电力拖动自动控制系统 第四版 课后答案(2)

解：

L?50mH，GD2?1.6Nm2，R??3.3?，Ce?0.134V/rpm

Tl?L/R??0.05/3.3?0.015sTm?GD2R?/?375CeCm??1.6?3.3/?375?0.134?0.134?30/3.14??5.28/64.33?0.082sTs?0.00333s

22K??/0.0151*0.00333）?Tm?Tl?Ts??Ts??/TlTs???0.082??0.015?0.00333??0.00333??（ 可2???0.0015?0.00333/0.00004983?30.52??见与前面的K>35.955相矛盾，故系统不稳定。要使系统能够稳定运行，K最大为30.52。 2.12 有一个晶闸-电动机调速系统，已知：电动机：PN?2.8kW，UN?220V，IN?15.6A，nN?1500r/min，Ra=1.5

Ω，整流装置内阻

Rrec=1Ω, 电枢回路电抗器电阻RL=0.8Ω， 触发整流环节的放大倍数Ks?35。

(1)系统开环工作时，试计算调速范围

D?30时的静差率s值。

(2)当

D?30，s?10%时，计算系统允许的稳态速降。

*?10VD?30，s?10%，在Un时

(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求

Id?IN，n?nN，计算转速负反馈系数?和

放大器放大系数

Kp。

解：

Ce??220?15.6?1.5?/1500?0.1311Vmin/r

（1）

?nop?IN?R?/Ce?15.6?3.3/0.1311?392.68r/minnmin?1500/30?50s??nop/?n0min?392.68/?392.68?50??88.7%（2）

0.1??n/??n?50??n?5/0.9?5.56r/min（3）

*??n?KpKsUn/Ce?1?K??R?Id/Ce?1?K? ?K?Kp?Ks/Ce??*??1500?KpKsUn/Ce?1?K???R?15.6?/Ce?1?K? ???K??n/?n?1?297.48/5.56?1?52.5?opcl???2.13旋转编码器光栅数1024，倍频系数4，高频时钟脉冲频率

f0?1MHz，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

数器，M法测速时间为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：分辨率

Q?6060??1.465r/minZTc1024?4?0.01

最大误差率：

n?60M1?

ZTcn?1500r/min时，M1?nZTc1500?4?1024?0.01??1024

6060n?150r/min时，M1?1500r/min时，?max%?nZTc150?4?1024?0.01??102.4

606011?100%??100%?0.098% M11024150r/min时，?max%?可见M法适合高速。 （2）T法： 分辨率：

11?100%??100%?0.98% M1102.4Zn21024?4?15002??171r/min n?1500r/min时，Q?660f0?Zn60?1?10?1025?4?1500Zn21024?4?1502??1.55r/min n?150r/min时，Q?60f0?Zn60?1?106?1024?4?150最大误差率：

n?60f0ZM2，

M2?60f0Zn，

60?106?9.77 当n?1500r/min时，M2?1024?4?150060?106?97.7 当n?150r/min时，M2?1024?4?150n?1500r/min时，?max%?1M2?11?100%?1?100%?11.4%

9.77?1n?150r/min时，?max%?可见T法适合低速

M2?1?100%?1?100%?1%

97.7?1

习题三

3.1双闭环调速系统的ASR和ACR均为PI调节器，设系统最大给定电压

*Unm=15V，nN=1500r/min，IN=20A，电流过载倍数为2，电枢回路

总电阻

**min/r，求：（1）当系统稳定运行在Un=5V，IdL=10A时，系统的n、Un、Ui、Ui和UcR=2Ω，Ks=20，Ce=0.127V·

各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，解：(1)

Ui*和Uc各为多少？

*??Unm/nN?15V/1500rpm?0.01V/rpm当U?5V,*n转速n?*Un??5V?500rpm0.01V/rpm*Uim15V????0.375V/AIdm40AUi*??Id?0.375*10?3.75V?UiUC?即Ud0E?IdLRCenN?IdLR0.127*500?10*2????4.175VKsKsKs20n?500rpm,Un?5V,Ui*?Ui?3.75V,Uc?4.175v

（2）堵转时，

Ui*??Idm?15V，

Ud0?Cen?IdR?IdmR40*2Uc?????4V

KsKsKs203.2 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR，ACR均采用PI调节器。已知参数：电动机：PN=3.7kW，UN =220V，IN =20A，nN

=1000 r/min ,电枢回路总电阻

R=1.5Ω,设Unm**?Uim?Ucm

=8V，电枢回路最大电流

Idm=40A,电力电子变换器的放大系数Ks=40。

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Ud0,Ui*,Ui,Uc值。

*Uim8V??0.2V/A解:1）??Idm40A*Unm8V????0.008V/rpm

nN1000rpm 2)

Ud0?E?IdlR??CenN?IdlR??40A*1.5??60V

这时：

*Un?8V,Un?0，ASR处于饱和，输出最大电流给定值。

Ui*?8V,Ui?8V,

UC?Ud0KS?6040?1.5V

*3.3 在转速、电流双闭环调速系统中，调节器ASR，ACR均采用PI调节器。当ASR输出达到Uim =8V时，主电路电流达到最大电流80A。当负

载电流由40A增加到70A时，试问：（1）Ui*

应如何变化？（2）Uc应如何变化？（3）Uc值由哪些条件决定？

解: 1) ??U*im8V

I?80A?0.1V/A

dm 因此当电流从40A

?70A时， U*i 应从4V?7V变化。

2)

UC要有所增加。

3)

UC取决于电机速度和负载大小。因为 Ud0?E?IdlR??CenN?IdlR?

Ud0?

Uc?K?Cen?IdR?

sKs3.5 某反馈控制系统已校正成典型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ts 和上升时间tr ；

（3）

绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间tr <0.25s, 则K=?，?％=?

解：取

KT?0.69,??0.6,?%?9.5%

(1) 系统开环增益：

K?0.69/T?0.69/0.1?6.9(1/s)

(2)

上升时间tr?3.3T?0.33S

过度过程时间：

t3s????6T?6?0.1?0.6s

n（3）

如要求

tr?0.2s5，查表

3-1则应取

KT?1,??0.5 ,

tr?2.4T?2.4*0.1?0.24s这时

K?1/T?10,超调量=16.3%。

3.6有一个系统，其控制对象的传递函数为Wobj(s)?K110?，要求设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量??s?10.01s?1％≤5％

（按线性系统考虑）。试对系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。 …… 此处隐藏：1273字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……