河南工業(yè)大學運動控制復習題

1、1 .直流拖動控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)直流電動機轉速的方法可以有調(diào)節(jié)電樞電壓、改變電樞回路電阻和減弱勵磁磁通等三種方法。2 .異步電動機在基頻以下有恒定子磁通、恒氣隙磁通和恒轉子磁通等三種電壓頻率協(xié)調(diào)控制方式。3 .在直流調(diào)速系統(tǒng)數(shù)字控制中，采用旋轉式光電編碼盤的數(shù)字測速方法有立法、工法和 M 和法等三種。4 .異步電動機的動態(tài)數(shù)學模型時一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)。5 .在 V-M 系統(tǒng)中，由于電流波形的脈動，可能出現(xiàn)電流的連續(xù)和斷續(xù)，抑制電流脈動的措施主要是增加電路相數(shù)或采用多重化技術和設置電感量足夠大的平波電抗器。6 .雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程分為電流上升、恒流升速和轉速調(diào)節(jié)等三個階

2、段。7 .從整體結構上看，電力電子變壓變頻器可分為交-交變頻器和交-直-交變頻器兩大類。8 .在直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，外環(huán)是轉速調(diào)節(jié)器，內(nèi)環(huán)是電流調(diào)節(jié)器。9 在直流調(diào)速控制系統(tǒng)中，光電式旋轉編碼器分絕對式和增量式兩種。10 在直流拖動控制系統(tǒng)中，從生產(chǎn)機械要求控制的物理量來看，電力拖動自動控制系統(tǒng)有調(diào)速系統(tǒng)、位置隨動系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）、張力控制系統(tǒng)和多電機同步控制系統(tǒng)等多種類型，各種系統(tǒng)是通過控制轉速實現(xiàn)的，調(diào)速系統(tǒng)是最基本的電力拖動控制系統(tǒng)。11 直流無環(huán)流可逆系統(tǒng)有兩大類：邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)和錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)12 在正弦波脈寬調(diào)制（SPWM 技術中，采用數(shù)字控制的算法，SPWMk 成波形軟

3、件方法有自然采樣法、規(guī)則采樣法和指定次數(shù)諧波消除法等三種。13 諧波和無功功率造成電力公害，在這種情況下必須添置無功補償裝置和諧波濾波裝a。14 在坐標變換中，不同電動機模型等效的原則是：在不同坐標下所產(chǎn)生的磁動勢完全一致15 直流調(diào)速系統(tǒng)的可控直流電源有旋轉交流機組，靜止式可控整流器、直流斬波器與脈寬調(diào)制變換器16 直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標是調(diào)速范圍和靜差率17 在交直交變壓變頻器中，按照中間直流環(huán)節(jié)直流電源性質(zhì)的不同，逆變器可以分為電壓源型和電流源型逆變器18 在間接計算轉子磁鏈模型中，由于主要實測信號的不同，又分電壓模型和電流模型，其中前者模型適用于中、高速范圍19 伺服系統(tǒng)由伺服電動

4、機、功率驅動器、控制器和傳感器四大部分組成PS:1 電壓模型更適合中高速，電流模型適合低速2 增量式 PI 算法只需輸出限幅，而位置式同時設積分限幅和輸出限幅。3 異步電動機的動態(tài)模型：磁鏈方程，電壓方程，轉矩方程，運動方程4 根據(jù)轉差率判斷系統(tǒng)效率高低：消耗性最低，饋送型較高，不變型最高對于交流電動機來說，應該保證正弦波的是電流穩(wěn)態(tài)時在繞組中通入三相平衡的正弦電流才能使合成的電磁轉矩為恒定值，不產(chǎn)生脈動，最終目的實在電動機空間產(chǎn)生圓形旋轉磁場，從而產(chǎn)生恒定的電磁轉矩1 .微機數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點是離散化和數(shù)字化。V2 .在實際直流調(diào)速系統(tǒng)中，很少單獨使用電流正反饋的補償控制，只是在電壓（或

5、轉速）負反饋系統(tǒng)的基礎上，加上電流正反饋補償，作為減小靜差的補充措施。V3 .采用比例積分調(diào)節(jié)器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是有靜差調(diào)速系統(tǒng)。x4 .一般來說，調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能指標以抗擾性能為主，而隨動系統(tǒng)的動態(tài)性指標以跟隨性能為主。V5 .諧波和無功功率造成的“電力公害”是晶閘管可控整流裝置的進一步普及的障礙；在“電力公害”的情況下，必須設置無功補償和諧波濾波裝置。V6 在交流調(diào)速中，在基頻以上，屬于恒轉矩調(diào)速的性質(zhì)，在基頻以下，屬于恒功率調(diào)速x7 交流電動機需要輸入三相正弦電流的最終目的是在電動機空間形成圓形旋轉磁場，從而產(chǎn)生恒定的電磁轉矩。V8 .在 SVPW 臟制算法中，不同開關狀態(tài)的順序必須遵循

6、的原則是：每次切換開關狀態(tài)時，只切換一個功率開關器件，以滿足最小開關損耗。V9 .反饋控制系統(tǒng)有有效的抑止一切被反饋環(huán)包圍的通道上的擾動作用，但完全服從給定作用。x10 .口=P 的配合控制，可以消除瞬時脈動態(tài)環(huán)流x11 一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在額定轉速時能滿足所需的靜差率的可調(diào)范圍。X12 .Ct=P 的配合控制，可以消除靜態(tài)環(huán)流。X13 恒%）控制通常是對恒壓頻比控制實行電壓補償?shù)臉藴?，可以在穩(wěn)態(tài)時達到 6m=恒值，從而改善了低速性能，但機械特性還是非線性的，產(chǎn)生轉矩的能力仍受到限制。V14 數(shù)字 PI 調(diào)節(jié)器增量式算法必須同時設置積分限幅和輸出限幅，缺一不可。X15 在交流調(diào)速中，

7、在基頻以上，磁通恒定時轉矩也恒定，屬于“恒轉矩調(diào)速”的性質(zhì)。X16 異步電動機在兩相以任意轉速旋轉的dq坐標系上的數(shù)學模型比 ABC 坐標系上的數(shù)學模型簡單，階次降低了，但其非線性、強耦合、多變量的性質(zhì)并未改變。V17 異步電動機降壓調(diào)速、轉子回路串電阻和變極對數(shù)調(diào)速都屬于轉差功率消耗型的調(diào)速系統(tǒng)X18 數(shù)字 PI 調(diào)節(jié)器有絕對式和增量式兩種算法x19 對于交流電動機實際需要保證的是正弦交流電壓， 只有在交流電動機繞組中通入三相平衡的正弦電壓才能使合成的電磁轉矩為恒定值，不含脈動分量x20 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計按照從內(nèi)向外設計的原則，先設計轉速換，再設計電流環(huán)X21 一般的通用變頻器控制系統(tǒng)

8、是根據(jù)電動機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型，采用轉速開環(huán)電壓頻率協(xié)調(diào)控制的方案 V22 直接轉矩控制選擇定子磁鏈作為被控量，計算磁鏈的模型可以不受轉自參數(shù)變化的影響，提高系統(tǒng)的魯棒性 V23 同步電動機的變頻調(diào)速的方法有兩種：用獨立的變壓變頻裝置給同步電機供電的稱作自控變頻調(diào)速系統(tǒng)；根據(jù)轉子位置直接控制變壓變頻裝置的稱作他控變頻系統(tǒng)x1 .簡述正弦波脈寬調(diào)制（SPWM 的調(diào)制方法。以頻率與期望的輸出電壓波相同的正弦波作為調(diào)制波，以頻率比期望波高得多的等腰三角波作為載波，當調(diào)制波與載波相交時，由他們的交點確定確定逆變器開關器件的通斷時刻，從而獲得幅值相等，寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖序列，這種調(diào)制方法叫做正弦波脈寬

9、調(diào)制（SPWM的調(diào)制。2 試述直流調(diào)速中開環(huán)機械特性與閉環(huán)靜特性的關系。a.閉環(huán)系統(tǒng)的特性可以比開環(huán)系統(tǒng)機械特性硬的多 b.閉環(huán)系統(tǒng)的的經(jīng)靜差率要比開環(huán)系統(tǒng)小得多 c.如果所要求的靜差率一定，閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍。3 試說出矢量控制系統(tǒng)的基本思路。通過坐標變換，在按轉子磁鏈定向同步旋轉正交坐標系中，得到等效的直流電動機模型。仿照直流電動機的控制方法控制電磁轉矩與磁鏈，然后將轉子磁鏈定向坐標系中的控制量反變換得到三相坐標系的對應量，以實施控制。4 在交流調(diào)速系統(tǒng)中，試述轉差頻率控制規(guī)律。（1）在湘 W 因 m 的范圍內(nèi)，轉矩德基本上與儂成正比，條件是氣隙磁通不變.（2） 在不同的定子電流

10、值時， 按上圖的函數(shù)關系 U 科二,A） 控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通m 恒定。5 在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉速調(diào)節(jié)器有什么作用。還有電流調(diào)節(jié)器起的作用轉速調(diào)節(jié)器：1.轉速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導調(diào)節(jié)器，它使轉速 n 很快的跟隨給定電壓 u的變化穩(wěn)態(tài)時可減小轉速誤差，如果采用 pi 調(diào)節(jié)器，則可實現(xiàn)無靜差。2.對負載變化起抗擾作用。3.其輸出限幅值決定電動機允許的最大電流。電流調(diào)節(jié)器：（1）對電壓波動起及時抗擾作用（2）起動時保證獲得允許的最大電流（3）在快速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其給定電壓變化。（4）當電機過載甚至堵轉時，限制電樞電流的最大值，從而起到快速的安全保護作用6 在橋式可逆直流脈

11、寬調(diào)速系統(tǒng)中，什么是泵升電壓？并說出該電路中電容 C 的作用。當脈寬調(diào)速系統(tǒng)電動機停車或者減速時，貯存在電動機和負載的動能將變成電能，通過 PWM變換器回饋給直流電源，但一般的直流電源由不可控的整流器供電，不可能回饋電能，只好對濾波電容充電而使電壓升高，稱作泵升電壓。電容：濾波；制動時吸收動能。7 在轉速負反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當電網(wǎng)電壓、負載轉矩、測速發(fā)電機勵磁、電樞電阻和電動機電磁電流等各量發(fā)生變化時，都會引起轉速的變化，問系統(tǒng)對上述各量有無調(diào)節(jié)能力？為什么？答：對電網(wǎng)電壓、負載轉矩、電動機勵磁電流、電樞電阻有調(diào)節(jié)作用，對測速發(fā)電機勵磁無調(diào)節(jié)作用；因為電網(wǎng)電壓、負載轉矩、電動機勵磁電流、電樞電阻

12、被包含在反饋環(huán)的前向通道上，而測速發(fā)電機勵磁沒有被包含在反饋環(huán)的前向通道上。PS:1:異步電動機變壓變頻調(diào)速的控制特性在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉矩也恒定，屬于“恒轉矩調(diào)速”方式；在基頻以上，轉速升高時磁通減小，允許輸出轉矩也隨之降低，輸出功率基本不變，屬于“近似的恒功率調(diào)速”方式2 :SVPWMI 點1 .逆變器共有八個基本輸出矢量，有六個有效工作矢量和兩個零矢量，在一個旋轉周期內(nèi)，每個有效工作矢量只作用一次的方式只能生成正六邊形的旋轉磁鏈，諧波分量大，將導致轉矩脈動2 .用相鄰的兩個有效工作矢量，可合成任意的期望輸出電壓矢量，使磁鏈軌跡接近于圓。開關周期 T0 越小，旋轉磁場越接近

13、于圓，但功率器件的開關頻率越高3 .利用電壓空間矢量直接生成三相 PW 眼，計算方便4 .與一般的 SPWM 目比較，SPWMI 制方式的輸出電壓最多可提高 15%14、簡述 SVPW 腋術。SVPWM 勺主要思想是以三相對稱正弦波電壓供電時三相對稱電動機定子理想磁鏈圓為參考標準，以三相逆變器不同開關模式作適當?shù)那袚Q，從而形成 PW 眼，以所形成的實際磁鏈矢量來追蹤其準確磁鏈圓。傳統(tǒng)的 SPWIW 法從電源的角度出發(fā)，以生成一個可調(diào)頻調(diào)壓的正弦波電源，而 SVPWM法將逆變系統(tǒng)和異步電機看作一個整體來考慮，模型比較簡單，也便于微處理器的實時控制8試寫出二靜止坐標aP和兩相旋轉坐標系dq之間的變

14、換矩陣。靜止到旋轉cossinC2s/2rii-sincos旋轉到靜止cossinC2r/2ssincos9 試推導出三相靜止坐標A、C 和兩相靜止坐標解：圖中給出了三相定子繞組AB、C和兩相定子繞組3之間的變換矩陣。a、3兩個坐標系，其中取A軸和a 軸重合。設三相繞組每相有效匝數(shù)為N3,兩相繞組每相有效匝數(shù)為助，設磁動勢波形是正弦分布的，當三相總磁動勢與二相總磁動勢相等時,投影都應相等，因此兩套繞組瞬時磁動勢在 a、3 軸上的N2ia=N3iAN3iBcos600-N3iCcos60*=N3(iA1；2B2-N2is=N3iBsin60N3iCsin602P3B3C.3N3(iB-C)得“N

15、LiPJN2、32.3A!、N3iB120N2iDdN3iAAAN2iQ2.某直流電機的額定電樞電流IN=136A,允許的過流倍數(shù)入=1.5,額定轉速nN=1460r/min,計算機內(nèi)部定點數(shù)占一個字的位置（16 位），試確定電樞電流和轉速的存儲系數(shù)。（電流、轉速需保留 0.3 的余量）解：定點數(shù)長度為 1 個字（16 位），但最高位須用作符號位，只有 15 位可表示量值，故最大存儲彳tDmJX=2151。（1 分）電樞電流最大允許值為 1.5IN,考慮到調(diào)節(jié)過程中瞬時值可能超過此值，故取Imax=1.8IN。215-132768因此，電樞電流存儲系數(shù)為KR=3=133.86A（2分）1.81

16、N1.8136A額定轉速回=1460r/min,取nmax=1.3nN,則轉速存儲系數(shù)為1.215-132768K=17.264min/r（2 分）1.3nN1.31460r/min對上述結果取整得Kp=133,Ka=17（1 分）201 .有一個調(diào)速系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為Wobj（s）=20,（0.005s1）（0.5s1）要求用調(diào)節(jié)器分別將其校正為典型I型系統(tǒng)，超調(diào)量仃E5%,求調(diào)節(jié)器的結構與參數(shù)。（6分）K解：典型I型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為W（s）=K，由控制對象的傳遞函數(shù)可以看出s（Ts1）Ti=0.005s,T2=0.5s,得到T2TI,由控制對象的傳遞函數(shù)的傳遞函數(shù)和典型I型系統(tǒng)的

17、傳遞函數(shù)比較，調(diào)節(jié)器應該包含一個積分環(huán)節(jié)，并含有一個比例微分環(huán)節(jié)對消掉大慣性環(huán)1KDi（s1）節(jié)，（1 分）所以選用 PI 調(diào)節(jié)器，PI 調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為WDi（s）=（10.5s1s分），則 T=T2=0.5,T=0.005,K=20Kpi八（2分）；由超調(diào)量仃5%,查表得出KT=0.5,K10005、即得三相/二兩變換矩陣C3/2111-2-20v3322則K=100,3=0.5=2.5（2分）p2020調(diào)節(jié)器分別將其校正成典型 I 型和 n 系統(tǒng)，超調(diào)量仃w5%,求調(diào)節(jié)器的結構與參數(shù)。(1)校正成典型 I 型系統(tǒng)：選擇調(diào)節(jié)器為 PI 調(diào)節(jié)器，Wpi(s)=Kpi(s+1)/Ts;令。=

18、0.25,則校正之后的新系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 W(s)=18Kpi/Ts(0.005s+1);WI(s)=K/s(Ts+1),令 KT=0.5,則，18Kpi/TX0.005=0.5，代入=0.25,得：Kpi=1.4。(2)校正成典型 II 型系統(tǒng)：傳遞函數(shù)近似處理：Wobj(s)=18/(0.25s+1)(0.005s+1)=18/0.25s(0.005s+1);選擇調(diào)節(jié)器為 PI 調(diào)節(jié)器，Wpi(s)=Kpi(rs+1)/。s;校正之后的新系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 Ws)=18Kpi(rs+1)/0.25Ts2(0.005s+1);Wn(s)=K(s+1)/s2(Ts+1),令 h=5,h=T/T=

19、T/0.005=5,貝 UT=0.025;K=(h+1)/2h2T2=18Kpi/0.25T,代入T,T,h,得：Kpi=1.67。1 .用線性集成電路運算放大器作為電壓放大器的轉速負反饋閉環(huán)控制有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)，主電路是由晶閘管可控整流器供電的 V-M 系統(tǒng)，已知數(shù)據(jù)如下：電動機的額定數(shù)據(jù)為：10KVV220V,55A,1000r/min,電樞電阻 R=0.5;轉速反饋系數(shù)為 a=0.01158Vmin/r,晶閘管整流裝置的電壓放大系數(shù)Ks=44,V-M 系統(tǒng)電樞回路總電阻R=1.0;直流穩(wěn)壓電源15V。如生產(chǎn)機械要求轉速范圍 D=10,靜差率 s5%試求出：(1)轉速負反饋閉環(huán)有靜差直流

20、調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖(2)額定負載穩(wěn)態(tài)速降色nclClCe=220-55*0.5/1000=0.19252)ncl=nNS=5.3D(1-S)2.有一個調(diào)速系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為Wobj(s)=18(0.005s-1)(0.25s1)要求用1)npIdnRCe55*10.1925=285.7(3)求出閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)(4)試求計算運算放大器的放大系數(shù)0op3）K藝-1=534）kp=20.4ks二5）有一 V-M 調(diào)速系統(tǒng)，電動機參數(shù)為Pnom=2.5KW,Unom=220V,I=15A,%om=1500r/min,Ra=2Q,整流裝置內(nèi)阻Rrec=1C,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數(shù)Ks

21、=30,要求調(diào)速范圍D=20,靜差率s10%,a=0.02Vmin/r。（12 分）試：1）計算開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和閉環(huán)調(diào)速所要求的穩(wěn)態(tài)速降。2）采用轉速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)試畫出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖。3）計算所需的放大器放大系數(shù)。4）如果改用電壓負反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，能否達到所提出的調(diào)速要求？若系統(tǒng)開環(huán)的放大系數(shù)K不變，i求在 D=30 時的靜差率。U-I.R220-152解：1）Ce=Ud1d0=220152Vmin/r=0.127Vmin/r（1 分）nN1500開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降n0o=IdR=15*（2+1）r/min=354.33r/min（1分）opCe0.127閉環(huán)調(diào)速所要求的穩(wěn)態(tài)速

22、降:ncl=SnN=0.11500r/min=8.33r/minD（1-s）20（1-0.1）（1 分）3）-1354.338.33-1=41.54（1 分）3=KCe/Ks：41.540.127300.02=8.79（1 分）2）采用轉速負反饋系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖如下圖所示。（3 分）-T.R4）如果改用電壓負反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng),在 D=30 時，D=qnN得出:5(1-S)s=nND.：n150030238.981.某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：直流電動機：220V、136A、1460r/min,Ce=0.132Vmin/r,允許過載倍數(shù)入=1.5。

23、晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks=40;電樞回路的總電阻：R=0.5Q;時間常數(shù)：Tl=0.03S,Tm=0.18s；三相橋式電路平均失控時間Ts=0.0017S；電流濾波時間常數(shù)T0i=0.002s,轉速濾波時間常數(shù)丁。口=0.01s；電流反饋系數(shù)3=0.05V/A,轉速反饋系數(shù)a=0.07Vmin/r。設計要求：穩(wěn)態(tài)指標：無靜差；動態(tài)指標：電流超調(diào)量ai5%,空載起動到額定轉速時的轉速超調(diào)量仃n10%(1)試設計電流調(diào)節(jié)器，并計算其參數(shù)。(2)計算出電流環(huán)的截止頻率。3=0.05V/A,a=0.07Vmin/rTs=0.0017s,T0i=0.002s,TTs+Toi=0.0037S電流調(diào)節(jié)器結構

24、確定：因為 6%5%可按典型 I 型系統(tǒng)設計，選用 PI 調(diào)節(jié)器，WCF(S)=Ki(Tis+1)/Tis,Tl/T=0.03/0.0037=8.110電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：Ti=Tl=0.03s,KIT 容=0.5,KI=0.5/T 容=135.14s-1ki=KITIR/KSB-135.14*0.0037*0.5/40*0.05-1.25校驗等效條件：coci=K=135.14s-11/3TS=196.08wciSci1(1/TmTl)2=13.6:二we11/3(1/TsT.i)3=180.8Wci可見滿足近似等效條件。電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)：選 R=50K,則Ri-KiR0=1.25*40=5

25、0KIdRrecIdRaLn二二Ce(1K)Ce1510.127(141.54)0.127152=238.98r/min8.33r/min可見不可能達到題中提出的調(diào)速要求。(2 分)D：n30238.98=82.698%(2分)G=T/R=0.031/36M103=0.86NFC0i=4n/已=40.002/40103=0.2fG=Ti/R=0.03/50000=0.6C3=4%/%=電流環(huán)的截止頻率是：coci=K=135.14s-12.某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：直流電動機：220V、I36A、1460r/min,G=0.132Vmin/r,允

26、許過載倍數(shù)入=1.5。電樞回路的總電阻 R=0.5Q;晶閘管裝置放大系數(shù)Ks=40;三相橋式電路平均失控時間Ts=0.0017s；時間常數(shù)：TI=0.03s,Tm=0.18s；轉速濾波時間常數(shù)Ton=0.01S;轉速反饋系數(shù)”0.007Vmin/A,電流環(huán)的等效時間常數(shù)1K=2又=0.0074s設計要求：穩(wěn)態(tài)指標：無靜差；動態(tài)指標：空載起動到額定轉速時的轉速超調(diào)量anCCcn，滿足近似條件。312T“T0n3.20.00370.01（4）轉速超調(diào)量是否滿足要求，并說明原因。（2 分）h=5 時，查表的轉速超調(diào)量仃=37.6%,不能滿足要求。原因是表中的超調(diào)量是按照線性計算的，而雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中

27、，AS 硒節(jié)器在啟動過程中由不飽和狀態(tài)到飽和狀態(tài)，再退飽和到不飽和狀態(tài)，這是一個非線性過程，轉速超調(diào)量應按照退飽和計算求得。（2 分）2.3 某一調(diào)速系統(tǒng)，在額定負載下，最高轉速特性為r0max=1500r/min,最低轉速特性為n0min=150r/min,帶額定負載時的速度降落AnN=15r/min,且在不同轉速下額定速降不變，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D=nmax/nmin（均指額定負載情況下）nmax=nmax-nN=1500-15=1485nmin=nmin-nN=150-15=135D=nmax.nmin=1485135=112）靜差

28、率s=AnN/n0=15/150=10%PN=60kW,UN=220V,IN=305A,nN=1000r/min,主電路總電阻電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件:滿足簡化條件。小時間常數(shù)近似處理條件:11ocn,現(xiàn)在=5Tqi5Ti50.0037上54.1*,（1 分）cnJ_1_一3；2TyTon（1 分）已知直流電動機R=0.18Q,Ce=0.2V?min/r,求：(1)當電流連續(xù)時，在額定負載下的轉速降落 AnN為多少？(2)開環(huán)系統(tǒng)機械特性連續(xù)段在額定轉速時的靜差率 SN多少？(3)若要滿足 D=20,sw5%勺要求，額定負載下的轉速降落AnN又為多少?解：nN=INRCe=3050.180.2=

29、274.5r/min(2)SN=nN.n0=274.5(1000274.5)=21.5%(3)n=nNS,D(1-s)=10000.05200.95=2.63r/min2.9 有一 V-M 調(diào)速系統(tǒng)：電動機參數(shù) PN=2.2kW,UN=220V,IN=12.5A,nN=1500r/min,電樞電阻 R=1.5Q,電樞回路電抗器電阻 RL=0.8Q,整流裝置內(nèi)阻 R“=1.0Q,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大彳音數(shù) Ks=35o 要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍 D=20,靜差率 S=10%(1)計算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降Anop和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降Ancl。(2)采用轉速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的原理圖和

30、靜態(tài)結構圖。(3)調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)，使當 Un*=15V 時，Id=IN,n=nN,則轉速負反饋系數(shù)a應該是多少？(4)計算放大器所需的放大倍數(shù)。解：(1)n=UNR 心Ce=j：22012.51.5/1500=201.25/1500=0.134Vmin/rn=UNINR 三/Ce=：n0P=INR/Ce=12.53.3/0.134=307.836r/min&N=nNs/(D(1s)=1500M10%/(20*90%)=8.33r/min所以，.：ncl=8.33r/min(2)(4)n=(KpKsU；IdRy(Ce(1+K)=kun/a(1十K)一lidR/(Ce(1+KWK=50P/

31、ncl-1=307.836/8.33-1=35.9551500=35.95515/：135.955)=12.53.3/0.134135.955二二-0.0096Vmin/r也可以用粗略算法:Kp=KCe/Ksa,Kp=35.955M0.134/(35M0.01)=13.762.12 有一個晶閘-電動機調(diào)速系統(tǒng)， 已知： 電動機：PN=2.8kW,UN=220V,IN=15.6A,nN=1500r/min,Ra=1.5，整流裝置內(nèi)阻Rec=1a,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)Ks=35。(1)系統(tǒng)開環(huán)工作時，試計算調(diào)速范圍 D=30 時的靜差率s值。(2)當 D=30,

32、s=10%時，計算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。如組成轉速負反饋有靜差倜速系統(tǒng)，要求 D=30,s=10%,在 Un=10V 時Id=IN,n=nN,計算轉速負反饋系數(shù)a和放大器放大系數(shù)Kp。p解：Ce-1220-15.61.5/1500-0.1311Vmin/r(1)n0P=INR、/Ce=15.63.3/0.1311=392.68r/minnmin=1500/30=50s=.：nop/:rbmin=392.68/392.6850)；=88.7%可以求得,KpK*Ce35.955*0.134Ks*：35*0.0096=14.34*Un151500=0.01（2）當電動機在最高轉速發(fā)生堵轉時的Ud0,U

33、i*,Ui,Uc值。0.1=n/：n50LA=5/0.9=5.56r/min(3)*.n=KpKsUn/Ce(1+K)-RZId/Ce(1+K)K=KpKs/CeJ*.1500=KpKsUn/Ce(1+K)-(Rz15.6yCe(1+K)K=(Anp/Anci)-1=(297.48/5.56)1=52.5J3.1雙閉環(huán)倜速系統(tǒng)的 ASR 和 ACR 均為 PI 倜節(jié)器，設系統(tǒng)最大給定電壓Unm=15V,nN=1500r/min,IN=20A,電流過載倍數(shù)為 2,電樞回路總電阻R=2Q,Ks=20,*Ce=0.127Vmin/r,求：(1)當系統(tǒng)穩(wěn)定運行在Un=5V,|dL=10A 時，系統(tǒng)的n、Un、5、一 4、”一,*一 4Ui和Uc各為多少？（2）當電動機負載過大而堵轉時，Ui和Uc各為多少?cc解：一*二=Unm/nN=15V/1500rp