发布时间 : 星期一 文章电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第4、5章更新完毕开始阅读127cc95bb5360b4c2e3f5727a5e9856a5612269c
按照无静差的要求，应选用PI调节器，
WASR(S)?Kn(?nS?1)/?nS
速度调节器参数确定：?n?hT?n,h?5,?n?hT?n?0.1367s 转速环开环增益
KN?h?16??160.54s?2222 2hT?n2?25?0.02734ASR的比例系数
Kn?(h?1)?CeTm6?0.00877?1.82?0.112??10.5
2h?RT?n2?5?0.0267?0.14?0.02734校验等效条件： 转速环截止频率?cn?KN?1?KN?n?160.54?0.1367?21.946s?1
a)1KI1136.24??64.22s?1??cn满足简化条件 3T?i30.00367b)1KI1136.24=?27.51s?1??cn满足简化条件 3Ton30.02速度调节器的实现：选R0=40K，则 Rn?Kn?R0?10.5?40?420K
Cn=Tn0.1367??0.325?F 3Rn420?10Con=4Ton4?0.02??2?F 3R040?10?1
2) 电流环的截止频率是：?ci?KI?136.24s 速度环的截止频率是：
?cn?21.964s?2
从电流环和速度环的截止频率可以看出，电流环比速度环要快，在保证
每个环都稳定的情况下，再求系统的快速性，充分体现了多环控制系统的设计特
点。
4.10 在一个转速、电流双闭环直流调速系统中，采用PWM变换器供电，转速调节器ASR，电流调节器ACR均采用PI调节器。
（1）在此系统中,当转速给定信号最大值Unm*=15V时,n=nN=1500 r/min;电流给定信号最大值Uim=10V时,允许最大电流Idm=30A,电枢回路总电阻R=1.4Ω,PWM变换器的放大倍数Ks=30 ,电动机额定电流IN =20A ,电动势系数Ce =0.128V·min/r。现系统在Un=5V ,Idl=20A时稳定运行。求此时的稳态转速n=? ACR的输出电压Uc =?
（2）当系统在上述情况下运行时,电动机突然失磁(?=0) , 系统将会发生什么现象? 试分析并说明之。若系统能够稳定下来,则稳定后n=? Un=? Ui=? Ui=? Id=? Uc =?
（3）该系统转速环按典型Ⅱ型系统设计, 且按Mrmin准则选择参数,取中频宽h=5, 已知转速环小时间常数T∑n =0.05s ,求转速环在跟随给定作用下的开环传递函数,并计算出放大系数及各时间常数。
（4）该系统由空载(IdL=0)突加额定负载时,电流Id和转速n的动态过程波形是怎样的?已知机电时间常数Tm=0.05s,计算其最大动态速降?nmax和恢复时间tv
*
*
*
1)
U*im15Vα???0.01Vmin/rn1500r/mU*im10Vβ???0.33V/AIdm30AU*n5*Un?5V,n???500r/minα0.01UE?IdlR?Cen?IdlR?0.128?500?20?1.4Uc?d0????3.067VKsKsKs30
2) 在上述稳定运行情况下，电动机突然失磁（Φ=0）则电动机无电动转矩，转速迅速下降到零，转速调节器很快达到饱和，要求整流装置输出最大电流Idm 。因
此，系统稳定后，n?0,Un?0
?? Ui?Uim?10V
Id?Idm?30A Uc?Ud0E?IdlR?0?30?1.4???1.4V KsKs303) 在跟随给定作用下，转速环处于线性状态，此时系统的开环传递函数是：
Wn?s??Kn??ns?1?
s2?T?ns?1??n?hT?n?5?0.05?0.25s
T?n?0.05
KN?h+16??48s?2 222?25?0.0522hT?n4) 空载突加额定负载时，转速有动态降落。
?nb?2((λ-z)?nNT?n2?(1?0)?20?2??625r/minTm0.128?(0.05?0.05)2IdNRT?n2?20?2?0.05??625r/minCeTm0.128?0.05?Cmax???nb?81.2%?625?507.5r/minCbCb?2FK2T?
最大动态速降：?nmax恢复时间：tv?8.8?0.05?0.44(P76表)
习题五:
5.1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?最大误差率：n?60M1ZTc6060??1.465r/min ZTc1024?4?0.01
nZTc1500?4?1024?0.01??1024 6060n?1500r/min时，M1?n?150r/min时，M1?1500r/min时，?max%?nZTc150?4?1024?0.01??102.4 606011?100%??100%?0.098% M11024150r/min时，?max%?11?100%??100%?0.98% M1102.4可见M法适合高速。
（2）T法： 分辨率：
Zn21024?4?15002??171r/min n?1500r/min时，Q?60f0?Zn60?1?106?1024?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?60f060f0，M2?，
ZnZM260?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%?M2?1?100%?1?100%?1%
97.7?1
可见T法适合低速