电力拖动自动控制系统第四版习题答案.docx

1、电力拖动自动控制系统第四版习题答案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 1000100r/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 sn002100minnN=204(rmin)(1s)(1002)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=60kW，PNU N=220V，IN=305A，nN =1000 rmin， 主 电 路 总 电 阻R=018，Ce=02Vminr，求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落n为多少？N （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s 多少

2、？ N （3）额定负载下的转速降落 n 为多少，才能满足 D = 20, s 5% 的要求。 N 解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 IR305018N n = = = 274 5( r min ) N C02e （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 n2745N s=0215=215%Nn+n1000+2745NN（3）额定负载下满足D=20,s5%要求的转速降落ns1000005N n=263(rmin)ND(1s)20(1005)*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=88V,比例调节放大系数K=2,晶闸管装置放大系数K=15,反馈系数

3、=07。求：ps（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？ d （3）若把反馈系数减至 = 0.3 5 U 应为多少？ u 解：（1）输出电压 KK215ps*U=U=88=12(V)；du1+KK1+21507ps* （2）若把反馈线断开，U=KKU=21588=264 (V)；开环时的输出电压是闭环dpsu时的26412=22倍。（3）若把反馈系数减至=0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压1+KK1+215035*psU=U=12=46(V)。udKK215psUIR22012.51.5Nd a解：（1）C=0.1341Vmin/re

4、 n1500N RI12.5(1.5+1.0+0.8)N n = = = 307.6 r / min op C0.1341e ns15000.1N n = = 8.33 r / min cl D(1s)20(10.1)（2） （3） n307.6op （4）闭环系统的开环放大系数为K=1=1=35.93n8.33cl K35.93运算放大器所需的放大倍数K=13.77pK/C350.01 / 0.1341se解： R =4.8R/R =0.31251 / 3s图见 49 页解：计算系统中各环节的时间常数L0.05电磁时间常数T=0.02slR1.5+1.02GDR1.6(1.5+1.0+0.8

5、)机电时间常数T=0.082sm 375CC30e m 3750.13410.1341 晶闸管装置的滞后时间常数为T=0.00167ss为保证系统稳定，应满足的稳定条件：22T(T + T)+T0.082(0.02+0.00167)+0.00167m lssK=53.29TT0.020.00167l s可以稳定运行，最大开环放大系数是 53.292-12 有一晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机=2.8kW，UN=220V，IN=15.6A，PNnN =1500 rmin，R=15，整流装置内阻 R = 1，电枢回路电抗器电阻R=08，arecL触发整流环节的放大倍数K=35。求：s （1）系

6、统开环时，试计算调速范围 = 30 D 时的静差率 s。 （2）当 D = 30, s = 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D=30,s=10%，在U=10V时I=I，ndNn =n，计算转速反馈系数 和放大器放大系数K。Np解：先计算电动机的反电动势系数UIR22015615NNaC=0131(Vminr)e n1500N 系统开环时的额定转速降落 I(R+R+R)156(15+1+08)NarecLn=393(rmin)NopC0131e（1）系统开环时，调速范围D=30时的静差率Dn30393N s=0887=88.7%；n+Dn150

7、0+30393NN（2）当D=30,s=10%时，系统允许的稳态速降ns150001N n = = 5 56( r min ) N D(1s)30(101)（3）如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D=30,s=10%，则系统开环放大系数n 393 op K=1=169.68；n556cl * Un10转速反馈系数=00067(Vminr)n1500N KC69 .680131e 放大器放大系数 K = = 38.9 3 。 p K3500067s 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

8、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 6060转速 n=1500r/min 和 n=150r/min 时的测速分辨率Q=1465ZT10244001c nZT15004096001c 转速 n=1500r/min 时，M=1024，误差率最大值1606011=000097=0097%；max M10241 nZT1504096001c 转速 n=150r/min 时，M=1024，误差率最大值1606011=00097=097%。max M10241 （2）

9、T 法测速 6 60f601100转速 n=1500r/min 时，M=98，测速分辨率2Zn4096150022Zn40961500Q=1716 60fZn60110409615000 误差率最大值 11=0103=103%。max M19812 6 60f601100 转速 n=150r/min 时， M = = 98 ，测速分辨率 2 Zn409615022Zn4096150Q=1.55660fZn6011040961500误差率最大值11=00103=103%。max M19812 3-1双 闭 环 直 流 调 速 系 统 的 ASR 和 ACR 均 为 PI 调 节 器 ， 设 系

10、统 最 大 给 定 电 压*U=15V，nN =1500 rmin，I=20A，电流过载倍数为 2，电枢回路总电阻nm UimNR= 2，K=20，Ce=0127Vminr，求：s * （1）当系统稳定运行在 U n = 5V ，I=10A时，系统的n、U、U、U和U 各为多少？dLniicU和U 各为多少？ic解：转速反馈系数 * U15nm =001(Vminr)n1500N 电流反馈系数 * U15im =0375(VA)I220dm （1）当系统稳定运行在 U n = 5V ， = 10A I 时， dL * = = 5( V ) n U n * U5n n=500(rmin)001U

11、=I=037510=375(V)idL* U=U=375(V)iiUCn+IR0127500+102d0edLU=4175(V)。c KK20ss（2）当电动机负载过大而堵转时，n=0; * U=I=0375220=15(V)idmIR2202dm U = = = 4( V ) 。 c K20s 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=37kW，U=220V，I=20A，n=1000rmin,电枢回路NNNN*总电阻 R = 1 .5 ；设U=U=U=8V，电枢回路最大电流I=40A，电力电子变nmimcmdm换器的放

12、大倍数K=40。试求：s（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UU，U 和U 的值。d0iic解：（1）电流反馈系数 * U8im=02(VA)I40dm 转速反馈系数 * U8nm=0008(Vminr)。n1000N （2）当电动机在最高转速发生堵转时，n=0; U=Cn+IR=0+4015=60(V)d0edm* U=U=I=0240=8(V)iidmU60d0U=15(V)。c K40s 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 10%。（1）系统的开环增益。（2）计算过渡过程时间t 和上升时间t

13、。sr（3）绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间tr025s，则 K=?=?解：典型 I 型系统开环传递函数为KW(s)=s(Ts+1)（1）要求阶跃响应超调量10%，则要求KT069，为获得尽量短的上升时间t，选r择KT=069；则K=06901=69（2）过渡过程时间ts=6T=601=06(s)；上升时间tr=33T=3301=033(s)。（3）如果要求上升时间tr，满足近似条件；ci 3T300017s 校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件 113=35091(s1 )，满足近似条件；ci 3TsToi3000170002校验电流环传递函数近似条件 1K11351I 1 =637(s