電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)-運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(第三版)課后答案陳伯時(shí)

電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)…運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(第三版)課后答案陳伯時(shí)

1-1為什么PWM—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比晶閘管一電甬機(jī)系統(tǒng)能修藐得更好啊勸態(tài)性能？

岑.PWM-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在很弟方而有軟大的優(yōu)越性：

(1)主電路線路簡更，需用的功率滯件少。

(2)開美頻率高，電流容易連續(xù).諧波少，機(jī)電損耗及發(fā)熱都找小。

13)低速性能好,穩(wěn)速精度高,調(diào)速范圍蜜，/iSl：LOOOOZ右,

U)若與快速碗應(yīng)的電胡機(jī)配合.則系統(tǒng)頻港寬.動(dòng)態(tài)響峋快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。

”)功率開美器件工作在開關(guān)狀嘉「導(dǎo)池?fù)p耙小?當(dāng)開?夫朔奉適當(dāng)時(shí)?開關(guān)損觸白二大，干

是裝置效率校高一

(6)“流電源采用小日益流時(shí).電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整疏暑高。

i-1誠分析有制動(dòng)迎路的不費(fèi)逆PWM-變換器進(jìn)行制動(dòng)時(shí).兩個(gè)V7是如MI:作的口

涔】在；r優(yōu)狀企U」.心為負(fù)VL.也沈發(fā)抑作I：I這開拓迎發(fā)卞仆電我afi.i：時(shí)p/旺等速的

時(shí)候口這時(shí).先減小|5制電壓,使的正脈沖變窄,愈脈沖變寬，從而使平均電樞電壓降低。但是,由

于機(jī)電慣性，轉(zhuǎn)速和反電動(dòng)勢■還來不及變化，于是造■"%很怏使電流j反向，裁止，在T時(shí)，。

瘁變正,丁?是吧導(dǎo)通,反向電流沿回路3流通,產(chǎn)生能耗制動(dòng)作用-在一嚴(yán)時(shí).嘰美斷,一'沿叵路&

經(jīng)咬，續(xù)流.向

電潮回說制動(dòng)，與此同時(shí).口，兩端壓降鉗住皿使它不能導(dǎo)通。在制動(dòng)狀態(tài)中，IJ久和冗輪流導(dǎo)迎.海

/氣始建是美斷的一

在^載電動(dòng)感態(tài).這時(shí)平均電流較小.以致蒼Pg關(guān)斷6婦在初續(xù)流時(shí).還沒有達(dá)到周期T.電流

已經(jīng)衰減到冬，這時(shí)以廠端電壓區(qū)降為零，F(xiàn)便提前導(dǎo)辿了，便電流反向.產(chǎn)生局部時(shí)問的制動(dòng)作用。

1—3調(diào)速范困和靜了率的定義是什么？調(diào)速范I是靜X速降和最小靜了一率之何有什么美系？為

什么說“脫離了調(diào)速范I?同.要滿足給定的靜L率也就容易得密了”？

答：外產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的域高轉(zhuǎn)速和雄低植速之.比叫械調(diào)速范圍「用字母|J表不，即其中「克

利”.一股都指電動(dòng)機(jī)戳定如段時(shí)的最高和最低轉(zhuǎn)速「對(duì)于少數(shù)負(fù)Wnum

%

藪很姓的機(jī)械.叫以用實(shí)際負(fù)載時(shí)的最高和最低目速,

當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)打時(shí).憊裁田理起空載增加到澈定值時(shí)所對(duì)應(yīng)的刊速降落，與理出空栽

牯速之比.稱作靜匚.率日?即$=地

或者用百分比表眾5A±kxioo%

在n蒲電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)中，普通以電動(dòng)機(jī)的祝定轉(zhuǎn)速狠」作為最高轉(zhuǎn)速

由上式可看出調(diào)速系統(tǒng)N；冏速范同、靜差速^和M小前i蒙率之何的關(guān)系。對(duì)于同一個(gè)調(diào)速策

金克.白修'富一定-如果文寸的差率要求越嚴(yán)，即要求，值越小時(shí).泰統(tǒng)能夠允許的調(diào)速范團(tuán)也越小。一個(gè)

調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范鳳，是指在最低速時(shí)還能桐足所需靜差率的藥速可調(diào)范國-

1-4某-調(diào)速系統(tǒng).測得的最巒轉(zhuǎn)速特性為紿=1500Kmm?最低觸速特性為％”=150用min,帶II定

負(fù)裁時(shí)的速度降落A\=15〃min,且在不同轉(zhuǎn)速卜-額定速降

偵沖不變,試劑系^能夠這到的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？

髀系藐能夠達(dá)到的調(diào)速范闈為

些小

A1W-15

系$充允許的統(tǒng)陽率xWO%=_X100%=10%

%+ZM%15OU+11X15

1-5某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)他調(diào)速范圍是】網(wǎng)Q?15Qr\m】「要求系統(tǒng)的靜&率J<2%-那末系統(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L?Or/mm.則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大措教臨.有非大？

因?yàn)?/p>

全，給冬3S、

所以A1-51-0.02

因?yàn)?/p>

所以K二甕q黑431.7

I一6某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的升環(huán)放大揩數(shù)為】5時(shí)，額定低載卜.電動(dòng)機(jī)的速降為既M贏如緊將升

環(huán)放大拷數(shù)提高到Bill.它的速降為務(wù)少？在/樣好:厄率要求下，調(diào)速范圈叫，以擴(kuò)大窘少倍？

解(I)因?yàn)轫?二一

C/1+K)

所以片=山斗/.1+K)=8x(.1+15)=128

J1JIJ如,=----------='''=4.1S.?7mill

C/l+K)1+30

(2)\=\D=一咬一，叮知在白和％不變的情晚下.D只與d存關(guān)A%(L-S)

調(diào)通范圍W大1.舛倍?-

1-7某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍A3,額定轉(zhuǎn)速A=1500r/mLn.開環(huán)轄速降落

f=240r/min，若技求系統(tǒng)/J行差率曲10%1咸少到5%則系統(tǒng)的開環(huán)增益萌如何變

解“iE“湖’軟=法?=示云鹽=1500x0.1皿

此時(shí)尺=7_-1=二-1=27.8

-8.33

1500x0、05

當(dāng)s=5%時(shí).A?TV3-min

D(l-s)20x(1-0.05)

US

則若要求粟統(tǒng)的冏L.琢日I10瞄減少到5%-則系統(tǒng)的升環(huán)增益將亞大。

1-N巧速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特?點(diǎn)？改變給定電壓能否改變電幼機(jī)的冊(cè)速？為什么？如果始定

電壓不變，調(diào)廿測速反僚電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測速發(fā)機(jī)電的

勵(lì)磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？

答：U)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有以下W個(gè)基木特征

①只用比例放大墨的反誠控制系統(tǒng)，其械被調(diào)抨仍是有睇措的-

②反微控制系統(tǒng)的作用是：反抗擾動(dòng).服從給定。擾動(dòng)性能是反情控制系統(tǒng)最突出的特征.之

(4)閉環(huán)系統(tǒng)的開不般大宗教統(tǒng)為

c虬一■竺_Lf國A也隊(duì)3

運(yùn)算放大檄所需的故大暗數(shù)

K_K_2861

0.01x35/0.1367

轉(zhuǎn)速仇反燃系現(xiàn)的原理^

1—11在題1/。的轉(zhuǎn)速頁反端系統(tǒng)中增設(shè)電流截止環(huán)F,要求墻轉(zhuǎn)電法漸臨非IM<21

截止電流心上皿上?應(yīng)該選用多大的比較電壓和電流反銷栗樣電阻？要求電愉反饋賺樣

電阻仄超過主電路總電組1的■如果撤不到.而要增加電流反誠放大器，試畫出系統(tǒng)n勺.原理圖和

靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，-井訃算電流反饋放大系數(shù)。這時(shí)電流反鐲栗洋電阻和比鼓電壓各為多一

少？

(3)當(dāng)U；=15V時(shí)..則耕速&濡/數(shù)41甘嘴是負(fù)

0.01

nn..1500

解］因?yàn)?/p>

口U：=L3V計(jì)算可得R=L汩,Uc<_=22.57

U*+U

焰三一

1-12某調(diào)速系統(tǒng)股理圖如圖1>58所示,已知數(shù)批如F：電動(dòng)機(jī):4=18W,&=220匕

I、=944nN=1000r/mm"L=°」5口，整^裝咒內(nèi)阻R*=0.3Q.觸發(fā)整流環(huán)節(jié)

的放大倍數(shù)=40o電壓3,=L5rp當(dāng)上電路電流達(dá)到倍大值時(shí).整定：

反飼電壓=10/

心！?打泉?只求系紗國」；.??速乖山1)=20.N「胃+<H)'U,切?一1.5勾，0<i...-1.1/,.

0

試畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)推圖，并計(jì)算：

(D轉(zhuǎn)速反址系數(shù)企。

(2)調(diào)節(jié)器放大系數(shù)尺廣

電阻耳的數(shù)值。(放大器輸入電阻尺=2(RQ)

UJ電阻&付數(shù)值和柜玉管VS的齒穿電11WM解:轉(zhuǎn)速負(fù)反債系散女.應(yīng)該是

3=#=工二頃5

nn1000

(2)先計(jì)算電幼機(jī)的電動(dòng)勢系數(shù)

加觸=0.2059I-jnui/；r

則開環(huán)系數(shù)額足速降為

A7?94x(0,19+0,3)g….

\n'=--------------TTT205.4r/inm

0.2059

皿imm1=危時(shí)皿flIXIM20x(1.—0,1)

閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系救應(yīng)為

運(yùn)算放大揩所需的故大桔數(shù)

0.015x40?2059”12-3359

1-13在電壓負(fù)反慎草閉環(huán)有靜沱調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變優(yōu)時(shí)系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用.為什么？

（1）成人浩的放大系數(shù)K/

（25供電電M電壓：

（3）電極電阻

仞電動(dòng)機(jī)賦I破電流：

⑸電壓反飼系數(shù)7。

答：在電壓負(fù)反域草閉環(huán)存靜控調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)放大器的放大系數(shù)K發(fā)生斐化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)/>

甘作U再迪過反窗控制作用.因?yàn)樗麄兊膩喕罱K會(huì)婚響到轉(zhuǎn)速.減小它俏對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的甥響，

電動(dòng)機(jī)肋硅電流、電樞電阻&辰生變化時(shí)仍然和開環(huán)系統(tǒng)一樣，因?yàn)殡姌须娮栊沼诜磻嵀h(huán)外。

當(dāng)供電電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用。因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓是系統(tǒng)的?合定反鐲控制系^徹底

服從靖定。

當(dāng)電壓反銷系數(shù)y發(fā)生變化時(shí)..它不能得到反情控制系統(tǒng)的抑制.反而會(huì)增大破調(diào)坦:的誤差。

反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反前環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng).

1-13有一個(gè)V—M系統(tǒng)，已知：電動(dòng)機(jī)：晚=腐"凱=衛(wèi)河，子尸15.64川=1500卬1］】泊，志=15（??整

流裝置內(nèi)阻&=1Q,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K=35H

（I）系統(tǒng)開環(huán)工作時(shí)「試計(jì)算調(diào)速范圍AH時(shí)的靜率各值■

0當(dāng)琴列，Q1O%,計(jì)算系統(tǒng)允許的檐態(tài)速降-

（3）如組成轉(zhuǎn)速攵反燃有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求1>羽，-=10%,在U；=10F時(shí).Z/n=nNP

計(jì)算轉(zhuǎn)速負(fù)反燒系數(shù)Q和放大器故大宗故

（4）如捋上述調(diào)It系統(tǒng)改為電壓fR反值有靜差調(diào)速僦仍要求U：=NF時(shí)，

±f廿加、保持系統(tǒng)康來的開環(huán)放大系數(shù)K不變，就求在1>30時(shí)靜

差率n

解l(0系統(tǒng)開壞工作時(shí).

八一，思一碰一1迎幻5_0.“［甲口山仆

1500

則開環(huán)系數(shù)額定速降為

，八次1MH(1.S+l)g….

占n._=一=--------------=2975?7mm

心C0.1311

二〃"L頌?瑞〃7。。姑二&5.6%

Q)LjlD=3a.s=10%,系統(tǒng)允許的榜戀速降

皿。03-5&心m

ZXl-s)30x(1-0.O

(3)十I0：—L0V時(shí)?L-4,月=?.則轉(zhuǎn)速負(fù)反組系數(shù)#應(yīng)該是

LT/710a

=0.007

財(cái)1500

閉環(huán)系貌的開環(huán)放大系數(shù)腳為

——-*5HL

5.56

運(yùn)算放大器所需的放大犧數(shù)

52.51

昌一7￡后二赤鶯布一灑

（4）在電壓負(fù)反燒有浮扣調(diào)速系統(tǒng)中.開環(huán)與閉環(huán)的速降是樣的，

所以占科J==2975〃，mbi

-￡*±_對(duì)00財(cái)—————xLUO%=85,6瞄打M+1500+JOX297L5

L-15在題1-10的系統(tǒng)中，若主電路電感L-SOinH,系統(tǒng)近動(dòng)部份的&輪慣重：

G￡E.6Mm'整流裝置果用三相零式電跖試判斷按題1-1。要求設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速負(fù)

反飼泰統(tǒng)能為穗定運(yùn)行？如果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行.允許的最大開環(huán)放X條系/是窯少？

解.?計(jì)零宗^中井環(huán)?廿的時(shí)間常數(shù)：

電磁時(shí)間常數(shù)北一~。*-0.01855

斤1.2+1.5

機(jī)電時(shí)間常數(shù)LE—'-L6x(L2+L5)'。用6&3

前5《J375xOJS67x—X0.1367

淵I橋式整流電路?品閘管裝置的滯卮時(shí)間常數(shù)為二-0」016方

為幌證系統(tǒng)梗足.開環(huán)放大系數(shù)成憫足的箱定條件：

*<3+T泗一?■065乂(。山1蹈+()90167)+、■?()()167：_呵

<27；-0.0185x0.00167

因：為23.i>2B.75,所以該系統(tǒng)不叮以棕定運(yùn)行，

如果保證禁統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)打.允許的最大升環(huán)放大策數(shù)K最天為歸.1.

1-16為什么用積分控制的港速系統(tǒng)是無靜冷的？在瑋速弟閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的矚入偏

差電壓At7=。時(shí)，，調(diào)節(jié)^的輸出電壓是務(wù)少丁它取決丁?那些因素f

答：在動(dòng)態(tài)過程中.當(dāng)團(tuán)變化時(shí)「只要其槐性占變’積分調(diào)?廿器的輸出U：便一「［增氏：

惟獨(dú)達(dá)到時(shí),5才住手上升：不到占以變知〃.八會(huì)卜降-叩IA、U

時(shí)，『；是零.而是一個(gè)途倩了如果AU」/；再變化.這個(gè)終很便保持也定而人再變化，

這是秩分控制的特點(diǎn)-因此，粕分控制可吐使系^荏無靜差的情況下保持恒速鬃行，實(shí)現(xiàn)無靜￥調(diào)

速。

比例調(diào)重器的輸出只取灰，，加入偏整蜀的現(xiàn)狀.而初分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了湍入偏

差量的全部歷史。雖然現(xiàn)在力〃=<力但歷史上有過莊與，其積分就宥一定數(shù)■值，足以產(chǎn)

生楣態(tài)運(yùn)仃時(shí)需要的控制電壓生。

1“7在無靜差轉(zhuǎn)速算閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中?轉(zhuǎn)速的檎態(tài)精度是胥還受齡定電源和測速發(fā)機(jī)電精度的影響？

并說明珂EI-

答：系統(tǒng)的精度依賴：給定和反債檢測的滯度-

因此轉(zhuǎn)速的穩(wěn)志精度還受給定電源和測速發(fā)機(jī)電精度的影響.

MS栗用比例積分調(diào)節(jié)羿控制的電壓負(fù)反諷調(diào)速系統(tǒng).柜態(tài)運(yùn)行時(shí)的速度是否有群”為什么？試說明

理EU-

答=采用比例說分調(diào)節(jié)器控制的電壓負(fù)反令。調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)志運(yùn)行時(shí)的速度是無靜差的，電壓負(fù)反詭

夾際是一個(gè)白動(dòng)調(diào)壓索統(tǒng),惟獨(dú)被包內(nèi)的電力電?r裝置內(nèi)阻引起的楣態(tài)速降被誠小到1/(1+K),

它的穩(wěn)態(tài)性能比帶同樣放大器的劍?速負(fù)反倒I系統(tǒng)要差。犯基本控制原理與轉(zhuǎn)速頊反琦類似。它U

轉(zhuǎn)速負(fù)反爆一杵偵1以實(shí)現(xiàn)無情霆調(diào)節(jié)。

第二章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法

2-1在轉(zhuǎn)速、電流取閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中?若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?應(yīng)調(diào)節(jié)多么參巍被變轉(zhuǎn)

速調(diào)節(jié)器的故大招數(shù)行不行？改變電力電F變換靛的畋大捂魏斤？改變轉(zhuǎn)速反的系數(shù)由時(shí)

不時(shí)？若耍改要電動(dòng)機(jī)舶堵轉(zhuǎn)電流，成調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參教？

答；跚田外調(diào)速系金充在穩(wěn)杰工作中，H兩個(gè)調(diào)節(jié)器都人飽和時(shí).再變市之間有下列關(guān)系

U：物r企町一食與

囚此轉(zhuǎn)速”是由給定電壓C:決定的：改變轉(zhuǎn)速反鐲系數(shù)也可以改變電動(dòng)機(jī)精速。改變轉(zhuǎn)

速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)尺，和電力電子燮拱器的成大倍數(shù)K,不可以導(dǎo)

22移速、電流用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)橢態(tài)這廳時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)狷的輸入偏4,電氏和稀出電壓芥是多少？為

懺久？

答：H兩個(gè)調(diào)節(jié)痛都人飽用時(shí)'它伯的輸入偏差電壓都是零

轉(zhuǎn)速調(diào)廿器ASK的輸出限帽電壓3：決定了電流維定電壓的最大值：電潦調(diào)節(jié)一囂ACK

的愉出陋幅電m.u”,限制了電力電子變換囂的最大輸由電壓U或者。

1-3如果轉(zhuǎn)速、電流取閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速調(diào)|J器不是P1調(diào)節(jié)就而攻為P調(diào)節(jié)器.文寸系統(tǒng)的靜、

動(dòng)態(tài)性能捋會(huì)產(chǎn)生什么影響？

容.?改為P調(diào)節(jié)烈時(shí)其輸出■總是正比f輸入扭.PI調(diào)節(jié)福的輸出員在動(dòng)態(tài)過程中*夬定于輸入址的積

分?到達(dá)梢志時(shí)，輸入為季?輸心的棺戀俱「輸入無美而是「I它扁而環(huán)節(jié)的需要決定的-

24試從下述宜個(gè)方面來比較觸速、電流雙田環(huán)調(diào)速系統(tǒng)札帶電流技止環(huán)節(jié)即輕統(tǒng)單閉環(huán)^速條統(tǒng)：

（1）調(diào)速系統(tǒng)的好態(tài)特性：

物態(tài)限流性能：

（3）起動(dòng)的快速性：

U）抗魚載擾動(dòng)的性能：

⑴抗電源電壓波劫的性能。

答：（1）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速H是由蛤定電壓U：決定的，ASR的輸出量

U*i是由負(fù)載南流JdL決定的。控制電壓說的大小則同時(shí)取快于m和小，或者說，同時(shí)取決于t7>lJdL.

雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)志參城計(jì)算是和無靜差系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)尊相似-

帶電潴截化環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單.閉環(huán)倜速系統(tǒng)百爭態(tài)特性特狀：電流負(fù)反轍的作用和當(dāng)丁在土電路中串入

一個(gè)大電阻Kp心壓-于是秘志速降極大，特性急劇下重：比較電壓石球m與柴定電壓心的作用一致

「好象把理想空裁轉(zhuǎn)速提高了。這樣的兩段式靜特性常稱作下垂特性或者挖土機(jī)特性?

（2）

（1）祝閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程有以下（個(gè)特點(diǎn)t能琳IE綴性控制、轉(zhuǎn)速超調(diào)，準(zhǔn)時(shí)叵最優(yōu)

控制■

（4）：|麗態(tài)站構(gòu)圖中叮以看出.負(fù)城擾動(dòng)作,時(shí)在電流郁之.爪.困此只能果［丐速調(diào)節(jié)器

ASR來產(chǎn)務(wù)抗負(fù)裁擾豳的作川。在設(shè)計(jì)ASK時(shí).應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)-

（少在單閉環(huán)調(diào)速策統(tǒng)中.電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的作用點(diǎn)離彼調(diào)員球遠(yuǎn).調(diào)廿作用受到多個(gè)環(huán)節(jié)的亞滯，

因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)反抗電壓擾動(dòng)的性能要差一些。取閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增潑r電流內(nèi)環(huán)，電IR波

動(dòng)町以起過電流反刪得到比線及時(shí)的調(diào)不些等它影響到毋速以啟才干反憤”1來，抗擾性能大有改善。

2-5在次濁、電流雙豳環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用？！調(diào)節(jié)酸n當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)載埴行時(shí)，轉(zhuǎn)速

反餉線驀地?cái)嗔舻?系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)曲?電流調(diào)?廿膻的輸入偏奴血壓‘遨否為零？為什幺？2、在祥

速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中.輯速結(jié)定信號(hào)U：未改變.若增大轉(zhuǎn)速反燒系救建，系統(tǒng)穩(wěn)定J口轉(zhuǎn)速反

伽電IKU”是增加還是減少？為什公？

2-7在以速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)謂町戕ASR、_HZR均采用PI調(diào)節(jié)戕。□知參

數(shù)：電動(dòng)#hA=3.7A.A=2207=20Aj7v=lOOOr/min.iQHX回路總電阻

R=L5Q,設(shè)“二電樞回路最大電潦_L=40_L電力也1變換制I勺

放大'氮y=4。,試求！

（1）電流反窗系數(shù)”種轉(zhuǎn)速反說系數(shù)法；

7）當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高速漿生堵轉(zhuǎn)時(shí)的U也、U；.值.

解，（1）梅態(tài)時(shí)

TJ

因?yàn)?=學(xué)

所以蟲-卓m

y卻

Tr*&

a-W---------------------化例8inin/r

Xg

⑵電動(dòng)機(jī)在最高速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)n=0

孩一5中肇=4Uxl.5—60F

u；T一同一職

U,-8P

2?8在轉(zhuǎn)速、電輛雙,系統(tǒng)中，調(diào)。器ASR、ACR均采用Pt調(diào)節(jié)鶴。當(dāng)ASR輸出達(dá)到華時(shí).

主電路電流達(dá)到最大電流和A」；，；、電流由40A增」D到祁A(yù)時(shí)，試問：

<1）U：成如何變化？

⑵應(yīng)如何翊7

（1）虬值用限些條件決弟R

2-V左轉(zhuǎn)速、電流環(huán)調(diào)速系統(tǒng)色電動(dòng)機(jī)描功恒也紅盤"定「作點(diǎn)11:常運(yùn)代.現(xiàn)因某種原

困便電物機(jī)勵(lì)碰電源電壓驀地下降一牛，系統(tǒng)工作情況將會(huì)如何變化？氣出U"*%.JL及n在系藐重

新進(jìn)入梅定后的表達(dá)式。

2-10某反假?制系統(tǒng)J校正成典型I型系統(tǒng)。已知時(shí)間常數(shù)TF.1紛出求階躍響也超調(diào)皎vr〈10”□

(1)求系統(tǒng)的開環(huán)增益：：

口)訐?算過度過程時(shí)向七和」■?升時(shí)向

(1)繪出開環(huán)對(duì)牧幅頻特性.如果要求上升時(shí)間><0.25jf則K=?rc?=?

K1A

2-11有一個(gè)系統(tǒng)，其控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為附血心)--------------------要求設(shè)計(jì)一個(gè)

OgF5+1O.-Ok+I

無靜差系統(tǒng)，在階掀輸入下系統(tǒng)超調(diào)值疔壬5%【搜線性系統(tǒng)考直n試對(duì)諺系統(tǒng)遇行動(dòng)態(tài)校iE.決定

謂廿擒第構(gòu)，弁選擇其參數(shù)-

RiA

2-12仃,個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，.同:控制利兼的休?逸函款為甲必.")=一一^一=--------------,要求

f1)S(0.02J+1)

校正為911型n型素統(tǒng)，在階既輸入下系統(tǒng)超人#<7<30%(報(bào)技性系統(tǒng)老慮)。試決遵調(diào)廿瞧結(jié)構(gòu)，并

選罪其參數(shù)。

I*

2-13海H對(duì)象響傳遞函數(shù)為吟心)-----------------------------，要求用調(diào)喑涪分別將同校

,(0.25A+1X0.065八+1)

I匚為典型1型利11型為統(tǒng),我調(diào)節(jié)牘的結(jié)構(gòu)與參數(shù)-

2在個(gè)俏加〔品閘管整流袈置供電的轉(zhuǎn)速、電流環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中’已知電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)

為:均=60甬2?0凡70如M邸-iSOEnin.電動(dòng)勢系數(shù)A=0.196Amin/r,電阻R=(M8D觸發(fā)

整流環(huán)位的故大招數(shù)=35口電

磁時(shí)凱常數(shù)7「=蟲。1由.機(jī)電時(shí)間常牧孔;在12八電曾反扁Ilf波時(shí)M麻數(shù)71,0.0025s-

工過1￡搭沾應(yīng)」」'，"就？，，：一。-1土、^二工逑」I指-二也_114］匕一1。！、.i-3.四口

ACR跑利輸出電壓礦；TKU到一6.5Pn

京統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)為；穩(wěn)戀無靜差，調(diào)速范圍D:10、電流超iHfi<r<5%(空載京

幼劉額定一我速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)仙旦F<10%n忒成:

U）確定電流辰箭系歆夕（假設(shè)起動(dòng)電流限制在339A以內(nèi)）和轉(zhuǎn)速慶飼系數(shù)

Q）試設(shè)計(jì)電演調(diào)節(jié)器ACR,計(jì)算其參數(shù)其、C、J畫出其電路圈，調(diào)節(jié)器瑜

入網(wǎng)路電阻顯r40_L口：

（3）設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)詢洞節(jié)器翹田計(jì)激底勢散凡、如，CA=40W）：

<4）計(jì)箕電劾機(jī)黃M%糧定仇載起財(cái)?shù)阶畹娃D(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)睡超調(diào)觸51。

（5）計(jì)算空栽起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間I」

解”.電渝反憤系數(shù)夕和轉(zhuǎn)速反循系數(shù)拷分掰為

**-O.OIF,intjiZr

1000

L（1）確定時(shí)間常數(shù)

①整流裝置滯后時(shí)何常數(shù)T&?投表17,三相零式電路付罕均關(guān)控時(shí)何Ts=0.0033s,

②電流差波時(shí)間常數(shù)1乳”材橋式電撤每一個(gè)波頭的時(shí)間是3311sA基本淀啾.毋.（1-

2）TOL=3QS,因此取TM=2.油=0.鞏）跆S,

@電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和勺「投小時(shí)時(shí)常數(shù)近似姓理J取A=7A+7\=0.0058s

（2）選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求凡<5瑁，并保訐稽態(tài)電流無:L叮按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流詼小匯電涌環(huán)控削對(duì)

翼是雙^性型的，因此可用PI型電流調(diào)。器，其傳遞函數(shù)見式（2J7）.

T,、zjI。

椅查洞電源電壓的抗擾性能：a-----------=2.07,參照表2-3的典型I型系統(tǒng)動(dòng)志

抗擾性能，齊頊指標(biāo)都是叮以接受的，

⑴計(jì)算電流調(diào)節(jié)器簍數(shù)

電流調(diào)門器超前時(shí)間常數(shù)：礦=￡頑/嫄

電流環(huán)升環(huán)增益：要求qW3%時(shí)，按表?I.直<邛八05,因此

4二建,禎聲二端,

:是軸i的比例系數(shù)初反二*狀*〃項(xiàng)方。害I」

35x0.0236

(4)校整近似條件

電流環(huán)往止朝率：他叫匚=8砧

百品閘管推貌場置傳遞函數(shù)的近似條仲

一一-101S'>5

逋3x(W33s

滿足近悔余件.

@忽略反電動(dòng)勢變化時(shí)文寸電流壞動(dòng)志影響舶條件

J79.06jJ<d>

VOJ2ffx0bO12s

滿足近似條件，

?電值流小時(shí)間常救近似址理?xiàng)l件

1

I=lxJO.OO33S?<O.OO25J=L_L)啊

▼?53▼滿足近似條件.

⑸計(jì)算調(diào)節(jié)要電阻電容

1=1圖2-25.按所用出_運(yùn)勢放大^職乾=成口，K電阻那：電容俱為苣瓦一“2方K4偵

口一貌口

<?一，一史些尸-L.抵xlUF=L,h《F,取IJ舞出R汁仃

?廳1x0.0025tir

C----------------F-(125xlOAA-O.25AAO.2/A

按照I：述蓼教「電流環(huán)叮以達(dá)到的動(dòng)態(tài)尾隨性能指標(biāo)為田=L：3%《％(見表2-2L滿足設(shè)計(jì)要求.

3.(1)確定時(shí)間常數(shù)

電流環(huán)等效時(shí)阿常數(shù)1/AL，已職瓦n-0.5.，一次寸-2X()W58J-O.O116J

UK蕓

轉(zhuǎn)速詆波時(shí)間常數(shù)I1皿，根據(jù)所川測速發(fā)機(jī)電紋波情況，取r“=(hois.

轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)R…按小時(shí)間常數(shù)近傾處理，取

9牛血心.。心.。的

(2)選抻轉(zhuǎn)速洞節(jié)器第枸按熙設(shè)計(jì)要求，選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)中把丘盤)=眼萼*

(3)計(jì)第車專瓏調(diào)廿I的參欲按戎隴和抗擾性能都較好的一原則「取h=3?？贏SR的超前時(shí)間常數(shù)

為fjr寸廣M0.U266g=0.(179&￡

由式(7)可得轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益，玖［一gm3I4JJ2

「足山式(2-76)叮得掐P的比例系數(shù)沏：

尹凡九T汗?0236＞隊(duì)196乙0」2二

JT

2x3xOLO1XO,18X0L0266

(4)檢峻近似條件

閂式上3抑得微/環(huán)碓止頻率為：AA—dL—XE[314.LxO-0T98sT—25.LsT

①電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為：

、。點(diǎn)/一心^%■礎(chǔ)筒化〃

②轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似姓理?xiàng)l件為I:

14型sT=25.2s?,滿足近似條件.

-XVo.oi

■-1

⑸計(jì)算調(diào)節(jié)狷電阻和電容

財(cái)?土黑:同一我5十項(xiàng)?公團(tuán)每取彝〃

JF”

—^J__F=l.5xlO-fiF=15人取「

Rtt4€xi"

⑹校核轉(zhuǎn)速超洵量當(dāng)h=3時(shí)，由式2-6查得，方尸刀64,不能斕足役中要求.實(shí)際上，由于表2-

G是按線性慕統(tǒng)計(jì)算f隊(duì)而突加階躍維定時(shí).A明飽和.不符合線性系呈充的前提.應(yīng)該技A別退飽和

仙情況重新

計(jì)算超調(diào)魚。

⑺由表2-7查得，由A=3壽/"黑

z/"一722?4

島-竺ni

加JOB

308雙.詣

(咎，g尊好…眼一尋x普年非晦

4.如果只起^

土空載起幼到孵定輯速的時(shí)間

(2h\KU：7.73x10

nT—x0.0266=0.386s

1/1+iJu；-^E”ii-uxni6乂次

2-151'「祥速、電流取閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng).E電路采用三相拼式整流電路.已知電動(dòng)機(jī)參矍攵為如心-555

嘰弟—T50匕以-7604%-375〃/min?電命勢系數(shù)C：-L.82F,]nWr■電樞回路總電阻?？=

0J4Q,允許電流過我倍數(shù)0=15,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)

&*［.［「，［?；刷T］Ir/mm?.泊.0-:)'洛古Hi?1/券孔汕項(xiàng)虬Tli-L：A1OS-?.■N［IT］i

回圈串P「9s為團(tuán)困即困，|叮叫」0成一遍「代-"廣辨卜一七尸囪-冷低T；區(qū)窿等I就度中略口

'駒寺酸瞬瓢：UFTMd皿襟職組引II加閽鱗蟲網(wǎng)曲裝單'靶整一導(dǎo)［1吃

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機(jī)電時(shí)問常數(shù)與=0.2八，電流反借濾波時(shí)間常教4=omis,轉(zhuǎn)速反傲

濾波時(shí)何常數(shù)夜產(chǎn)。闋54設(shè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓片=U:=UE=NF,調(diào)節(jié)器輸入電阻瓦已計(jì)算出晶

體管D2A2的開美頻率f=lkHz,PWM環(huán)節(jié)的放大梧數(shù)K—4冠

S

試對(duì)該系統(tǒng)避次動(dòng)態(tài)參教設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)志無靜差，電流超調(diào)星5忍弗系：空載起動(dòng)到額定

耘速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量'<20%：過我過程時(shí)同匚<0.1Jn

第3章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制

3-1直流機(jī)電額定轉(zhuǎn)速%37SF/min?電樞也流懿定值為=160A.允許過流倍數(shù)

Z=L5r計(jì)算機(jī)內(nèi)部定點(diǎn)數(shù)占一個(gè)字的位置CI&位)，試確定牧字控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反憤存借系數(shù)和電流

反饋存儲(chǔ)系數(shù).適當(dāng)考慮余分.

解：定點(diǎn)數(shù)氏度為I個(gè)?■<16位)-但最高位須用作符號(hào)他惟獨(dú)15位叫'表W擊值.故最大存W

5=中-1。電極電流最大允許值為L5E,考慮到調(diào)節(jié)過程中瞬時(shí)值可能超過此值，故取

1_=L.8INB因此，電樞電流存借系數(shù)為

J"如J%

LL8x76O

統(tǒng)定轉(zhuǎn)速nM=375r/inin■1RIM=13頓姻轉(zhuǎn)速存儲(chǔ)系數(shù)為

_LZ1i-imn/j—67.21muAr

L3N*L3x375

<!■I：述壬弁於貝lR1f??」*-2?.尸，A：“-67皿iFro

3-2說耗編碼器光IW數(shù)為1C21倍頻系數(shù)為L高頻時(shí)鐘疏沖裁率九二俳/’旋轉(zhuǎn)編碼囂愉出的脈沖個(gè)數(shù)

和高器i時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)均采15位計(jì)數(shù)器上法和T法測速時(shí)間均為0.頃幽

求轉(zhuǎn)速ii=L3Wmin和nNGMiiiii時(shí)的測速分辯率■和誤娼率最大值-

解:電動(dòng)機(jī)每博一圈共產(chǎn)iZ=4XZO4B=4fl%個(gè)豚沖。

(DH法測速

測速分辨率@=竺業(yè)】22??業(yè)'--------------------竺一r/inui-LloYjmn

#ZTCZTcZ￡4096x().01

電動(dòng)機(jī)的彝為理=豫

皿蛔時(shí),嶺一公一些迎1空一皿』

卜060

測速恙視大值僵-土小?！?/p>

知-】湖屆時(shí).捋一由一些主冬U皿

6(1

6(1

測速碟瘁最大值便一撲晏〃

⑵丁法測速

n=15Q0r/min時(shí).坷192&

ZV,

測速分辨率

Zr同心質(zhì)加E7Wg

ZLW,-1.)敬丞偵虬-D^60xltf-4096xl500

虬噌-漂&夾取整初

測速誤差率最大值ZT----------------!一火100%=—X1OO%?125?。

g物-\9-1

當(dāng)口=1間Hinin時(shí)，

測速分耕率o-〃=40A6空舞?/min匚1.5S—/min

J60席_Zn丘0xl/—4096xl50

現(xiàn)二統(tǒng)安心■傳泌火取整數(shù)）

27/4（19Axl50

測速誤差率最大值」.=----X100%=—A—x100?01.04%

97-1

3-3將習(xí)題2T4設(shè)計(jì)的糧擬電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行數(shù)字化「栗樣周期=05網(wǎng)sf'調(diào)'節(jié)器輸出限帽及積分限幅

均為士〈孔，寫出位置式和增最式數(shù)字PI調(diào)節(jié)器的表達(dá)式，并用已掌握的匯堪語言設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)控制程

序。

3-4根據(jù)習(xí)題2T5電流調(diào)節(jié)藻洞設(shè)訐?堪果（電流調(diào)廿器按典型I型系統(tǒng)諼計(jì)，KT=0.5），按離散系統(tǒng)

設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)署，要求轉(zhuǎn)速無靜差。巳知電動(dòng)機(jī)器i定功率/卷初5期額定電壓以=7缸I礦

?額定電樞電流七二76CU,額定轉(zhuǎn)速/T.=375r/min（電動(dòng)封系數(shù)

cff=L82Tmin/r.電樞回路總電阻J?=0.I4QP元許過載倍數(shù)A=15,機(jī)電時(shí)間常數(shù)

L=0.1ir轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)7人=0.0&,電流反饋存儲(chǔ)系數(shù)尺#=轉(zhuǎn)速反憤

Xi諸系紅驀一.一（，力11也》，叫速”ID一時(shí)1_L'電商監(jiān)-吳如」呵襯紅

V=7；+TV=0.0017J+0.002s=0.0037f

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第4章門’逆直流調(diào)速系統(tǒng)和位置隨動(dòng)系統(tǒng)

1-1晶閘管電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)需要快速I可餉制動(dòng)時(shí)，為什么也須乘用時(shí)逆路線？

答：當(dāng)電動(dòng)機(jī)需?；貒柚平贂r(shí)，閂-反電劫勢的極性未變.要I珂餓電能必須產(chǎn)址反向電流.而反向電

流是仄可能迎過\十流迎的-這時(shí)."以辿過控制電路切換到反細(xì)品閘管裝置TR.并使它I?作在邊變狀

態(tài),嚴(yán)空它及電壓,機(jī)電輸出電能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。

1-2試畫出來用輯線1晶閘管裝宜保電的V-M系統(tǒng)在整流和逆變狀志下-的機(jī)械特性「并分析這神機(jī)

鉞特性適合［?城種性血肘負(fù)載。

解；機(jī)械特性圖如下：

4-3解擇侍逆變、正組以變和反蛆逆變，并說明這三種狀態(tài)務(wù)濘現(xiàn)在何種場合下。答；特逆變

正^逆變電樞端電壓為值，電樞電流為iE.電動(dòng)機(jī)逆向運(yùn)轉(zhuǎn)，回惆發(fā)電.機(jī)械特性在笫四糠

限。

了阻逆變電樞篇月壓為M電樞電流為點(diǎn)電動(dòng)機(jī)，向運(yùn)轉(zhuǎn)，回窗發(fā)出『"第.象

限。

4-4分析配介控制的仃環(huán)流可逆系統(tǒng)反向起動(dòng)和制動(dòng)的過程。畫出各參變量的動(dòng)態(tài)波形，并說明在每

一個(gè)階段中ASKfl1ACR衿起什么作用，和VR各處二：什么狀態(tài)。

解：控制電路栗用典型的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，其中：

疇逆調(diào)ii■一㈱ASR控制比速，設(shè)置雙向愉出於帽電路，以限制最大起制動(dòng)電流：電流調(diào)

甘器乂也控制電流，設(shè)受取向輸出限幅電寸務(wù)，以限制最小控制向向im與址小逆變帝Anin.

M翻晶IW管偵F,由GIT控制觸發(fā)，正融時(shí).\=F整說E反輯時(shí).VF逆變■

反^晶閘管VR,由GTR控制觸發(fā)I"反轉(zhuǎn)時(shí)「VR整流：正轉(zhuǎn)時(shí)，逆變。

J-S試分析圖4U3所示邏耕選俄無環(huán)崎可逆系統(tǒng)的I■作原理，說明IE向制動(dòng)時(shí)缶處電壓極性及能墾

美系。

解,圖_￡13邏轍迷觸無環(huán)流仰逆系統(tǒng)的愧理框圖如下

圖中：SAF-SAR分別是」E、反組電F琴擬開關(guān)-

采用數(shù)孚控制時(shí).電K升美的任務(wù)可以用條件選洋程序來完成.實(shí)際系統(tǒng)挪是邏牌選觸系統(tǒng)。

此外?觸發(fā)裝置.可采用由定時(shí)器進(jìn)廳穢相控制的數(shù)'普觸發(fā)器，或者采用集成觸發(fā)電路。

46試分析位置隨動(dòng)系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)在哪些方面是不同的。

答：位置隨動(dòng)系統(tǒng)與調(diào)速系^的主要區(qū)別芭于.調(diào)速系統(tǒng)的給定量一經(jīng)設(shè)定，即保持4百值，系統(tǒng)

的主要作川是保證超定邪反抗擾對(duì)：而位置隨動(dòng)系統(tǒng)的靖定竟是隨機(jī)變化的，要求輸出

；II準(zhǔn)確理曲弟定最的變化，系統(tǒng)在保"-定的基礎(chǔ)上，電立mtk速響應(yīng)-位置隨動(dòng)系統(tǒng)一

的反憤是慎置環(huán).調(diào)速系統(tǒng)的反頌是速度環(huán)“

第5章閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)

-------種轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)

si異步電動(dòng)機(jī)從定「傳入轉(zhuǎn)『的電磁功率已中.有一部份是與刊:制此彳目比的轉(zhuǎn):梓功率員■

根據(jù)對(duì)尺姓理方式的不同.町把變流調(diào)速系統(tǒng)分成哪」.（■舉例說明U

‘人能量轉(zhuǎn)換的用度上看，轉(zhuǎn)差功耳否增大，是洎在抻還是得到I口I收.是評(píng)價(jià)謂速系統(tǒng)炫率高低的標(biāo)

忠-M這點(diǎn)出發(fā)rW以把異步機(jī)電的調(diào)速系統(tǒng)分成?：曷-

甘差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)，這種類型的全部行館功率都曲換成并能消壞在町子IE路中.陣電壓調(diào)速、

、器調(diào)速、轉(zhuǎn)子小電阻調(diào)速思:這一類將異步機(jī)電調(diào)速系繃扎這種系統(tǒng)的效率最低，而R越

到低速時(shí)效率越低，它是以增加轉(zhuǎn)助率的消耗來換取轉(zhuǎn)速飽降低的（恒轉(zhuǎn)距負(fù)載時(shí)）?？墒沁@柔系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡

單，設(shè)備成本最低，所以還有一定的應(yīng)用愉值。

料差功率腳送型調(diào)速系統(tǒng)：在這種系統(tǒng)中，隘轉(zhuǎn)。負(fù)時(shí)員外，大部份轉(zhuǎn)匕.功率在轉(zhuǎn)了?側(cè)訕過變流屹置即

出或者謝入，絆速越低，能誠送倘功率越多.統(tǒng)線機(jī)電洋報(bào)調(diào)速或者戴微機(jī)電調(diào)速屬于這一關(guān)口無論是殖出還

是憤入的捋差功率「扣除變流裝置本身的損耗后「最終都轉(zhuǎn)化成實(shí)用的功率，因此這種系統(tǒng)的效率高，怛

要增加一些設(shè)備?

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