù)：a)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) 1/KI：因?yàn)?KIT=0.5 貝U 1/KI=2T±=2*0.00367=0.00734sb)b)Ton=0.02sc)c)T±=1/Ki+Ton=0.00734+0.02=0.02734s速度調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：按照無靜差的要求，應(yīng)選用PI 調(diào)節(jié)器，WASR(S)=Kn( nS+1)/

36、nS速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：T=hTEn,選 h=5,貝U T1=hT±k0.1367s,KN=(h+1)/(2h2T2En )=6/2*25*0.02734 2=160.54s-2Kn=(h+1) peTm/( 2h a RD)6*0.00877*1.82*0.112/2*5*0.0267*0.14*0.02734=10.5校驗(yàn)等效條件：«cn=K n/ e=Kn%=160.54*0.1367 =21.946 s-2a) 1/3(K 心嚴(yán)=1/3(136.24/0.00367) 1/2=64.22s-1 > 3cnb) 1/3(K I/Ton)1/2=1/3(136.24/0.02)1/2=27.51s-1>3cn可見滿足近似等效條件。速度調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選 Ro=40K ,貝U Rn=Kn*R0=10.5*40=420K由此 Cn = xn/Rn=0.1367/420*10 3=0.325 g F 取 0.33 g F Con=4Ton/Ro=4*O.O2/4O*1O 3=2 g F2)電流環(huán)的截止頻率是：3ci=Ki=136.24 s-1速度環(huán)的截止頻率是：3cn=21.946 s-2從電流環(huán)和速度環(huán)的截止頻率可以看出，電流環(huán)比速度環(huán)要快，在保證每個(gè)環(huán)都穩(wěn)定的情況下，再求系統(tǒng) 的快速性，充