電力拖動自動控制系統(tǒng)--運動控制系統(tǒng)第4版_思考題答案概要

1、習(xí)題解答(供參考習(xí)題二2.2系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1000100m in r，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:10000.02(100.98 2.04(1n n sn rpm D s ?=?=-系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降為2.04rpm。2.3某一調(diào)速系統(tǒng)，在額定負載下，最高轉(zhuǎn)速特性為0m ax 1500m in n r =最低轉(zhuǎn) 速特性為0m in 150m in n r =，帶額定負載時的速度降落 15m in N n r ?=,且在不同轉(zhuǎn)速下 額定速降不變，試問系統(tǒng)能夠達到的調(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m ax m in D n n =(均指額定負載

2、情況下m ax 0m ax 1500151485N n n n =?= -= m in 0m in 15015135N n n n =-?= -= max min 148513511D n n =2 靜差率 01515010%N s n n =?=2.4 直流電動機為 P N =74kW ,UN=220V ,I N =378A ,n N=1430r/min ,Ra=0.023Q。相控整流器內(nèi)阻Rrec=0.022 Q采用降壓調(diào)速。當生產(chǎn)機 械要求s=20%時，求系統(tǒng)的調(diào)速范圍。如果s=30%時，則系統(tǒng)的調(diào)速范圍又為多少?解:(2203780.02314300.1478N N a N C e U

3、 I R n V rpm =-=-?=378(0.0230.0220.1478115N n I R C e r pm ?=? +=(114300.2115(10.23.1N D n S n s =?-=?-=(114300.3115(10.35.33N D n S n s =?-=?-2.5某龍門刨床工作臺采用V -M調(diào)速系統(tǒng)。已知直流電動機，主電路總電阻 R=0.18 Q ,Ce=0.2V ?min/求：(1當電流連續(xù)時，在額定負載下的轉(zhuǎn)速降落N n ?為多少？ (2開環(huán)系統(tǒng)機械特性 連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時的靜差率N S多少？(3若要滿足D=20,s < 5%要求，額定負載下的轉(zhuǎn)速降落N

4、n ?又為多少？解:(13050.180.2274.5/min N N n I R C e r ?=?=? = (2 0274.5(1000274.521.5%N N S n n =?=+=(3 (110000.05200.95 2.63/min N n n S D s r ?=-=?=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*8.8u U V =、比例調(diào)節(jié)器放大系數(shù)2P K =、晶閘管裝置放大系數(shù)15S K =、反 饋系數(shù)丫 =0.7求:(1輸出電壓d U ;(2若把反饋線斷開,d U為何值？開環(huán)時的輸出電 壓是閉環(huán)是的多少倍？(3若把反饋系數(shù)減至丫 =0.3當保持同樣的

5、輸出電壓時，給定電 壓*u U應(yīng)為多少？解:(1*(12158.8(12150.712d p s u p s U K K U K K V ? +Y?=+=(2 8.8215264d U V =?=，開環(huán)輸出電壓是閉環(huán)的22倍(3(112(12150.35(215 4.6u d p s p s U U K K K K V?+?Y =+=2.7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5%s w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/mi n ,則閉環(huán)系 統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)應(yīng)有多大？解:1(s n s n D N N -?=1/10150

6、02%/98%N n 二？15002%/98%10 3.06/m in N n r ?=?=/=-=-?=cl op n n K2.8某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為 15時,額定負載下電動機的速降為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 圍可以擴大多少倍？解:(12881511=? +=?+=?cl op n K n如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到30,則速降為：(rpm K n n op cl 13.4301/1281/=+=+?=?在同樣靜差率要求下，D可以擴大937.1/2仁?cl cl n n倍2.9 有一 V -M 調(diào)速系統(tǒng)：電動機參數(shù) P

7、 N =2.2kW , U N =220V , I N =12.5A, n N =1500 r/min，電樞電阻R a =1.5 電樞回路電抗器電阻 RL=0.8 Q整流裝置內(nèi)阻 R rec =1.0 Q觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K s =35。要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍D=20,靜差率S<=10%。(2采用轉(zhuǎn)速負反饋組成閉環(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U n *=15V時,1 d =I N ,n=n N ,則轉(zhuǎn)速負反饋系數(shù)該是多少？ (4計算放大器所需的放大倍數(shù)。解:(1(/22012.5 1.5/1500201.25/15000.134m in/N N a e

8、e n U I R C C V r=-?=-N N eop N e n U I R C n I R C r-? 2?S=?=(/1150010%/20*90%8.33/min N N n n s D s r ?=-=?=(所以,min /33.8r n cl =? (2(3(4(K C R I K KUK C R I U K K n e d n e d n s p +-+=+-=1/1/1/ a(/1307.836/8.33135.955op cl K nn =?-=-=(150035.95515/135.95512.5 3.3/0.134135.955? ?=?<+?-?+? r V

9、min/0096.0=? a可以求得*35*0.0096也可以用粗略算法：n U Un na =*,01.0150015*n/p e s K KC K<,2.10在題2.9的轉(zhuǎn)速負反饋系統(tǒng)中增設(shè)電流截止環(huán)節(jié)，要求堵轉(zhuǎn)電流N dbl I I 2 臨界截止電流N dcr I I 2.1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，并計算電流反饋放大系數(shù)。這時電流反饋采樣 電阻和比較電壓各為多少 ？解:(1 A I I N dbl 252=< ,A I I N dcr 152.仁

10、 >s com s com dcr R U R U I /15/=?=(Q=? +=? + 5.1/1525/*s s com s com n dbl R R U R U U I ,V U com 5.225.115=? =(2(/3 1.0 1.50.8/3 1.1,(/31.1,s s R R R R EE =+=Q不符合要求，取需加電流反饋放大器由于需要的檢測電阻值大，說明要求的電流信號值也大。要同時滿足檢測電阻 小和電流信號大的要求，則必須采用放大器，對電流信號進行放大。為此，取1.1s R =則 15 1.116.5com dcr s U I R V =? =?=(3 當 dc

11、r d I I > 時，有(K C I R K K K R K C U K U K K K C RI K C U I R K K K K C U K K n e d s i s pe com i n s p e d e com d s i s p e n s p +-+=+-+-+=1/1/1/1/1/*當n=0時,(*dbl p s n i com p s i s n i com i sI K K U K U R K K K R U K U K R =+(251516.5/1.115/22.513.5 1.36i i i K K K =+?=-=2.11在題2.9的系統(tǒng)中，若主電路電感

12、L=50mH ,系統(tǒng)運動部分的飛輪慣量2GD =1.6Nm ,整流裝置采用三相零式電路，試判斷按題2-9要求設(shè)計的轉(zhuǎn)速負反饋系統(tǒng)能否 穩(wěn)定運行？如要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，允許的最大開環(huán)放大系數(shù)是多少？解：mH L 50=,26.1NmGD=,3.3R 刀=Q ,0.134/e C mrp(2T L R sT G D R C C s T s刀刀=?=(22l m l s s s K T T T T T T ? <+=? +? =+=? ?(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)定運行,K最大為30.52。2.12有一個晶閘-電動機調(diào)速系統(tǒng)，已知：電動機:kW P

13、 N 8.2=,V U N220=,A I N 6.15=,1500=N n r/min ,a R =1.5 整流裝置內(nèi)阻rec R =1 Q電樞回路電抗器電阻 L R =0.8 Q ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)35=s K。 (1系統(tǒng)開環(huán)工作時，試計算調(diào)速范圍30=D時的靜差率s值(2 當 30=D,%10=s時,計算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。(3如組成轉(zhuǎn)速負反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求30=D,%10=s，在VU n10*=時 N d I I =,Nn n =，計算轉(zhuǎn)速負反饋系數(shù)a和放大器放大系數(shù)p K解：(r V C e min/1311.01500/5.16.15220=?-=(1/392.68/3

14、92.685088.7%op N e op n I R C r n s n n?=? =?=+=(2(mi n/56.59.0/550/1.0r n n n =?+?=(3(? =+-+=刀 e s p e d e n s p C K K K K C I R K C U K K n /1/1/* a (? =-=-?=+-+=刀 5.52156.5/48.2971/1/6.151/1500*cl op e e n s p n n K K C R K C U K K 2.13旋轉(zhuǎn)編碼器光柵數(shù)1024倍頻系數(shù)4,高頻時鐘脈沖頻率MHz 1f 0=,旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個數(shù)和高頻時鐘脈沖個數(shù)均采用1

15、6位計數(shù)器,M法測速時間為0.01s ,求轉(zhuǎn)速min /r 1500n =和min /r 150n =時的測速分辨率和誤差率最大值。解：(1M 法:分辨率 min /465.101.0410246060rZT Q c=?=最大誤差率：t=ZT M n 160min /1500r n 二時,10246001.010*仁？=c nZT M min /150r n =時,4.102601=?c nZT M min /1500r 時,%098.0%10010241%1001%1m ax =? =?=M Smin /150r 時,%98.0%1004.1021%1001%1m ax =? =?=M S可

16、見M法適合高速。（2T法：分辨率：min /1500r n 二時,min /17115004102510202r Zn f Znq =? _?=min /150r n 二時,min /55.1150 4102410202r Znf ZnQ =? _?=最大誤差率:2060ZMf n =,Znf M0260=當 min /1500r n =時2=?=當 min /150r n =時,7.9715041024106062=?=Mmin /1500r n =時,%4.11%100177.91%10011%2m ax =?-=?-=MSmin /150r n =時,%1%10017.971%10011

17、%2m ax =?-=?-=可見T法適合低速習(xí)題三3.1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的ASR和ACR均為PI調(diào)節(jié)器，設(shè)系統(tǒng)最大給定電壓*nm U =15V ,N n =1500r/min ,N I =20A ,電流過載倍數(shù)為2,電樞回路總電阻 R =2 Q ,s K =20, e C =0.127Vmin/r ,求:(1當系統(tǒng)穩(wěn)定運行在*n U =5V ,dL I =10A 時,系統(tǒng)的n、n U、*i U、i U和c U各為多少？(2當電動機負載過大而堵轉(zhuǎn)時,*i U和c U各為多少？解:(1/15/15000.01/55,5000.01/150.375/400.375*10 3.750.127*50010

18、*24.17520500,5, 3.75, nm N nnim dmi d i d dL e N dL C sssn i i c U n V rpm V rpmU V UV n rpmV rpmU V V AI AU I V U U E I R C n I RU VK K K n rpm U V U U V U aa=當轉(zhuǎn)速即4.175v(2 堵轉(zhuǎn)時,V I U dm i 15*=B,(040*2420e d d dm c sK K K +=3.2在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器ASR ,ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)：電動機:N P =3.7kW ,N U =220V ,N I =

19、20A ,N n =1000 r/min ,電樞回路總電阻R =1.5 Q,設(shè) cm im nm U U U =* =8V ,電樞回路最大電流dm I =40A，電力電子變換器的放大系數(shù) s K =40。試 求：(1電流反饋系數(shù)B和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a(2當電動機在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時的,0d U c i i U U U ,*值。解:1*880.2/0.008/401000im nm dmNU V U V V A V rpm I An rpm3a =2 040*1.560d dl e N dl U E I R C n I R A V 刀刀=+=+=Q =這時：*8,On n U V U =,ASR處于

20、飽和，輸出最大電流給定值。*8,8,i i U V U V =06040 1.5C d S U U K V =3.3在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器ASR ,ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。當 ASR輸出達到*im U =8V時,主電路電流達到最大電流80A。當負載電流由40A增加到 70A時試問：（1*i U應(yīng)如何變化？（2c U應(yīng)如何變化？（3c U值由哪些條件決定？解：1 *80.1/80im dmU V V A I AB =因此當電流從40A ? 70A時,*U應(yīng)從4V ? 7V變化2 C U要有所增加。3 C U取決于電機速度和負載大小。因為Od dl e N dl U E I RC n

21、 I R 刀刀=+=+(Oe d d c ssC n I R U U K K +=3.5某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型I型系統(tǒng)。已知時間常數(shù)T=0.1s,要求階躍響 應(yīng)超調(diào)量cW 10%(1系統(tǒng)的開環(huán)增益。(2計算過渡過程時間s t和上升時間r t ;(3繪出開環(huán)對數(shù)幅頻特性。如果要求上升時間r t <0.25s,則K二？，c %=解:取0.69,0.6,%9.5%KT Ec =(1 系統(tǒng)開環(huán)增益:0.69/0.69/0.1 6.9(1/K T s = (2 上升時間 3.30.33r t T S =過 度過程時間：660.10.6s n=?=(3如要求 0.25r t s v,查表 3-1

22、 則應(yīng)取 1,0.5KT E = , 2.4 2.4*0.10.24r t T=這時1/10K T =,超調(diào)量=16.3%3.6有一個系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為101.0101(1+=+=s s K s W objT要求設(shè)計一個無靜差系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量(T % 5%按線性系統(tǒng)考慮。試對系統(tǒng)進行動態(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I型系統(tǒng)設(shè)計，選0.5,0.707,3-1% 4.3%KT 二查表，得。選I調(diào)節(jié)器,1(,W s sT =校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為110(,T 0.01(0.011W s s s tT =+這樣,=,K=10/,已選 KT =0.5,則 K

23、 =0.5/T=50,所以10/10/500.K St積分調(diào)節(jié)器：3.7有一個閉環(huán)系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為102.0(101(1+=+=s s Ts s K s W obj，要求校正為典型U型系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量(7 % 30%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,1(1(1(,(1PI PI PI K s K s K W s W s sss Ts TTTT + + =+校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)對照典型U型系統(tǒng),1/,h 83-4PI K K K hTtt 選=查表,%=27.2%,滿足設(shè)計要求。這樣 8*0.020.16hT s t =,1222

24、2181175.78,/175.78*0.16/10 2.8122*8*0.02PI h K K K K h TT += =3.8在一個由三相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，已知電動機的額定數(shù)據(jù)為:60=N P kW , 220=N U V , 308=N I A , 1000=N n r/min ,電動 勢系數(shù)e C =0.196Vmin/r ,主回路總電阻R =0.18 觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)s K =35。電磁時間 常數(shù)I T =0.012s,機電時間常數(shù)m T =0.12s,電流反饋濾波時間常數(shù)i T 0=0.0025s, 轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù)n T 0=0.015

25、s。額定轉(zhuǎn)速時的給定電壓（U n *N =10V,調(diào)節(jié)器 ASR ,ACR 飽和輸出電壓 U im *=8V,U cm =6.5V。系統(tǒng)的靜、動態(tài)指標為：穩(wěn)態(tài)無靜差，調(diào)速范圍D=10,電流超調(diào)量i5空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 n (r< 1Q%試求：(1確定電流反饋系數(shù)B假設(shè)起動電流限制在1.1N I以內(nèi)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) a (2試設(shè)計電流調(diào)節(jié)器ACR,計算其參數(shù)R i,、C i、C Oi。畫出其電路圖，調(diào)節(jié)器輸 入回路電阻R 0=40Q k。(3設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR,計算其參數(shù)R n、C n、C On。(R 0=40k Q計算電 動機帶40%額定負載起動到最低轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量

26、(T n (5計算空載起動到額定 轉(zhuǎn)速的時間。解:(1*/8心.1*8/3390.0236/im dm N U I V I V A V AB =10/10000.01m iV r a =電流調(diào)節(jié)器設(shè)計確定時間常數(shù):0.00333s a T s =0.0025oi b T s =00.00250.003330.00583i i s c T T T s刀=+=+=電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：因為5%i c冋按典型I型系統(tǒng)設(shè)計，選用PI調(diào)節(jié)器,(1(i i AC R i K S W S S-刀刀=選,T電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：10.012,0.5,0.5/85.76i I I i I i T s K T K T

27、 sI i i s K R K K tB?=? o校驗等效條件：185.76ci I K s -=w110111111115.5233ciS cim l cis ia Tb ST T c s:忽略反電勢的T T 3et=>? =<? =>?電力電子裝置傳遞函數(shù)的近似條件 影響的近似條件：電流環(huán)小時間常數(shù)的近似條件：可見滿足近似等效條件，電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)：選040R K =，則：00.224408.96i i R K R K K =?=,取 9K.由此33000/0.012/(910 1.334/40.0025/40100.25i i i i i C R F C T R FTy

28、p?=?=(3速度調(diào)節(jié)器設(shè)計確定時間常數(shù)：a電流環(huán)等效時間常數(shù)1/1 K :因為0.5I i K T E=則1/20.005830.011 i K T sX= 0.015 on T s =速度調(diào)+器結(jié)構(gòu)確定c 1/0.011660.0150.02666n I on T K T s按照無靜差的要求，應(yīng)選用PI調(diào)節(jié)器，(1(n n ASR n K s W s sTT + =,速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：,5,0.1333n n n n hT h hT st 取刀刀2222216(160.02360.1960.12 6.94e m n nh K sh Th C T K h RT -釘 <£

29、+=? +?=?校驗等效條件：11/168.82c n N N nKK s 3 &=?=01185.7640.43330.00583130.015I cniI cnnK a sT K b sT 3 3百=> = = > 電流環(huán)近似條件：轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似：可見滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗（空載Z=0m ax *3080.180.02666%2*(281.2% 0.1211.23%10%n N n bmT C n z C nT c 入"?=?=>查表，應(yīng)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗結(jié)果表明，上述設(shè)計不符合要求。因此需重新設(shè)計。 取小一些的h，選h=3進行設(shè)計。按h

30、=3,速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定如下:0.07998n n hT s =t刀2222K h C T h RT-釘 <£ =+=? =+=?二校驗等效條件:11/312.6560.0799825c n N N n K K s -=sT=1/21/211/21/211/3(/1/3(85.76/0.0058340.431/3(/1/3(85.76/0.01525.2I i cnI on cna K T sb K T s3B-=>=>可見滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗：272.2% 1.1(3080.18/0.1961000(0.02666/0.129.97%10%n ?=&

31、lt;轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗結(jié)果表明，上述設(shè)計符合要求。速度調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)：選 040R K =,則 07.640304n n R K R K =?=?=,取 310K 。 330/0.07998/310100.2584/40.015/4010 1.5n n n on on C R F C T R FTyp?=?=-?(?=4 40%額定負載起動到最低轉(zhuǎn)速時%272.2%(1.10.4(3080.18/0.196100(0.02666/0.1263.5%n ?5空載起動到額定轉(zhuǎn)速的時間是:(書上無此公式僅考慮起動過程的第二階段。222(,(375375375m dm dL dm dL e L dm d

32、L e mm eG D dndn C I I R I I R T T I I G DG D R dtdtC T C C C -=-=二根據(jù)電機運動方程：所以:*0.196*0.12*10000.385(1.1*3080*0.18 e m dm dL C T nt sI I R3.10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。已知電動機參數(shù)為:P N =500kW ,U N =750V ,I N =760A ,n N =375 r/min ,電動勢系數(shù) C e=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.觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的 放大倍數(shù)K s =75,

33、電磁時間常數(shù)I T =0.031s,機電時間常數(shù)mT =0.112s,電流反饋濾波時間常數(shù)i T 0=0.002s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù)n T 0=0.02s。設(shè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓 U nm *=U im *= U nm =10V,調(diào)節(jié) 器輸入電阻R 0=40k 設(shè)計指標:穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i5%載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n cw 10%電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計，并取參數(shù) KT=0.5。 (1選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并計算其參數(shù)。(2計算電流環(huán)的截止頻率ci和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率cn g并考慮它們是否合理？解:(1100.00877/1.5*760100.0267m in /375im

34、dm nmNn Ba =電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計如下：確定時間常數(shù)：0.001760.0020.00367S oi i a T sb T sc T s刀=電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：因為c % 5%可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計，選用PI調(diào)節(jié)器,WACR (s=K i ( t i s+1/, TT/TS刀 i =0.031/0.00367=8.25<10電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：t i =T l =0.031s , K I T 刀 i = 0.5, K I = 0.5/T-1 刀 i =136.24 sB =校驗等效條件：3 ci =K I =136.24 s-111/21/211/21/21/31/30

35、.00167199.6(1/50.91/3(1/182.39s ci m l ci s oi cia T sb T T sc T T s3 3 -=? =>=? =< = ?=>可見滿足近似等效條件。電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)：選R 0=40K ,則00.8994035.96i i R K R =? =?=取 36K33000/0.031/36100.864/40.002/401002 i i i i C T R F C T R f 口 ？=?=速度調(diào)節(jié)器設(shè)計確定時間常數(shù)：a電流環(huán)等效時間常數(shù)1/K I :因為K I T 刀i = 0則1/K I =2T =2*0.00367=0.00

36、734s b bT on =0.02sc cT 刀 n =1/K I +T on =0.00734+0.02=0.02734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,W ASR (s=K n ( t n s+1/速度調(diào)節(jié)器參 數(shù)確定：速 n =hT !選 h=5,則速 n =hT 刀 n =0.1367s,K N =(h+1/(2h 2T 2 刀 n =65*2027342=160.54 s -2K n =(h+1 B C e T m /(2h a RT 刀 n = 6*0.00877*1.82*0.112/2*5*0.0267*0.14*0.02734=10.5 校驗等效條件：

37、w cn =K N/ w 仁K N t n =160.54*0.1367 =21.942 sa 1/3(K I /T 刀 i 1/2=1/3(136.24/0.003671/2=64.22s -1>w cn b 1/3(K I /T on 1/2=1/3(136.24/0.021/2=27.51s -1>w cn可見滿足近似等效條件。速度調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)：選R 0=40K ,則R n =K n *R 0=10.5*40=420K由此 C n = t n /R n =0.1367/420*103=0.325 取(0J33 卩 F C 0n =4T 0n /R 0=4*0.02/40*10

38、3=2 卩電流環(huán)的截止頻率是：w ci =K I =136.24 s1速度環(huán)的截止頻率是：w cn =21.946-2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，在保證每個環(huán)都 穩(wěn)定的情況下，再求系統(tǒng)的快速性，充分體現(xiàn)了多環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計特點。3.11在一個轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán) V -M系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR，電流調(diào)節(jié)器ACR 均采用PI調(diào)節(jié)器。(1在此系統(tǒng)中，當轉(zhuǎn)速給定信號最大值 U nm *=15V時,n=n N =1500 r/min;電流 給定信號最大值U im *=10V時,允許最大電流I dm =30A,電樞回路總電阻R=2Q晶閘管裝置的放大倍 數(shù)K s =30 ,電動機

39、額定電流I N =20A ,電動勢系數(shù)C e =0.128V min/r?，F(xiàn)系統(tǒng)在U n *=5V ,I dl =20A時穩(wěn)定運行。求此時的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n=? ACR的輸出電壓U c =?(2當系統(tǒng)在上述情況下運行時，電動機突然失磁(=0系統(tǒng)將會發(fā)生什么現(xiàn)象？ 試分析并說明之。若系統(tǒng)能夠穩(wěn)定下來，則穩(wěn)定后n=? U n =? U i *=? U i =? I d =? U c =?(3該系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)按典型U型系統(tǒng)設(shè)計，且按M rmin準則選擇參數(shù)，取中頻寬 h=5,已知轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)T刀n =0.05s求轉(zhuǎn)速環(huán)在跟隨給定作用下的開環(huán)傳遞函 數(shù),并計算出放大系數(shù)及各時間常數(shù)。(4該系統(tǒng)由空載(dL I =0突加額定負載時，電流d I和轉(zhuǎn)速n的動態(tài)過程波形是 怎樣的？已知機電時間常數(shù)m T =0.05s計算其最大動態(tài)速降 max n ?和恢復(fù)時間vt。1a = U* nm /n N =15/1500=0.01 Vmi n/rB