1、運(yùn)動(dòng)控制直流部分復(fù)習(xí)題一、填空：1. 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)主要是指 和靜差率。2. 采用v-m系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)處于深調(diào)速狀態(tài)時(shí)，功率因數(shù)將較 。3. 直流調(diào)速系統(tǒng)中，晶閘管觸發(fā)和整流裝置的傳遞函數(shù)可近似成 環(huán)節(jié)，時(shí)間常數(shù)稱為 。4. 晶閘管-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中， 環(huán)為內(nèi)環(huán)， 環(huán)為外環(huán)。5. 雙慣性環(huán)節(jié)校正成典型型系統(tǒng)，引入的調(diào)節(jié)器是 調(diào)節(jié)器。6 直流調(diào)速的方法包括改變電樞回路電阻調(diào)速、 調(diào)速和減弱磁通調(diào)速。7閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)于_ 的擾動(dòng)具有抑制作用，而對(duì)于_ _的擾動(dòng)則無(wú)能為力。8轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)_ _的限幅值可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)最大電流；調(diào)節(jié)_ _的限幅值可以調(diào)節(jié)upe的最

2、大輸出電壓。9雙極性直流pwm變換器的占空比 ，當(dāng) 時(shí)，輸出平均電壓為正，要使輸出平均電壓為負(fù)，應(yīng)使 。二、選擇題1.下列說(shuō)法正確的是（ ） a 積分調(diào)節(jié)器的輸出決定于輸入偏差量的歷史過(guò)程。 b 比例控制可以使系統(tǒng)在偏差電壓為零時(shí)保持恒速運(yùn)行。 c 比例調(diào)節(jié)器可以實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差。 d 采用積分調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)相應(yīng)快。2.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器具備的作用為（ ） a 對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。 b 對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用。 c 輸出限幅決定允許的最大電流。 d 使轉(zhuǎn)速跟隨轉(zhuǎn)速給定電壓變化。3.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不具備的作用為（ ） a 對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。 b 對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用

3、。 c 輸出限幅決定允許的最大電流。 d 使轉(zhuǎn)速跟隨給定電壓變化。4.在工程設(shè)計(jì)中，如果將系統(tǒng)校正成典型型系統(tǒng)的過(guò)程，kt值取為（ ）時(shí)為無(wú)超調(diào)。 a 0.25 b 0.5 c 0.75 d 1.05. 采用工程設(shè)計(jì)法的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流環(huán)設(shè)計(jì)成典型（）型系統(tǒng)，引入的電流調(diào)節(jié)器為（ ）調(diào)節(jié)器。 a pi b pi c p d p6. g-m直流調(diào)速系統(tǒng)中的g指的是哪一種直流電源（ ）。 a 直流發(fā)電機(jī)； b 靜止整流器； c 脈寬調(diào)制電源； d 以上情況均可能。三、分析與簡(jiǎn)答1.在調(diào)速系統(tǒng)中，為什么在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中晶閘管整流裝置的控制電壓前面沒(méi)有加放大器，而在閉環(huán)之后要添加放大器？2. 雙

4、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電流調(diào)節(jié)器的作用各是什么？3.采用雙極型pwm變換器的調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，電樞電流是否等于零，為什么？4. 假設(shè)某轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電源電壓突然降低，則該調(diào)速系統(tǒng)將如何進(jìn)行調(diào)節(jié)，請(qǐng)結(jié)合穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖加以說(shuō)明。5. 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，asr限幅對(duì)應(yīng)1.5倍額定電流，但是在空載額定勵(lì)磁穩(wěn)速運(yùn)行時(shí)突加額定轉(zhuǎn)矩負(fù)載，轉(zhuǎn)速不能回到給定轉(zhuǎn)速，請(qǐng)分析原因？6. 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(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)速反饋線突然斷線，試分析系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速、電樞電流的情況。7. 寫(xiě)出直流電動(dòng)機(jī)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的臨界放大系數(shù)表達(dá)式

5、，并請(qǐng)說(shuō)明表達(dá)式中各個(gè)參數(shù)含義。8. 請(qǐng)寫(xiě)出雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程的三個(gè)特點(diǎn)。9. 請(qǐng)簡(jiǎn)述h型雙極式pwm變換器的缺點(diǎn)。四、設(shè)計(jì)題1、某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：直流電動(dòng)機(jī)220v、136a、1460r/min，ce=0.132vmin/r，允許過(guò)載倍數(shù)l=1.5。晶閘管裝置放大系數(shù)40。電樞回路總電阻0.5w。時(shí)間常數(shù)tl=0.03s，tm=0.18s。電流反饋系數(shù)b=0.05v/a（10v/1.5in），轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a=0.007vmin/r（10v/nn）。將電流環(huán)校正成典型型系統(tǒng)，取kt=0.5；將轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型型系統(tǒng)，取h=5。電流環(huán)濾

6、波時(shí)間常數(shù)0.002s；轉(zhuǎn)速環(huán)濾波時(shí)間常數(shù)0.01s。請(qǐng)選擇并設(shè)計(jì)各調(diào)節(jié)器參數(shù)。請(qǐng)選擇并設(shè)計(jì)各調(diào)節(jié)器參數(shù)。2、有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng),已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：pn =5.5kw，un =220v，in =28a，nn=1490 r/min，電樞回路電阻r=0.8,允許電流過(guò)載倍數(shù)=1.8，電磁時(shí)間常數(shù)tl=0.048s，機(jī)電時(shí)間常數(shù)tm=0.185s，主電路采用三相橋式整流電路，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)ks=35，整流電裝置內(nèi)阻rres=1.3，平均失控時(shí)間常數(shù)ts=0.0017s,最大輸入、輸出電壓均為10v，電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)toi=0.002s，轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)ton=0.015s。

7、（1）計(jì)算電流反饋系數(shù)，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。（2）按典型i型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)和參數(shù)，其中kt=0.5。（3）按典型ii型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，其中h=5，選擇調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)并計(jì)算參數(shù)。 (計(jì)算時(shí)小數(shù)點(diǎn)后保留3位，若數(shù)值較小時(shí)，應(yīng)保留三位有效位)（19分）3、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)控制系統(tǒng)如下圖所示，已知數(shù)據(jù)如下：電動(dòng)機(jī)：，。整流裝置內(nèi)阻,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)。最大給定電壓，當(dāng)主電路電流達(dá)到最大值時(shí),整定電流反饋電壓。設(shè)計(jì)指標(biāo)：要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍，靜差率。1. 計(jì)算ce，額定負(fù)載時(shí)，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降nop，滿足靜差率要求時(shí)， 閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降ncl及閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)k。2. 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，調(diào)節(jié)器放大

8、系數(shù)。3. 定性畫(huà)出當(dāng)時(shí)，和的閉環(huán)靜特性。4系統(tǒng)是否有靜差？若有靜差，應(yīng)采取何種實(shí)際可行的措施消除靜差。(計(jì)算時(shí)小數(shù)點(diǎn)后保留3位，若數(shù)值較小時(shí)，應(yīng)保留三位有效位)（15分）六、按下述兩種情況定性分析轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和電流的變化規(guī)律，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出與控制作用，定性畫(huà)出轉(zhuǎn)速、電流的過(guò)渡曲線： 負(fù)載電流為時(shí)，突加給定的起動(dòng)過(guò)程，設(shè)最大電樞電流為； 系統(tǒng)穩(wěn)定后，負(fù)載電流由加大到，。（12分）答：段：asr很快進(jìn)入飽和狀態(tài)，輸出限幅值，在acr的調(diào)節(jié)下，電流迅速上升到，電流上升階段段：asr始終飽和，相當(dāng)于轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)，系統(tǒng)成為在下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，同時(shí)為了克服反電動(dòng)勢(shì)e，所以在acr的作

9、用下，基本上保持略小于的恒值，恒流升速階段。段：asr退飽和，迅速減小，該段asr，acr都不飽和。asr起主導(dǎo)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，acr則使盡快地跟隨，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。段：加負(fù)載導(dǎo)致n，在asr作用下，當(dāng)時(shí)，n停止下降段：由于n仍小于給定值 直到n=給定值，電流也達(dá)到最大值段：此時(shí)， n，轉(zhuǎn)速超調(diào)， 直到 ，n達(dá)到峰值，此后系統(tǒng)在負(fù)載阻力下減速，直到穩(wěn)定。畫(huà)出圖中所缺部分補(bǔ)充雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖中所缺少的環(huán)節(jié)。1. 有一v-m轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，采用比例控制，電動(dòng)機(jī)參數(shù)為60kw，220v、150a、1000r/min，電樞電阻0.2w，整流裝置內(nèi)阻0.1w，主電路電感l(wèi)=10mh,系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分gd2=60nm2，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)為30。要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍不小于20，靜差率不超過(guò)5%. 求：1) 計(jì)算調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降。2) 計(jì)算閉環(huán)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)放大系數(shù)；3) 整流裝置采用三相橋式電路，ts=0.00167s，判斷此時(shí)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、某pwm變換器供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：直流電動(dòng)機(jī)220v、130a、1500r/min，ce=0.196vmin/r，允許過(guò)載倍數(shù)l=1.5。pwm變換裝置放大系數(shù)40，失控時(shí)間ts=0.0012s。電樞