江南大學(xué)運動控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱版本

1、運動控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱課程學(xué)習(xí)還沒有結(jié)束， 老師也沒有透露任何考試的消息， 本復(fù)習(xí)提綱是本人根據(jù)以前考 試的內(nèi)容整理。考研的同學(xué)都在努力復(fù)習(xí)，其他同學(xué)也在復(fù)習(xí)Dota和CF,希望此提綱可以幫助大家順利通過期末考試。 也預(yù)祝大家一個月后考試順利， 半年后畢業(yè)順利， 畢業(yè)后早日 結(jié)婚，結(jié)婚后早生貴子。本次運動控制復(fù)習(xí)，需掌握 20個概念， 20 條理論， 4 類題型。以往的考試題型是 20 分名詞解釋， 10分填空， 20 分選擇， 20 分簡答， 30分計算。但今年的考試題型到目前為止 還沒定，沈老師和潘老師也沒有透露。20 個概念和 20 條理論本人要敲出來的話太費時間，只給出概念，具體內(nèi)容大家

2、自己去書上找。4個題型我給出具體例題和詳細(xì)答案，請務(wù)必看懂（看不懂的，強行記住。PS:記住計算步驟，不要記數(shù)字）20 個概念:1.運動控制2.調(diào)速3.穩(wěn)速4.加速、減速5.調(diào)速范圍6.靜差率7.閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性8.離散化、數(shù)字化9.上升時間10.超調(diào)量11.環(huán)流12.直流平均環(huán)流13.交直交變頻器14.直接變頻器15.SPWM 波的特點16.電壓源變頻器17.電流源變頻器18.120°導(dǎo)通型19.180°導(dǎo)通型20.VC系統(tǒng)20 條理論:1. 直流電動機調(diào)速方法與特點2. 常用可控直流電源（三種）3. V-M 系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點4. 調(diào)速系統(tǒng)的控制要求5. 閉環(huán)系統(tǒng)靜特

3、性與開環(huán)機械特性相比的優(yōu)越性6. 反饋控制規(guī)律7. 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)分析8. 積分控制規(guī)律9. 比例積分的控制規(guī)律10. 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性及穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算11. 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程的三個階段及過程中ACR和ASR的狀態(tài)分析12. 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程的三個特點分析13. 可逆V-M系統(tǒng)環(huán)流問題(包括環(huán)流的定義，產(chǎn)生的原因及抑制措施)14. SPWM控制技術(shù)的分類(單級與雙極控制的定義)15. 變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM、SPWM)16. SVPWM控制技術(shù)17. 轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律18. 異步電機動態(tài)數(shù)學(xué)模型及性質(zhì)19. 不同電動機模型等效的原則及2/3、32

4、變換20. 矢量控制的原理，直接轉(zhuǎn)矩控制的原理4類題型：4類題型的分布很簡單：第一章：閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)與穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計算 第二章：ACR和ASR的相關(guān)計算典I型系統(tǒng)和典II型系統(tǒng)的校正第六章：2/3、32變換往年的考試有3個計算，第一章和第六章的必考，第二章的兩種題型分別在期末考試 卷和補考卷中出現(xiàn)，所以無論想?yún)⒓悠谀┛荚囘€是想?yún)⒓友a考的，都需要將4種題型全部掌握。第一類題型：閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)與穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計算課本例題 1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6，特別注意 1-3 和 1-6課后習(xí)題請注意1-1、1-4、1-8、1-9、1-10、1-14、1-17，在此給出這幾個題的答案1-

5、1為什么PWM 電動機系統(tǒng)比晶閘管 一電動機系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？ 答：PWM 電動機系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：(1) 主電路線路簡單，需用的功率器件少。(2) 開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較小。(3) 低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1： 10000左右。(4) 若與快速響應(yīng)的電動機配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強。(5) 功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時，開關(guān)損耗也不大， 因而裝置效率較高。(6) 直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。1 -4 械 調(diào)速系統(tǒng).測得的址高轉(zhuǎn)速特怦為力曲二I岡山山血*就

6、低轉(zhuǎn)速持忡対 = l50r min .帶?；仑?fù)嶽時的速度降=15r 'miiu B在不同轉(zhuǎn)速下離定速降E “亍試問條統(tǒng)港噓達(dá)到的凋速范圍利等大?系筑允許的靜驚罕是多少?解痰統(tǒng)陡弗達(dá)到的訓(xùn)速范壓為%150-15系統(tǒng)允許的郵差率$=xlOOo上蘭一K100%-10°JDAiik1500 + 11x1518 轉(zhuǎn)速單閉壞調(diào)速系統(tǒng)有那些特點？改變給定電爪能否改變電動機的轉(zhuǎn)速？為什么？ 如采給定電壓不變，調(diào)節(jié)測速反饋電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果 測速發(fā)電機的勵磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種十?dāng)_的能力？答：（1）轉(zhuǎn)速單閉壞調(diào)速系統(tǒng)有以卜三個基本恃征 只用比例放大器的反饋控制系

7、統(tǒng)，其被被調(diào)嚴(yán)仍是有靜差的. 反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動，服從給定。擾動性能是反饋控制系統(tǒng)故突出的特 征之一。 系統(tǒng)的粘度依賴于給定和反饋檢測的粘度。（2）改變給定電壓會改變電動機的轉(zhuǎn)速，岡為反饋控制系統(tǒng)完全服從給定作用。（3）如果給運電斥不變.調(diào)廿測速反饋電圧的分壓比或測速發(fā)電機的勵磁發(fā)牛了變化. 它不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會增大被調(diào)量的誤葢。反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只足 被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動。19在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電斥、負(fù)載;轉(zhuǎn)矩、電動機勵磁電流、電機電陰、測 速發(fā)電機勵磁各呈發(fā)生變化時，都會引起轉(zhuǎn)速的變化，問系統(tǒng)對上述各呈仃無訓(xùn)if能力？為 什么？答：當(dāng)電

8、網(wǎng)電斥發(fā)生變化時，系統(tǒng)對英仃調(diào)節(jié)能力。因為電網(wǎng)電床是系統(tǒng)的給定反饋捽制系 統(tǒng)完全服從給定。負(fù)載轉(zhuǎn)爐、電動機勵磁電流、電機電阻變化時系統(tǒng)農(nóng)Jt仃調(diào)節(jié)能力。因為他們的變化星 終會影響到轉(zhuǎn)速，都會被測速裝西檢測出來。再通過反蝕控制作用，減小它們對穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的測速發(fā)電機勵磁各量發(fā)生變化時，它不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會增大彼調(diào)量 的誤燥。反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包I科的前向通道上的擾動。110有 VM調(diào)速系統(tǒng)。電動機參數(shù)為：Pn二2.2好匚二220幾 乙二12,4, g= 1500廠/mill,電樞電阻仏= 1.20，整流裝譽內(nèi)觸發(fā)格流環(huán)節(jié)的放人倍數(shù)=35。耍求系統(tǒng)滿足調(diào)速范K D -2

9、0.靜茶 flOS：（1）計篦開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降A(chǔ)p和調(diào)速嚶求所允許的閉壞靜態(tài)速降E（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)tgffle（3）調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng)r； =15r時，Id = INn二n-則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)。應(yīng)該是多少？（4）計算放大器所需的放大借數(shù).G = 'If = 220-12、1.2 = °367卩 min r解:（1）先計算電動機的電動勢系數(shù)nN1500則丿壞糸數(shù)額趙迷降為t 1VR 12.5x（1.2+1.5）,-An =一=246.9r / min09 C0. 1367額定負(fù)載時的穩(wěn)態(tài)速降應(yīng)為、nNs 一 1500x0. 1?！?/p>

10、 丿An. = <= 8.33r/nmiD l-s) 20x( 1-0. 1)(2)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)柜圖如卜所示轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)的原理圖(3) 當(dāng)匕157時，4 = n=ns ,則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)&應(yīng)該是U；U：1511“n 1500= 0.01(4) 閉壞系統(tǒng)的廿環(huán)放大系數(shù)應(yīng)為246.98.33-1 = 2&64運算放人器所需的放人倍數(shù)28,640.01x35/0.1367= 11.191-14有一個 VM 系統(tǒng)，已知：電動機：Py =UN = 22OK, /V=15,6J,n5 =1500r；iniiu =1 5Of整流裝置內(nèi)阻山=4 他發(fā)整流環(huán)節(jié)的放人借數(shù) K嚴(yán)3仏(1)

11、 系統(tǒng)開環(huán)丄作時，試計算調(diào)速范圍D=30時的靜雄率$伯。(2) 當(dāng)D=麹，滬11)%,訃算系統(tǒng)允許的諾態(tài)速降。<3) 如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋冇靜差調(diào)速農(nóng)統(tǒng).要求D 30, .s = 10°o,在U： -10F吋.4 = 7vr n=nN,計算轉(zhuǎn)速負(fù)反憒系數(shù)和放大器放大系數(shù)X”解：<1)系統(tǒng)開環(huán)匸作時,1500C = 5 -皿=mi'C = (M310Mill r則開環(huán)系數(shù)額定速降為M.15J鳴£皿皿0, 131130 八97 5x00%= -xl00% = 85.6%+ PAnv】500 + 30x 297.51500x0,1C2)當(dāng)D=30, s=lO%t系

12、統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降=-_ = 5.56r / iiin D< 1-s)30x( 1-0. 1)(s)2 ui - ior 時 T I屮n-ny .則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系敖m應(yīng)該是&KJC. 0.007x35心311二3山6-三上一竺一 0伽rt1 ?00閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放丸條數(shù)應(yīng)為77氣-一1 = ?215.56述算放人器所需的膠人借數(shù)52.51第二類題型：ACR和ASR的相關(guān)計算課后習(xí)題2-7、2-82-7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：Pn 3.7KW ;U n 220V , n” 1000r/mi n 電樞回路總電阻 R=1.

13、5 ，設(shè) U ；m U： U 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)Ks40。試求:(1) 電流反饋系數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)(2)當(dāng)電動機在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時的Udo、Ui、Ui、Uc值。解：(1)電流反饋系數(shù)UimI dm8400.2V/A轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)U nm0.008V1000mi n/r(2) UiI dm0.240 8VUiUim8V(負(fù)反饋)由于堵轉(zhuǎn)電流UdoUcCe n IdR IdmR 40 1.5 仏 60 1.5VKs4060V2-8在轉(zhuǎn)速、電流比閉環(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(dāng) ASR輸出達(dá)到U鳥 8V時,主電路電流達(dá)到最大電流8

14、0A。當(dāng)負(fù)載電流由40A增加到70A時，試問：(1) U i*應(yīng)如何變化？(2) Uc應(yīng)如何變化？(3) Uc值由哪些條件決定？解：(1) Ui應(yīng)增加。因為當(dāng)負(fù)載電流由 40A增加到70A時Uj增加，Ui是確定的。iI dm800.1V/A*UiId 0.1404V*UiId 0.1707VI d由40A增加到70A時，U i由4V增加到7V(2) Uc略有增加。因為Uc KsCen Rid ； Id的增加使Udo增加，使得Uc增加(3) Uc 由 n和 Id 決定。Uc Ud0/KsCenRidKs第三類題型：典I型系統(tǒng)和典II型系統(tǒng)的校正課后習(xí)題2-11、2-12、2-132-11有一個系

15、統(tǒng),其控制對象的傳遞函數(shù)為入下系統(tǒng)超調(diào)量5% (按線性系統(tǒng)考慮)解：校正成典型I型系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為Krs 1。試對該系統(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)。KWpi(s)-校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：Wj10,要設(shè)計一個無靜差系統(tǒng)，在階躍輸0.01s 1W(s) Wpi(sWj(s)KKs( s 1)取 K KiK15%查表得：KT0.5; K竺500.010.01s KiK 50一 一 5K11050W(s)s(0.01s 1)2-12有一個閉環(huán)系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為 Wobj(s)K1 s(Ts10典型型系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量30% (按線性系統(tǒng)考慮)解:30%選

16、用PI型調(diào)節(jié)器WpiKpi( 1S 1)系統(tǒng)開環(huán)傳函為WpiWobjKpi(1S 1)10s(0.02s1)h=7hT0.020.14K2h2T21)要求校正為s(0.02s1)，要求校。決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。2 49 0.022204.1K 10KL；Kpi K11/102.862-13調(diào)節(jié)對象的傳遞函數(shù)為18Wobj(s)(0.25s 1)(0.005s 1)，要求用調(diào)節(jié)器分別將其校正為典型型和型系統(tǒng)，求調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。解：校正成典型 型系統(tǒng)選擇PI調(diào)節(jié)器:Wpi (s)Kpi( 1s °校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為:1sW(s) Wpi(s)W°bj(s)Kpi (1s 1)181s(0.25s 1)(0.005s 1)0.25 KKpi 18/W(s)s(0.005s 1)100s(0.005s 1)4.3%KT0.5K=100ts 6T10.03Kpi(2)校正成典K 110018 18型系統(tǒng)，選擇竺