《电力拖动自动控制系统_运动控制系统》习题及答案.doc

《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题 2-2 调速系统的调速范围是1000~100r/min，要求静差率s=2%，那么系统允许的稳态速降是多少？ 解：系统允许的稳态速降 2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。已知直流电动机，，，，主电路总电阻，，求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率多少？ （3）额定负载下的转速降落为多少，才能满足的要求。 解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 （3）额定负载下满足要求的转速降落 2-6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构如图所示，已知给定电压比例调节放大系数晶闸管装置放大系数反馈系数。求： （1）输出电压； （2）若把反馈线断开，为何值？开环时的输出电压是闭环时的多少倍？ （3）若把反馈系数减至，当保持同样的输出电压时，给定电压应为多少？ 解：（1）输出电压 ； （2）若把反馈线断开，；开环时的输出电压是闭环时的倍。 （3）若把反馈系数减至，当保持同样的输出电压时，给定电压 。 2-12 有一晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机，，，，，整流装置内阻，电枢回路电抗器电阻，触发整流环节的放大倍数。求： （1）系统开环时，试计算调速范围时的静差率s。 （2）当 时，计算系统允许的稳态速降。 （3）如组成转速负反馈有静差调速系统，要求，在时，，计算转速反馈系数和放大器放大系数。 解：先计算电动机的反电动势系数 系统开环时的额定转速降落 （1）系统开环时，调速范围时的静差率 ； （2）当 时，系统允许的稳态速降 （3）如组成转速负反馈有静差调速系统，要求，则系统开环放大系数 ； 转速反馈系数 放大器放大系数。 2-13 旋转编码器光栅数为1024，倍数系数为4，高频时时钟脉冲频率，旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计算器，M法和T法测速时间均为0.01s，求转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辨率和误差率最大值。 解：（1）M法测速 转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辨率 转速n=1500r/min时，，误差率最大值 ； 转速n=150r/min时，，误差率最大值 。 （2）T法测速 转速n=1500r/min时，，测速分辨率 171 误差率最大值 。 转速n=150r/min时，，测速分辨率 1.55 误差率最大值 。 3-1 双闭环直流调速系统的ASR和ACR均为PI调节器，设系统最大给定电压，，，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻，，，求： （1）当系统稳定运行在，时，系统的和各为多少？ （2）当电动机负载过大而堵转时，和各为多少？ 解：转速反馈系数 电流反馈系数 （1）当系统稳定运行在，时， 。 （2）当电动机负载过大而堵转时，n=0; 。 3-2在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器ASR、ACR均采用PI调节器。已知参数：电动机：电枢回路总电阻；设，电枢回路最大电流，电力电子变换器的放大倍数。试求： （1）电流反馈系数和转速反馈系数； （2）当电动机在最高转速发生堵转时的，，和的值。 解：（1）电流反馈系数 转速反馈系数 。 （2）当电动机在最高转速发生堵转时，n=0; 。 3-5某反馈系统已校正成典型I型系统。已知时间常数T=0.1s，要求阶跃响应超调量。 （1）系统的开环增益。 （2）计算过渡过程时间和上升时间。 （3）绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间，则K=? 解：典型I型系统开环传递函数为 （1）要求阶跃响应超调量，则要求，为获得尽量短的上升时间，选择；则 （2）过渡过程时间； 上升时间。 （3）如果要求上升时间，则选择； ，。 3-10 有一转速、电流双闭环直流调速系统，主电路采用三相桥式整流电路。已知电动机参数为：，电动势系数，电枢回路总电阻，允许电流过载倍数，触发整流环节的放大倍数，电磁时间常数，机电时间常数，电流反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数。设调节器输入输出电压，调节器输入电阻。 设计指标：稳态无静差，电流超调量，空载起动到额定转速时的转速超调量。电流调节器已按典型I型系统设计，并取参数。 （1）选择转速调节器结构，并计算其参数。 （2）计算电流环的截止频率和转速环的截止频率，并考虑它们是否合理？ 解：三相桥式整流电路的平均失控时间，电流环小时间常数之和，要求电流超调量，应取，因此。 （1）电流环等效时间常数； 转速环小时间常数 ； 电流反馈系数 转速反馈系数 选择转速调节器结构，其传递函数为 按跟随和抗扰动性能都较好的原则，取则ASR的超前时间常数为 转速环开环增益 ， 可得ASR的比例系数为 ； 取调节器输入电阻，则 ，取