电力拖动自动控制系统习题答案陈伯时文档格式.docx
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5（
r
min
）
C
e
（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率
n
274
5
≈
215
21
5%
N
+
1000
（3）额定负载下满足
D
20,
≤
要求的转速降落
05
63
20
05）
*
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
Uu
8
比例调节放大
系数
K
2,
晶闸管装置放大系数
15,
反馈系数
γ
7
。
求：
p
（1）输出电压
U
；
d
（2）若把反馈线断开，U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
γ
0.3
5
U
应为多少？
u
15
12（
d
u
*
（2）若把反馈线断开，
264（
V）
开环时的输出电压是闭环
时的
264
12
22
倍。
0.3
，当保持同样的输出电压时，给定电压
35
4
6（
12.5
1.5
da
（1）
0.1341
⋅
min/
1500
RI
（1.5
1.0
0.8）
307.6
/min
op
0.1
≤
8.33
cl
（1
0.1）
（2）
（3）
307.6
（4）闭环系统的开环放大系数为
35.93
8.33
运算放大器所需的放大倍数
13.77
α
/
0.01/0.1341
e
R=
4.8
Ω
0.3125
<
1/3
图见49页
计算系统中各环节的时间常数
L
0.05
电磁时间常数
T
0.02
l
GD
1.6
机电时间常数
0.082
m
375
30
em
π
晶闸管装置的滞后时间常数为
0.00167
为保证系统稳定，应满足的稳定条件：
T+T
（0.02
0.00167）
ml
53.29
ls
可以稳定运行，最大开环放大系数是53.29
2-12有一晶闸管-电动机调速系统，已知：
电动机
2.8
UN
15.6
1500r
，整流装置内阻R=1Ω
，电枢回路电抗器电阻
a
rec
触发整流环节的放大倍数
s
（1）系统开环时，试计算调速范围=30D时的静差率s。
（2）当
D
30,
10%
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
30,
10%
，在
10V
时
n=
，计算转速反馈系数α和放大器放大系数
先计算电动机的反电动势系数
6
131
（V
系统开环时的额定转速降落
8）
393
min）
Nop
（1）系统开环时，调速范围
时的静差率
887
88.7
%
时，系统允许的稳态速降
≈
5
56（
）
，则系统开环放大系数
393op
69.6
56
10
转速反馈系数
0067（
KC
69.6
放大器放大系数
K
38.9
3
p
0067
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f=1MHz，旋转编
0
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。
（1）M法测速
转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辨率
Q
465
ZT
1024
01
c
nZT
4096
转速n=1500r/min时，
M
，误差率最大值
δ
00097
097%
max
1
150
转速n=150r/min时，
102
0097
97%
（2）T法测速
6
f
9
，测速分辨率
Zn
171
误差率最大值
103
3%
2
M
98
1.55
0103
03%
98
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
15V
20A
，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻
nmU
im
=2Ω
127
（1）当系统稳定运行在Un=5V，
10A
时，系统的
n、
、
和
U各为多少？
dL
i
c
nm
电流反馈系数
im
β
dm
（1）当系统稳定运行在Un=5V，=10AI时，
dL
==5（V）nUn
500（
βI
3
75（
500
175
（2）当电动机负载过大而堵转时，n=0;
15（
dm
4（
V
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：
P
220V
min,
电枢回路
总电阻R=1.5Ω；
设
8V
，电枢回路最大电流
40A
，电力电子变
nm
cm
换器的放大倍数
40
试求：
（1）电流反馈系数β和转速反馈系数α；
（2）当电动机在最高转速发生堵转时的
U和
U的值。
（1）电流反馈系数
008
（2）当电动机在最高转速发生堵转时，n=0;
60（
8（
5（
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
σ
（1）系统的开环增益。
（2）计算过渡过程时间
t和上升时间
t
（3）绘出开环对数幅频特性。
如果要求上升时间
tr
25
，则K=?
?
典型I型系统开环传递函数为
W
Ts
（1）要求阶跃响应超调量
，则要求
KT
69
，为获得尽量短的上升时间
，选
择
则
（2）过渡过程时间
ts
上升时间
33
（3）如果要求上升时间
，则选择
16
.3%
τiτ
s+1）
i
τ
1）
开环传递函数
op
对Ⅱ型系统
σ≤
30%
，h=7
hT
0.14
h
204.1
2.8571
（0.1
PI调节器
取10kΩ
=28.571kΩ取30kΩ
R
R/i
τ=14µ
F
∆max%）（λ−z）C
b
nTN
∑n=63.4%*
nTm
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：
500kW
750
V,
760A
，电动势系数
82
，电枢回路总电阻
14
，允许电流过载倍数
λ
，触发整流
环节的放大倍数
75
，电磁时间常数
031
，机电时间常数
112
，电流反
Tl
Tm
馈滤波时间常数
002
，转速反馈滤波时间常数
设调节器输入输出电
Toi
Ton
压
，调节器输入电阻
R0
=40kΩ
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。
ω，并考虑它们是否合理？
cn
0017s，电流环小时间常数之和
Ts
0037
，要求电流超调量
，应取
，因此
Σ
oi
IT
Σi
135
KI
（1）电流环等效时间常数
0074
转速环小时间常数
0274
on
0088
760
0267（
选择转速调节器结构，其传递函数为
W
（
τ
+
1
ASR
按跟随和抗扰动性能都较好的原则，取
5,
则ASR的超前时间常数为
hTΣn
137
转速环开环增益
159
84
可得ASR的比例系数为
m
51
RT
0267
Σn
取调节器输入电阻
=40kΩ
，则
420
kΩ
，取420kΩ
7−n
26
（F
326
µ
F
，取0.33
6−on
，取2µ
F。
（2）电流环的截止频率
ω
ci
转速环的截止频率
检验近似条件
1）校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件
196
−1）
>
，满足近似条件；
ci
0017
校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件
50
91
校验电流环小时间常数近似条件
180
校验电流环传递函数近似条件
I−1
7（
校验转速环小时间常数近似条件
27
4（
，满足近似条件。
cn
on
校核转速超调量
⎛∆
⎞
max
b
⎜
⎟
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