《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》第三版陳伯時(shí)課后標(biāo)準(zhǔn)答案文檔

第一章閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

1-1為什么PWM—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比晶閘管一電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠獲得更好的動(dòng)態(tài)性能？

答：PWM—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：

(1)主電路線(xiàn)路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少。

(2)開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。

(3)低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1：10000左右。

(4)若與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。

(5)功率開(kāi)關(guān)器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗也不

大，因而裝置效率較高。

(6)直流電源采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。

1-2試分析有制動(dòng)通路的不可逆PWM變換器進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，兩個(gè)VT是如何工作的。

答：在制動(dòng)狀態(tài)中，-為負(fù)值，刃；就發(fā)揮作用了。這種情況發(fā)生在電動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中需要降速的

時(shí)候。這時(shí)，先減小控制電壓，使〃刃的正脈沖變窄，負(fù)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(shì)還來(lái)不及變化，因而造成￡〉你，很快使電流乙反

向，丫。2截止，在vrvT時(shí)，”“變正，于是小導(dǎo)通，反向電流沿回路

3流通，產(chǎn)生能耗制動(dòng)作用。在7</<T+3時(shí)，VT2關(guān)機(jī)門(mén)乙沿同路4經(jīng)續(xù)

流，向電源回饋制動(dòng)，與此同時(shí)，同兩端壓降鉗?。ナ顾荒軐?dǎo)通。在制動(dòng)狀態(tài)中，仙和〃、輪流

導(dǎo)通，而始終是關(guān)斷的。

在輕載電動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)平均電流較小，以致在孑彳關(guān)斷后乙經(jīng)昭續(xù)流時(shí)，還沒(méi)有達(dá)到

周期T,電流已經(jīng)衰減到零，這時(shí)昭兩端電壓也降為零，VT.便提前導(dǎo)通了，使電流反向，產(chǎn)生局

部時(shí)間的制動(dòng)作用。

1?3調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？調(diào)速范圍、靜差速降和最小靜差率之間有什么關(guān)系？為什

么說(shuō)“脫離了調(diào)速范圍，要滿(mǎn)足給定的靜差率也就容易得多了"？答：生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提

供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母D表示，即

max

其中，刃喚和兒in一般都指電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的最高和最低轉(zhuǎn)速，對(duì)于少數(shù)負(fù)

我很輕的機(jī)械，可以用實(shí)際負(fù)載時(shí)的最高和最低轉(zhuǎn)速。

當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載山理想空載增加到額定值時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落，與理

△心

想空載轉(zhuǎn)速之比，稱(chēng)作靜差率s,即S=

或用百分比表示

在直流電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)中，一般以電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速勺作為最高轉(zhuǎn)速

△/A,An

n.ALi△_(!ns)△n

fflIY

max

umin△心(inS)

由上式可看出調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍、靜差速降和最小靜差率之間的關(guān)系。對(duì)于同一個(gè)調(diào)速

系統(tǒng)，△心值一定，如果對(duì)靜差率要求越嚴(yán)，即要求S值越小時(shí)，系統(tǒng)能夠允許的調(diào)速

范圍也越小。一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時(shí)還能滿(mǎn)足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范

圍。

1-4某一調(diào)速系統(tǒng)，測(cè)得的最高轉(zhuǎn)速特性為刃％=150()廠/min,最低轉(zhuǎn)速特性為

叼加〃=150廠/min,帶額定負(fù)載時(shí)的速度降落二15廠/min,且在不同轉(zhuǎn)速下額

定速降

△心?不變，試問(wèn)系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？

解系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍為n.

max

150□15

〃△心X100%11X15X100%=10%

系統(tǒng)允許的靜差率

心+〃△/?.V1500+11x

15

1-5某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1500-150”min,要求系統(tǒng)的靜差率S<2%，那么

系

統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是多少？如果開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100r/min,則閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍

數(shù)應(yīng)有多大？

因?yàn)?/p>

幾八」50X0.02=3>06r/m.n

所以1口0.02

因?yàn)?/p>

z\100

"□1=□1=31.7

所以△3.06

1?6某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)為15時(shí)，額定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)的速降為8r/min,如果

將開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)提高到3(),它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調(diào)速范圍可以擴(kuò)大多

少倍？

解(1)因?yàn)?/p>

Ri(LA,HK)=k(

1+15)=128所以-A=(

RI128

則△N=---------------==4.13r/min

刀

Q(i+K)1+30

由〃口心S翻句大知不變的情況下，D只與△心?有關(guān)

(2)由〃==____________,可知在sc和小,

Zi%(1□

S)

調(diào)速范圍擴(kuò)大1.94倍。

1-7某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍”2(),額定轉(zhuǎn)速心二15()()r/min,開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)速降

落

△刀如=240廠/min,若要求系統(tǒng)的靜差率由10%減少到5%,則系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益將如何變

解；當(dāng)s=l()%時(shí)，An

gso._______________

ZU-s)20x(l-o.1)

△彳Zx240

op

此時(shí)K=□1=一□1=27.8

58.331500x3.95r/min

0.05

八?

當(dāng)s=5%時(shí)，

"A1-s)20x(1-0.05)

△IA

?p

240

此時(shí)K=-----□1=—□1=59.8

Anc!3.95

則若要求系統(tǒng)的靜差率由10%減少到5%,則系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益將變大。

1-8轉(zhuǎn)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動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？為什么？如果給定

電壓不變，調(diào)節(jié)測(cè)速反饋電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測(cè)速發(fā)電機(jī)的

勵(lì)磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無(wú)克服這種干擾的能力？

答：(1)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有以下三個(gè)基本特征

①只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被被調(diào)量仍是有靜差的。

②反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動(dòng)，服從給定。擾動(dòng)性能是反饋控制系統(tǒng)最突出的特征

之一。

③系統(tǒng)的精度依賴(lài)于給定和反饋檢測(cè)的精度。

(2)改變給定電壓會(huì)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因?yàn)榉答伩刂葡到y(tǒng)完全服從給定作用。

(3)如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)測(cè)速反饋電壓的分壓比或測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，它不

能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會(huì)增大被調(diào)量的誤差。反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)

包圍的前向通道上的擾動(dòng)。

1?9在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻、測(cè)速發(fā)電

機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起轉(zhuǎn)速的變化，問(wèn)系統(tǒng)對(duì)上述各量有無(wú)調(diào)節(jié)能力？為什么？答：

當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)對(duì)其有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓是系統(tǒng)的給定反饋控制系統(tǒng)完全服

從給定。

負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻變化時(shí)系統(tǒng)對(duì)其有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)樗麄兊淖兓罱K會(huì)

影響到轉(zhuǎn)速，都會(huì)被測(cè)速裝置檢測(cè)出來(lái)。再通過(guò)反饋控制作用，減小它們對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響。

測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí)，它不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會(huì)增大被調(diào)量的誤

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

110杓一V—M調(diào)速系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：Rv=2.2W；UN=220/,/A-=12.54

n,v=I500r/min,電樞電阻心二1.2Q,整流裝置內(nèi)阻心”=1.5Q,觸發(fā)整流環(huán)

節(jié)的放

人倍數(shù)二35o要求系統(tǒng)滿(mǎn)足調(diào)速范圍D=20,靜差率S<10%。

(1)計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降△{/.

(2)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫(huà)出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖。

(3)調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng)〃口=15K時(shí)，/=/,n=n,則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)a應(yīng)

ndNN

該是

多少？

(4)計(jì)算放大器所需的放大倍數(shù)。

解：(1)先計(jì)算電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)系數(shù)

C-你口IX心

220□12.5x1.21500

0.1367PDmin/r

則開(kāi)環(huán)系數(shù)額定速降為

(1.2+1.5)

Anop=_Ld?=12.5=246.9廠/min

Ce0.1367

額定負(fù)載時(shí)的穩(wěn)態(tài)速降應(yīng)為

An=n<150()x=8.33r/min

7Q<------------------

0.1

6僅I-s)20x(1-0.I)

(2)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如下所示

oc

轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)的原理圖

U

(3)當(dāng)Ult=〃時(shí)，療=/臚仁叭》則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)a應(yīng)

15K”該是

□□

cx_Z-15

=0.01

n/7v1500

(4)閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)方放大系數(shù)應(yīng)為

A/7246.9

叩□1=□1=28.64

58.33

運(yùn)算放大器所需的放大倍數(shù)

28.64=11.19

aK"0701x35/

0.1367

在題1-10的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中增設(shè)電流截止環(huán)節(jié)，要求堵轉(zhuǎn)電流/他＜2/,I■臨

界

截止電流/血.〉1.2Z”,應(yīng)該選用多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻？要求電流反饋采樣

電阻不超過(guò)主電路總電阻的1/3,如果做不到，需要噌加電流反饋放人器，試附出系統(tǒng)的原理圖

和靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，并計(jì)算電流反饋放大系數(shù)。這時(shí)電流反饋采樣電阻和比較電壓各為多少？

〃口+〃<21

COffl

I二R

解：因?yàn)?

s

/_Ueg>1?2/

L---------

R

s

且U口=15V,計(jì)算可得/?=1.50,=22.5V

U

nscom

<21

com

I=一

dbl

S

=Ucom1.2Z

dcrKRs'

1-12某調(diào)速系統(tǒng)原理圖如圖1-58所示，已知數(shù)據(jù)如下：電動(dòng)機(jī)：P,=18MU=220人

IN=944nN=lOOOr/min，出二0八50,整流裝置內(nèi)阻心”=0.30,觸發(fā)整

流環(huán)節(jié)

的放大倍數(shù)心=40.最大給定電壓伽口=15/,當(dāng)主電路電流達(dá)到最大值時(shí)，整定電

反饋電壓/沏二ior

設(shè)計(jì)指標(biāo)：耍求系統(tǒng)滿(mǎn)足調(diào)速范圍D-20,靜差率s<10%,Idb!=1.5ZA.,0hicr-

1?IINo

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

(1)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a。

(2)調(diào)節(jié)器放大系數(shù)斤八

(3)電阻人的數(shù)值。(放大器輸入電阻尺廠20人。)

(4)電阻心的數(shù)值和穩(wěn)后管VS的擊穿電壓值。解：(1)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)a應(yīng)該是

□□

化化=0.015

a、二......

15

n1000

(2)先計(jì)算電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)系數(shù)

f/n/=220n94x().15

vv=0.2059K□min/

1000

心

則開(kāi)環(huán)系數(shù)額定速降為

(0.15+0.3)

△門(mén)譏「91=205.4”min

0.2059

△n=/7?.1000x=5.56r/min

"N°C

0.1

Z(1-s)20x(1-0.1)

閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)應(yīng)為

/n205.4

°P1=□1=35.9

△%5.56

運(yùn)算放大器所需的放大倍數(shù)

Kp=K35.9=12.3

。/0.015x40/

cc0.2059

1?13在電壓負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用，為

什么？

(I)放大器的放大系數(shù)；

(2)供電電網(wǎng)電壓；

(3)電樞電阻&；

(4)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流；

(5)電壓反饋系數(shù)Yo

答：在電壓負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)放大器的放大系數(shù)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)

節(jié)作用再通過(guò)反饋控制作用，因?yàn)樗麄兊淖兓罱K會(huì)影響到轉(zhuǎn)速，減小它們對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影

響。

電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻心發(fā)生變化時(shí)仍然和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)一樣，因?yàn)殡姌须娮杼幱诜答伃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)的給定反饋控制系統(tǒng)完

全服從給定。

當(dāng)電壓反饋系數(shù)Y發(fā)生變化時(shí)，它不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會(huì)增大被調(diào)量的誤

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

1一13有一個(gè)V—M系統(tǒng)，已知I：電動(dòng)機(jī)：&=2.8W,U那片22OK/&=15.6X

nN=1500r/min,R=1.5Q,整流裝置內(nèi)阻=IQ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放

大倍數(shù)

(1)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)工作時(shí)，試計(jì)算調(diào)速范圍030時(shí)的靜差率s值。

(2)當(dāng)D=30,s=10%,計(jì)算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。

(3)如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求D=30,s=10%，在〃口=10T時(shí),

Id=/臚n=nN,計(jì)算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)a和放大器放大系數(shù)斤°。

(4)如將上述調(diào)速

系統(tǒng)改為電壓

負(fù)反饋仃靜差

調(diào)速系統(tǒng)，仍

要求〃口二ior

時(shí)，n

Id=/臚n=g并保持系統(tǒng)原來(lái)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)K不變，試求在D=30時(shí)靜

差率。

解：（1）系統(tǒng)開(kāi)環(huán)工作師

220□15.6x1.5

=0.1311Tnmin/r

1500

則開(kāi)環(huán)系數(shù)額定速降為

(L5+1)

An_7,15.6=297.S"min

op一□-----

0.1311

閃30x297.5

則s=-----------x100%=-----------------------X100%=85.6%

nN+DAnN1500+30x297.5

(2)當(dāng)D=30,s=10%,系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降

□□

=0.007

a

10

△刃=Ss1500K二5-56廠/min

0.I

Al-s)30x(1-0.1)

(3)當(dāng)〃口=時(shí),Lri心,則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)ex應(yīng)該

iorn=nN是

nnv1500

閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)應(yīng)為

297.5

nK二如口1=□1=52.51

Ane5.56

運(yùn)算放大器所需的放大倍數(shù)

Kn=K52.51=30.6

aKS/0.007x35/

30.1311

(4)在電壓負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，開(kāi)環(huán)與閉環(huán)的速降是一樣的，所以△刃門(mén)=△%=297./

min

/7vx100%=30xx100%=85.6%

s------------------

為，+門(mén)、-297.5

1500+30X

297.5

1-15在題1-10的系統(tǒng)中，若主電路電感L-50mH，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分的飛輪慣量

GW=1.6”口分，整流裝置采用三相零式電路，試判斷按題1-10要求設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速

反饋系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行？如果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，允許的最大開(kāi)環(huán)放大系數(shù)K是多少？

解：計(jì)算系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的時(shí)間

常數(shù)：

L0.05

電磁時(shí)間常數(shù)T==0.01855

R1.2+1.5

機(jī)電時(shí)間常數(shù)

375G&375x0.1367x30x

0.1367

7T

三相橋式整流電路，晶閘管裝置的滯后時(shí)間常數(shù)為7,=0.00167s

為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，開(kāi)環(huán)放大系數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足的穩(wěn)定條件：

7(7+7)+0.065x(0.0185+0.00167)+0.001672

T1

K<-------L——J------------------#------------------------------------=42.5

=0.00167

因?yàn)?3.>28.75,所以該系統(tǒng)不可以穩(wěn)定運(yùn)行，

如果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，允許的最大開(kāi)環(huán)放大系數(shù)K最大為23.1.

1?16為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無(wú)靜差的？在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸

入偏差電壓△〃二0時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它取決于那些因素？答；在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，

當(dāng)^〃“變化時(shí)，只要其極性不變，積分調(diào)節(jié)器的輸出〃。便一直增長(zhǎng)；只有達(dá)到〃口;“，

△/=()時(shí)，〃才停止上升；不到變負(fù)，〃不會(huì)下降。當(dāng)

nitnrnrn

A/=0

時(shí)，并不是零，而是一個(gè)終值；如果不再變化，這個(gè)終值要保持恒定而不再變

化，

這是積分控制的特點(diǎn)。因此，積分控制可以使系統(tǒng)在無(wú)靜差的情況下保持恒速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)靜

差調(diào)速。比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀，而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏

差量的全部歷史。雖然現(xiàn)在二0,但歷史上有過(guò)△〃八其積分就有一定數(shù)值，足以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運(yùn)行

時(shí)需要的控制電壓〃C。

L17在無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度

的影響？并說(shuō)明理由。答：系統(tǒng)的精度依賴(lài)

于給定和反饋檢測(cè)的精度。

因此轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度還受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響。

1-18采用比例積分調(diào)節(jié)器控制的電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的速度是否有靜差？為

什么？試說(shuō)明理由。

答：采用比例積分調(diào)節(jié)器控制的電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的速度是無(wú)靜差的。電壓負(fù)

反饋實(shí)際是一個(gè)自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)，只有被包圍的電力電子裝置內(nèi)阻引起的穩(wěn)態(tài)速降被戒小到

1/(1+K),它的穩(wěn)態(tài)性能比帶同樣放大器的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)要差。但基本控制原理與轉(zhuǎn)速負(fù)反

饋類(lèi)似。它與轉(zhuǎn)速負(fù)反饋一樣可以實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差調(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、電流雙閉環(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)什么參數(shù)？改變轉(zhuǎn)

速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)心行不行？改變電力電子變換器的放大倍數(shù)心行不行？改變

轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a行不行？若耍改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)？

答：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，各變量之間有下列關(guān)系

U=U=an=annno

因此轉(zhuǎn)速刀是由給定電壓〃□決定的；改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)也可以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。改變轉(zhuǎn)

速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)心和電力電子變換器的放大倍數(shù)心不可以。

2-2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是

多少？為什么？答：當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，它們的輸

入偏差電壓都是零

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓〃口決定了電流給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR

ini

的輸出限幅電壓U5限制了電力電子變換器的最大輸出電壓U掰。

2-3如果轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不是PI調(diào)節(jié)器，而改為P調(diào)節(jié)

器，對(duì)

系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能將會(huì)產(chǎn)生什么影響？

答：改為P調(diào)節(jié)器時(shí)其輸出量總是正比于輸入量，PI調(diào)節(jié)器的輸出量在動(dòng)態(tài)過(guò)程中決定于輸

入量的積分，到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)，輸入為零，輸出的穩(wěn)態(tài)值與輸入無(wú)關(guān)而是山它后面環(huán)節(jié)的需要決定

的。

2?4試從下述五個(gè)方面來(lái)比較轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速

系統(tǒng)：

(1)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性；

(2)動(dòng)態(tài)限流性能；

(3)起動(dòng)的快速性；

(4)抗負(fù)載擾動(dòng)的性能；

(5)抗電源電壓波動(dòng)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)

速刀是由給定電壓〃口決定的。

ASR的輸出量處i是由負(fù)載電流7dL決定的?？刂齐妷菏系拇笮t同時(shí)取決于〃和幣，或者

說(shuō)，同時(shí)取決于〃”和TdL。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算是和無(wú)靜差系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算相

似。

帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性特點(diǎn)：電流負(fù)反饋的作用相當(dāng)于在主電路

中串入一個(gè)大電阻炸胚心、因而穩(wěn)態(tài)速降極大，特性急劇下垂；比較電壓”m與給定電壓

臨*的作用一致，好象把理想空載轉(zhuǎn)速提高了。這樣的兩段式靜特性常稱(chēng)作下垂特性或挖土機(jī)特

性。

(2)

(3)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò)程有以下三個(gè)特點(diǎn)：飽和非線(xiàn)性控制、轉(zhuǎn)速超調(diào)、準(zhǔn)時(shí)

間最優(yōu)控制。

(4)由動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖中可以看出，負(fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR

來(lái)產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)的作用。在設(shè)計(jì)ASR時(shí)，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)。

(5)在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的作用點(diǎn)離被調(diào)量較遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)作用受到多個(gè)環(huán)節(jié)

的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動(dòng)的性能要差一些。雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流

內(nèi)環(huán)，阻壓波動(dòng)可以通過(guò)電流反饋得到比較及時(shí)的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回

來(lái)，抗擾性能大有改善.

2-5在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)

載運(yùn)

行時(shí)，轉(zhuǎn)速反饋線(xiàn)突然斷線(xiàn)，系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓△乞是否

為零？為什么？

2?6在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速給定信號(hào)〃「未改變，若增大轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)

n

系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓〃〃是增加還是減少？為什么？

2?7在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器ASR、ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)：

電動(dòng)機(jī):Ps=3.7般,你劫機(jī)長(zhǎng),//7=201郎=1000〃11±1,電樞回路總電阻

=1.5Q,設(shè)〃口.二|1口二〃=8K,電樞回路最大電流/

nmtmomdm

=40，電力電子變換器的

放大系數(shù)心二40。試求：

(1)電流反饋系數(shù)D和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a;

(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的UdUP、"、/值。

解：（1）穩(wěn)態(tài)時(shí)

〃口

因?yàn)?血=一莎

□

〃2

所以|J-=0.2K/4

=40

/如

〃匚8=0.008K□min/

ry=nm

1000

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

U沁=吸誦+A斤=40x1.5=60Au-=口耳=P4/=8r

1.5K

2?8在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器ASR、ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)ASR輸出達(dá)

到〃口=8時(shí)，主電路電流達(dá)到最大電流80A”當(dāng)負(fù)載電流由40A增加到70A時(shí)，試

im

問(wèn)：

(1)〃口應(yīng)如何變化？

1

(2)〃應(yīng)如何變化？

(3)“°值由哪些條件決定？

2?9在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定，作點(diǎn)正常運(yùn)行，現(xiàn)因果種

原因使電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源電壓突然下降一半，系統(tǒng)1：作情況將會(huì)如何變化？寫(xiě)出/口、

U你及n在系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定后的表達(dá)式。

2-10某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型I型系統(tǒng)。已知時(shí)間常數(shù)T=0.氐要求階躍響應(yīng)超調(diào)量

(1)求系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益；

(2)計(jì)算過(guò)度過(guò)程時(shí)間八和上升時(shí)間tT；

(3)繪出開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性。如果要求上升時(shí)間r,<0.25s，則K=？，cy二？

241有一個(gè)系統(tǒng)，其控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為俗3)二二------------------，要求設(shè)計(jì)一個(gè)

咖TS+10.01S+1

無(wú)靜差系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量OV5%(按線(xiàn)性系統(tǒng)考慮)。試對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正,

決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。

⑸二￡5(75+

2126一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，具控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為"舄

，要求

0

5(0.

02s

+1)

校正為典型n型系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量0<30%(按線(xiàn)性系統(tǒng)考慮)。試決定調(diào)

節(jié)

器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。

(s)18

2-13調(diào)節(jié)對(duì)象的傳遞函數(shù)為必林，要求用調(diào)節(jié)器分別將其校

=(0.25s+1)(0.005s

+D

正為典型i型和n型系統(tǒng)，求調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。

2?14在一個(gè)由三相零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，已知電司機(jī)的額定

數(shù)據(jù)為：。$二60￡俗，U=2207,1O=308A,=1000r/min,電動(dòng)勢(shì)系數(shù)

G=0.196/0min/，?，主回路總電阻0.180,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)心=

35。電

磁時(shí)間常數(shù)7；=0.012s,機(jī)電時(shí)間常數(shù)石=0.12s,電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)必二

0.0025s,

轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)乙二0.015s。額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電(，:口)二10K,調(diào)節(jié)器ASR、

壓

ACR飽和輸出電壓〃口=8K,(/=6.5V°

imom

系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，調(diào)速范圍410,電流超調(diào)量o；＜5%,空載

起

動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量?！皏10%。試求：

(1)確定電流反饋系數(shù)0(假設(shè)起動(dòng)電流限制在339A以?xún)?nèi))和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)OC;

(2)試設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器ACR,計(jì)算其參數(shù)心、:、C,”?“畫(huà)出其電路圖，調(diào)節(jié)器輸

入回路電阻心=40￡Q;

(3)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR,計(jì)算其參數(shù)心、玖、①。(幾二40W);

(4)計(jì)算電動(dòng)機(jī)帶40%額定負(fù)載起動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。八

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

解：1.電流反饋系數(shù)口和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a分別為

〃口二二0.0236K/A

Ph8

%339

Uu==0.01Anmin/r

a=10

%1000

2.(1)確定時(shí)間常數(shù)

①整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)Ts.按表1-2，三相零式電路的平均失控時(shí)間Ts=O.0033s.

②電流濾波時(shí)間常數(shù)陶?三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是3.3ms,為了基本濾平波頭，應(yīng)有

(1-2)T°i=3.33ms，因此取T-2.5ms=0.0025s.

③電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和口按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取7人.二■+￡??=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o<5%,并保證穩(wěn)態(tài)電流無(wú)差，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器?電流

式控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)見(jiàn)式(2-57)-

T0.012s

檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：_==2.07,參照表2.3的典型I型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)

T0.0058s

抗擾性能,各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的.

(3)計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)

電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：T=T=0.012s.

/1

電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：要求O<5%時(shí)，按表2-2,應(yīng)取攵廠=0.5,因此

TO.0058s

Kr/?86X0.012X0.18

于是,ACR的比例系數(shù)=一一」-=0.225

為：

K,35x0.0236

電流環(huán)截止頻率：=K=86盧1

①晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件

11=1OU01>3

343x

滿(mǎn)足近似條件?0.0033s占

②忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件

滿(mǎn)足近似條件.

③電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件

116.15(),

3TSTN30.0033sx0.0025s

滿(mǎn)足近似條件.

(5)計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻電容

由圖2-25,按所用運(yùn)算放大器取兒=40kQ,各電阻和電容值為

R：=K.R=0.225x402Q=%。

].33Xion6F=i.33p尸，取1.33y/

C=T^=Q>012F=

R：9x103

4F.4xO.0025,

-oi.F=0.25X!0O6F=0.25口尸，取0.2n產(chǎn)

40Xio*s

按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為o廠4.3%<5%(見(jiàn)表2-2),滿(mǎn)足設(shè)

要求.

3.(1)確定時(shí)間常數(shù)

1=27=2x0.()()58A=

?電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/心?已取K避.=0.5,刀().0116s

K/

1

②轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)Ton?根據(jù)所用測(cè)速發(fā)電機(jī)紋波情況，取Ton=0.01S.

③轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)7-按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取

E〃

L+J

=0.0116s+0.015s=0.026T

2+1)

K」

(2)選擇轉(zhuǎn)速調(diào)吊帑結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求，選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)S)=TnS

(3)計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取治3,則ASR的超前時(shí)間常數(shù)

為7"=3x0.0266s=0.0798s

=hTn--------------

S

K產(chǎn)力+14c32=314io02

山式(2-75)nJ得轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益：入

2處22x32X

0.02662

7是，由式(2?76)可得ASP的比例系數(shù)為:

(力+1)|3

。I2x3x0.01x0.18x

2力aRnr7T

0.0266

(4)檢驗(yàn)近似條件3_(廠“=314.1x0.07985。1=25-1嚴(yán)

由式(2-33)得轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為：c“3〃

①電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為：

1KJ=8c01=40.6$d、

,滿(mǎn)足簡(jiǎn)化條件

330.0058cn

E,

②轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為:

=25.2嚴(yán)

,滿(mǎn)足近似條件.

(5)計(jì)算調(diào)節(jié)器訶和電容=7.73x40WQ=309.2￡Q，取310￡0

根據(jù)圖2-27,取心二40kQ,

a6

rzj=F=0.257x10F=0.257口尸，取0.257y尸

0.0798

310x

103

474x0.015

onF=1.5x10U6Z7=1.5inF,MX1.5PF

R。40x103

(6)校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h=3時(shí)，由表2-6查得,

o“=52.6%,不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求.實(shí)際上，由于表2-6是按線(xiàn)性系統(tǒng)

計(jì)算的，而突加階躍給定時(shí),ASR飽和，不符合線(xiàn)性系統(tǒng)的前提,應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新

計(jì)算超調(diào)量v

(7)由表2-7查得，由力=3得，△:x/=72.2%

339

—=L1

308x0.18

r308

An0266

刀〃=2x72.2%xl.lx0L196X°-

n9.96%<10%

-z)

10000.12

4.如果只起動(dòng)

5?空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間

06口7.73xx0.0266=0.386s

10

□()刀”口4&□0.0236x308

?KU

〃口f□

□QUndi.°口

2?15有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)謊速系統(tǒng)，主電路采用三相橋式整流電路。已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為:

P,二555凰，U=750P,r=7604nf=375F/min,電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Q=582K□min/廠,電樞回

路總電阻R=0.14Q,允許電流過(guò)載倍數(shù)入=1.5,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)

斤$=75。電磁時(shí)間常數(shù)7；=0.0315,機(jī)電時(shí)間常數(shù)石=0.112s,電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)

Toi=，轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)焉二o設(shè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓

0.00250.025

廣二廠二U=10K,調(diào)節(jié)器輸入電阻斤=40W.

nmmiom1)

設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，電流超調(diào)量O；<5%,空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量

0/?<1()%0電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并取參數(shù)KT=0.5o

(1)選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并計(jì)算其參數(shù)；

(2)計(jì)算出流環(huán)的截止頻率3c和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率3紉，并考慮它們是否合理。

2-16在一個(gè)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)V—M系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR,電流調(diào)節(jié)器ACR均采用

PT調(diào)節(jié)器。

(1)在此系統(tǒng)中，當(dāng)轉(zhuǎn)速給定信號(hào)最大值〃口=15K時(shí)，n=a=1500r/

nmN

min；電

流給定信號(hào)最大值〃角二ior時(shí)，允許最大電液/>30〃，電樞回路總電阻&二2Q,晶

聞管裝置的放大倍數(shù)Ks=,電動(dòng)機(jī)額定電流IN=2。，電動(dòng)勢(shì)系數(shù)

30A

C=0.128PDmin/r,現(xiàn)系統(tǒng)在〃口=5K,7=20/(時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行.求此時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n=?cnal

ACR的輸出電壓〃。T

(2)當(dāng)系統(tǒng)在上述情況下運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)突然失磁(①=0),系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？

試分析并說(shuō)明。若系統(tǒng)能夠穩(wěn)定下來(lái)，則穩(wěn)定后尸？uJUJIdJucA-n?-

□

(3)該系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)按典型n型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，且按財(cái)血準(zhǔn)則選擇參數(shù)，取中頻寬25,

已知轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)P=0.05s,求轉(zhuǎn)速環(huán)在跟隨給定作用下的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，并計(jì)算

出放大系數(shù)及各時(shí)間常數(shù)。

(4)該系統(tǒng)由空載(/血二0)效額定負(fù)我時(shí)，電流公和轉(zhuǎn)速n的動(dòng)態(tài)過(guò)程波形是

怎樣的？已知機(jī)電時(shí)間常數(shù)刀尸0.055,計(jì)算其最大動(dòng)態(tài)速降△/?嘶和恢復(fù)時(shí)間?。

2/7有?轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的H性形雙極式PWM直流調(diào)速系統(tǒng)，已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：

=2()0H',UN=48P,人=3.7人/四二久乂萬(wàn)八口^^電樞電阻凡=6.5Q,電樞回路總電阻冗二

8Q,允許電流過(guò)載倍數(shù)入二2，電勢(shì)系數(shù)Q=0.12K□min/r,電磁時(shí)間常數(shù)

Tf=0.015s，機(jī)電時(shí)間常數(shù)乙=0.2s,，電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)=0.（X）I5，轉(zhuǎn)速

反饋

波波時(shí)間常數(shù)砂二0.005s。設(shè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓伽口幣〃口。"一U=10K,調(diào)節(jié)

器輸入

電阻心=40>CQ。已計(jì)算出晶體管D202的開(kāi)關(guān)頻率仁1kHz,PWM環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)

心=4.80

試對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，電流超調(diào)量o.<5%;空戰(zhàn)起

引到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量o“v20%;過(guò)載過(guò)程時(shí)間一<0-Iso

第3章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制

34直流電機(jī)額定轉(zhuǎn)速?=375P/min,電樞電流額定值為/洲=760，允許過(guò)流倍

數(shù)

入=1.5,計(jì)算機(jī)內(nèi)部定點(diǎn)數(shù)占一個(gè)字的位置（16位），試確定數(shù)字控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋

存

儲(chǔ)系數(shù)和電流反饋存儲(chǔ)系數(shù)，適當(dāng)考慮余量。

解：定點(diǎn)數(shù)長(zhǎng)度為1個(gè)字（16位），但最高位須用作符號(hào)位，只有15位可表示量值，故最大存

儲(chǔ)值Dmax=2凡1。電樞電流最大允許值為1.5卜,考慮到調(diào)節(jié)過(guò)程中瞬時(shí)值可能超過(guò)此值，故

取WI.SIN0因此，電樞電流存儲(chǔ)系數(shù)為

□1=23.95/'

2二32768

Kp二

1.8/.v1.8x760

額定轉(zhuǎn)速nN=375r/min,取nmax=l.3nN,則轉(zhuǎn)速存儲(chǔ)系數(shù)為

2,5□132768

Ka=--------=k~3-*—min/r=67.21min/r

1.3/?、375

對(duì)上述運(yùn)算結(jié)果取整得心，=23〃巴K==67min/八

Pa

3?2旋轉(zhuǎn)編碼器光柵數(shù)為1024,倍頻系數(shù)為4,高