《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》答案(全)

1-8轉(zhuǎn)速單環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特點(diǎn)？改變給定電壓能否改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？為什么？如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)測(cè)速反饋電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無(wú)克服這種干擾的能力？答：1）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以比開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍。為此，所需付出的代價(jià)是需增設(shè)電壓放大器以及檢測(cè)與反饋裝置。2）能。因?yàn)?，由公式可以看出，?dāng)其它量均不變化時(shí)，隨著的變化而變化3）能。因?yàn)檗D(zhuǎn)速和反饋電壓比有關(guān)。4）不，因?yàn)榉答伩刂葡到y(tǒng)只對(duì)反饋環(huán)所包圍的前向通道上的擾動(dòng)起抑制作用，而測(cè)速機(jī)勵(lì)磁不是。1-9在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流，電樞電流、電樞電阻、測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起轉(zhuǎn)速的變化，問(wèn)系統(tǒng)對(duì)于上述各量有無(wú)調(diào)節(jié)能力？為什么？答：系統(tǒng)對(duì)于上述各量中電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流，電樞電流、電樞電阻、有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)樗鼈冊(cè)陂]環(huán)系統(tǒng)的前向通道中，對(duì)于測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化，沒(méi)有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)樗辉陂]環(huán)系統(tǒng)的前向通道中。１－１３在電壓負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用，為什么？（１）放大器的放大倍數(shù)Ｋｐ（２）供電電網(wǎng)電壓（３）電樞電阻Ｒａ（４）電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流（５）電壓反饋系數(shù)a答：3）電樞電阻，４）電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流，（５）電壓反饋系數(shù)a無(wú)調(diào)節(jié)作用。因?yàn)榉答伩刂葡到y(tǒng)所能抑制的只是被反饋包圍的前向通道上的擾動(dòng)。16.為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無(wú)靜差的?在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中,當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓時(shí),調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少?它取決于那些因素?答：使用積分控制時(shí)可以借助積分作用，使反饋電壓與給定電壓相等，即使為零一樣有輸出，不再需要來(lái)維持，由此即可使輸出穩(wěn)定于給定值使調(diào)速系統(tǒng)無(wú)靜差。當(dāng)時(shí)調(diào)節(jié)器的輸出為電壓，是對(duì)之前時(shí)刻的輸入偏差的積累。它取決于的過(guò)去變化，當(dāng)為正增加，當(dāng)為負(fù)下降，當(dāng)為零時(shí)不變。17.在無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響?試說(shuō)明理由;答：在無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度同樣受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響。無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是消除了誤差，使輸出的轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定于給定的轉(zhuǎn)速。但是，這種系統(tǒng)依然屬于反饋控制系統(tǒng)，只能抑制被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)，對(duì)于其他環(huán)節(jié)上的精度影響無(wú)可奈何。18.采用比例調(diào)節(jié)器控制的電壓負(fù)反饋系統(tǒng),穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的速度是否有靜差?為什么?試說(shuō)明理由;答：有靜差。電壓負(fù)反饋系統(tǒng)中是在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，忽略了轉(zhuǎn)速的降落認(rèn)為電樞電壓正比于轉(zhuǎn)速，而實(shí)際上是電樞電壓無(wú)靜差，從公式中可以看出速度的降落是不能消除的。因?yàn)檎{(diào)節(jié)器的輸出是電力電子變換器的控制電壓。所以只要電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行，就必須有控制電壓因而也必須有轉(zhuǎn)速偏差電壓。第二章習(xí)題答案2-1在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn行不行？改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks行不行？改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行不行？若要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)？答：改變轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)給定電壓，改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)不行，改變也不行，改變行。改變堵轉(zhuǎn)電流調(diào)節(jié)電流反饋系數(shù).2-2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什么？答：兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓均為0，如果不為0則和繼續(xù)變化，就不是穩(wěn)態(tài)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓為：電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓為：2-3如果轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不是PI調(diào)節(jié)器，而改為P調(diào)節(jié)器，對(duì)系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能將會(huì)產(chǎn)生什么影響？答：穩(wěn)態(tài)精度變差，但跟隨性和抗干擾能力都不會(huì)得到改善，使系統(tǒng)成為不穩(wěn)定系統(tǒng)。答：靜特性1）閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性變軟2）存在靜差率相對(duì)較大。動(dòng)特性：跟隨性和抗干擾能力不會(huì)得到改善，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性降低，而快速性卻提高了。2-4試從下述五個(gè)方面來(lái)比較轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)：調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性;動(dòng)態(tài)限流性能;起動(dòng)的快速性;抗負(fù)載擾動(dòng)的性能;抗電源電壓波動(dòng)的性能;答：（1）單閉環(huán)：在系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。雙閉環(huán)：可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差和電流無(wú)靜差。（2）單閉環(huán)：只能在超過(guò)臨界電流后，限制電流沖擊雙閉環(huán)：電流調(diào)節(jié)器通過(guò)電流反饋系數(shù)隨時(shí)調(diào)節(jié)控制電流（3）單閉環(huán)：快、不平穩(wěn)雙閉環(huán)：起動(dòng)快、平穩(wěn)（4）單閉環(huán)：差雙閉環(huán)：強(qiáng)、靠ASR單閉環(huán)：差雙閉環(huán)：由電流內(nèi)環(huán)ACR及時(shí)調(diào)節(jié)2-5在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速線突然斷線，系統(tǒng)重新進(jìn)入后，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓是否為零？為什么？答：轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器的輸出達(dá)到飽和為止，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓不為零，因?yàn)榉€(wěn)定后電流反饋依然為只能增加電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到新的平衡2-6在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速給定信號(hào)未改變，若增大轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓是增加、減少還是不變？為什么？答：不變。因?yàn)樵龃?，在達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，依然要是無(wú)靜差系統(tǒng)，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速下降，在達(dá)到同樣的時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行2-8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)到時(shí)，主電路電流達(dá)到最大電流80A。當(dāng)負(fù)載電流由40A增加到70A時(shí)，試問(wèn)：（1）應(yīng)如何變化？（2）應(yīng)如何變化？（3）值由哪些條件決定？解：（1）應(yīng)增加。因?yàn)楫?dāng)負(fù)載電流由40A增加到70A時(shí)增加，是確定的。由40A增加到70A時(shí)，由4V增加到7V（2）略有增加。因?yàn)?；的增加使增加，使得增加?）由n和決定。2-9在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定工作點(diǎn)正常運(yùn)行，現(xiàn)因某種原因使電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源電壓突然下降一半,系統(tǒng)工作情況將會(huì)如何變化？寫(xiě)出、、、及n在系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定后的表達(dá)式。答：當(dāng)磁通下降一半時(shí)但電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行所以2-10某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型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)量求系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益;計(jì)算過(guò)渡過(guò)程時(shí)間和上升時(shí)間;繪出開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性。如果上升時(shí)間，則K=?，解：（1）系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益（參見(jiàn)表2-2）（2）調(diào)節(jié)時(shí)間上升時(shí)間(3)KT=1K=10(4)用MATLAB仿一個(gè)為好：2-12有一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，其控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為，要求校正為典型型系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量（按線性系統(tǒng)考慮）。決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。解：選用PI型調(diào)節(jié)器系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳函為h=7