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1、1、画出转速电流双闭环调速系统的动态画出转速电流双闭环调速系统的动态结构图。指出结构图。指出ASR和和ACR两个调节器的限两个调节器的限幅值如何确定？幅值如何确定？ASR限幅值根据电动机所能承受的最大电流来确定限幅值根据电动机所能承受的最大电流来确定ACR限幅值要根据整流装置的的最小逆变角限幅值要根据整流装置的的最小逆变角来确定来确定2、叙述双闭环调速系统的启动过程，、叙述双闭环调速系统的启动过程，并指出启动过程的特点？并指出启动过程的特点？第第第第I I阶段电流上升的阶段（阶段电流上升的阶段（阶段电流上升的阶段（阶段电流上升的阶段（0 0 t t1 1）突加给定电压突加给定电压突加给定电压突
2、加给定电压 U Un*n*后，后，后，后，I Id d 上升，当上升，当上升，当上升，当 I Id d 小于负载小于负载小于负载小于负载电流电流电流电流 I IdLdL 时，电机还不能转动。当时，电机还不能转动。当时，电机还不能转动。当时，电机还不能转动。当 I Id d I IdLdL ，电，电，电，电机开始起动，由于机电惯性作用，转速不会很快机开始起动，由于机电惯性作用，转速不会很快机开始起动，由于机电惯性作用，转速不会很快机开始起动，由于机电惯性作用，转速不会很快增长，因而转速调节器增长，因而转速调节器增长，因而转速调节器增长，因而转速调节器ASRASR的输入偏差电压的数的输入偏差电压的
3、数的输入偏差电压的数的输入偏差电压的数值仍较大，其输出电压保持限幅值值仍较大，其输出电压保持限幅值值仍较大，其输出电压保持限幅值值仍较大，其输出电压保持限幅值 U Uimim*，强迫电，强迫电，强迫电，强迫电流流流流 I Id d 迅速上升。迅速上升。迅速上升。迅速上升。直到，直到，直到，直到，I Id=d=I Idmdm ，U Ui i =U U*imim 电流调节器很快就电流调节器很快就电流调节器很快就电流调节器很快就压制压制压制压制 I Id d 了的增长，标志着这一阶段的结束了的增长，标志着这一阶段的结束了的增长，标志着这一阶段的结束了的增长，标志着这一阶段的结束第第第第 II II
4、阶段恒流升速阶段（阶段恒流升速阶段（阶段恒流升速阶段（阶段恒流升速阶段（t t1 1 t t2 2）在这在这在这在这IIII阶段中，阶段中，阶段中，阶段中，ASRASR始终是饱和的，转速环相当始终是饱和的，转速环相当始终是饱和的，转速环相当始终是饱和的，转速环相当于开环，系统成为在恒值电流于开环，系统成为在恒值电流于开环，系统成为在恒值电流于开环，系统成为在恒值电流U U*imim 给定下的电给定下的电给定下的电给定下的电流调节系统，基本上保持电流流调节系统，基本上保持电流流调节系统，基本上保持电流流调节系统，基本上保持电流 I Id d 恒定，因而系恒定，因而系恒定，因而系恒定，因而系统的加
5、速度恒定，转速呈线性增长。统的加速度恒定，转速呈线性增长。统的加速度恒定，转速呈线性增长。统的加速度恒定，转速呈线性增长。与此同时，电机的反电动势与此同时，电机的反电动势与此同时，电机的反电动势与此同时，电机的反电动势E E 也按线性增长，对电流调节系也按线性增长，对电流调节系也按线性增长，对电流调节系也按线性增长，对电流调节系统来说，统来说，统来说，统来说，E E 是一个线性渐增的扰动量，为了克服它的扰动，是一个线性渐增的扰动量，为了克服它的扰动，是一个线性渐增的扰动量，为了克服它的扰动，是一个线性渐增的扰动量，为了克服它的扰动，UUd0d0和和和和 UUc c 也必须基本上按线性增长，才能
6、保持也必须基本上按线性增长，才能保持也必须基本上按线性增长，才能保持也必须基本上按线性增长，才能保持 I Id d 恒定恒定恒定恒定 当当当当ACRACR采用采用采用采用PIPI调节器时，要使其输出量按线性增长，其输调节器时，要使其输出量按线性增长，其输调节器时，要使其输出量按线性增长，其输调节器时，要使其输出量按线性增长，其输入偏差电压必须维持一定的恒值，也就是说，入偏差电压必须维持一定的恒值，也就是说，入偏差电压必须维持一定的恒值，也就是说，入偏差电压必须维持一定的恒值，也就是说，I Id d 应略低于应略低于应略低于应略低于 I Idmdm。第第第第 阶段转速调节阶段（阶段转速调节阶段（
7、阶段转速调节阶段（阶段转速调节阶段（t t2 2 以后）以后）以后）以后）当转速上升到给定值时，转速调节器当转速上升到给定值时，转速调节器当转速上升到给定值时，转速调节器当转速上升到给定值时，转速调节器ASRASR的输入偏差减少的输入偏差减少的输入偏差减少的输入偏差减少到零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值到零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值到零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值到零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值U*U*imim ，所，所，所，所以电机仍在加速，使转速超调。以电机仍在加速，使转速超调。以电机仍在加速，使转速超调。以电机仍在加速，使转速超调。转速超调后，转速
8、超调后，转速超调后，转速超调后，ASRASR输入偏差电压变负，使它开始退出饱和输入偏差电压变负，使它开始退出饱和输入偏差电压变负，使它开始退出饱和输入偏差电压变负，使它开始退出饱和状态，状态，状态，状态，UU*i*i 和和和和 I Id d 很快下降。但是，只要很快下降。但是，只要很快下降。但是，只要很快下降。但是，只要 I Id d 仍大于负载电仍大于负载电仍大于负载电仍大于负载电流流流流 I IdLdL ，转速就继续上升，转速就继续上升，转速就继续上升，转速就继续上升 直到直到直到直到I Id d =I IdLdL时，转矩时，转矩时，转矩时，转矩T Te=e=T TL L，则，则，则，则d
9、 dn/n/d dt t =0=0，转速，转速，转速，转速n n才到才到才到才到达峰值（达峰值（达峰值（达峰值（t t=t t3 3时）。时）。时）。时）。此后，电动机开始在负载的阻力下减速，与此相应，在一此后，电动机开始在负载的阻力下减速，与此相应，在一此后，电动机开始在负载的阻力下减速，与此相应，在一此后，电动机开始在负载的阻力下减速，与此相应，在一小段时间内（小段时间内（小段时间内（小段时间内（t t3 3 t t4 4），），），），I Id d I IdLdL ，直到稳定，如果调节，直到稳定，如果调节，直到稳定，如果调节，直到稳定，如果调节器参数整定得不够好，也会有一些振荡过程。器参
10、数整定得不够好，也会有一些振荡过程。器参数整定得不够好，也会有一些振荡过程。器参数整定得不够好，也会有一些振荡过程。特点特点n n饱和非线性控制n n准时间最优控制n n转速超调3、双闭环系统和单闭环系统相比较、双闭环系统和单闭环系统相比较在动态抗干扰性上有何异同？在动态抗干扰性上有何异同？1 1、负载扰动作用上述闭环系统，只能靠转速调节器、负载扰动作用上述闭环系统，只能靠转速调节器、负载扰动作用上述闭环系统，只能靠转速调节器、负载扰动作用上述闭环系统，只能靠转速调节器来产生抗扰作用。两种系统抗扰性能相同。来产生抗扰作用。两种系统抗扰性能相同。来产生抗扰作用。两种系统抗扰性能相同。来产生抗扰作
11、用。两种系统抗扰性能相同。2 2、电网电压扰动和负载扰动在系统动态结构图中、电网电压扰动和负载扰动在系统动态结构图中、电网电压扰动和负载扰动在系统动态结构图中、电网电压扰动和负载扰动在系统动态结构图中作用的位置不同，系统对它的动态抗扰效果也不作用的位置不同，系统对它的动态抗扰效果也不作用的位置不同，系统对它的动态抗扰效果也不作用的位置不同，系统对它的动态抗扰效果也不一样。在双闭环系统中，由于增设了电流内环，一样。在双闭环系统中，由于增设了电流内环，一样。在双闭环系统中，由于增设了电流内环，一样。在双闭环系统中，由于增设了电流内环，电网电压扰动被包围在电流换内，当电压波动时，电网电压扰动被包围在
12、电流换内，当电压波动时，电网电压扰动被包围在电流换内，当电压波动时，电网电压扰动被包围在电流换内，当电压波动时，可以通过电流反馈得到及时的调节，不必等到影可以通过电流反馈得到及时的调节，不必等到影可以通过电流反馈得到及时的调节，不必等到影可以通过电流反馈得到及时的调节，不必等到影响到转速后才在系统中有所反映。所以，由电网响到转速后才在系统中有所反映。所以，由电网响到转速后才在系统中有所反映。所以，由电网响到转速后才在系统中有所反映。所以，由电网电压波动引起的动态速降会比单闭环系统中小得电压波动引起的动态速降会比单闭环系统中小得电压波动引起的动态速降会比单闭环系统中小得电压波动引起的动态速降会比
13、单闭环系统中小得多。多。多。多。5、典型典型典型典型1 1型系统和典型型系统和典型型系统和典型型系统和典型2 2型系统在性能上有何不同，型系统在性能上有何不同，型系统在性能上有何不同，型系统在性能上有何不同，设计设计设计设计ASRASR、ACRACR时满在确定目标系统时基于什么样时满在确定目标系统时基于什么样时满在确定目标系统时基于什么样时满在确定目标系统时基于什么样的考虑来确定？说明原因？的考虑来确定？说明原因？的考虑来确定？说明原因？的考虑来确定？说明原因？n n型系统跟随性能好，抗扰性能差。型系统跟随性能好，抗扰性能差。型系统跟随性能好，抗扰性能差。型系统跟随性能好，抗扰性能差。型系统跟
14、随性能差，型系统跟随性能差，型系统跟随性能差，型系统跟随性能差，抗扰性能好。抗扰性能好。抗扰性能好。抗扰性能好。n n电流环的一项重要作用就是保持电枢电流在动态过程中不电流环的一项重要作用就是保持电枢电流在动态过程中不电流环的一项重要作用就是保持电枢电流在动态过程中不电流环的一项重要作用就是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值，因而在突加控制作用时不希望有超调，或者超过允许值，因而在突加控制作用时不希望有超调，或者超过允许值，因而在突加控制作用时不希望有超调，或者超过允许值，因而在突加控制作用时不希望有超调，或者超调量越小越好。当控制对象的两个时间常数比超调量越小越好。当控制对象的两个时间常数
15、比超调量越小越好。当控制对象的两个时间常数比超调量越小越好。当控制对象的两个时间常数比T Tl l/T/Tii=10=10时，典型时，典型时，典型时，典型型系统的抗扰恢复时间还是可以接型系统的抗扰恢复时间还是可以接型系统的抗扰恢复时间还是可以接型系统的抗扰恢复时间还是可以接受的，因此一般多按典型受的，因此一般多按典型受的，因此一般多按典型受的，因此一般多按典型型设计电流环。型设计电流环。型设计电流环。型设计电流环。n n转速环应该设计成典型转速环应该设计成典型转速环应该设计成典型转速环应该设计成典型型。首先是基于稳态无静差的要型。首先是基于稳态无静差的要型。首先是基于稳态无静差的要型。首先是基
16、于稳态无静差的要求。为了使转速无静差，必须在扰动作用点以前设置一个求。为了使转速无静差，必须在扰动作用点以前设置一个求。为了使转速无静差，必须在扰动作用点以前设置一个求。为了使转速无静差，必须在扰动作用点以前设置一个积分环节，因此需要积分环节，因此需要积分环节，因此需要积分环节，因此需要型系统。在从动态性能看，调速系型系统。在从动态性能看，调速系型系统。在从动态性能看，调速系型系统。在从动态性能看，调速系统首先需要有比较好的抗扰性能。典型统首先需要有比较好的抗扰性能。典型统首先需要有比较好的抗扰性能。典型统首先需要有比较好的抗扰性能。典型型恰好满足这个型恰好满足这个型恰好满足这个型恰好满足这个
17、要求。至于典型要求。至于典型要求。至于典型要求。至于典型型系统阶跃响应超调量大的问题，那是型系统阶跃响应超调量大的问题，那是型系统阶跃响应超调量大的问题，那是型系统阶跃响应超调量大的问题，那是线性条件下的计算数据，实际系统的转速调解器在突加给线性条件下的计算数据，实际系统的转速调解器在突加给线性条件下的计算数据，实际系统的转速调解器在突加给线性条件下的计算数据，实际系统的转速调解器在突加给定后很快饱和，这个非线性作用会使超调量大大降低。定后很快饱和，这个非线性作用会使超调量大大降低。定后很快饱和，这个非线性作用会使超调量大大降低。定后很快饱和，这个非线性作用会使超调量大大降低。6、转速微分负反
18、馈的作用是什么？、转速微分负反馈的作用是什么？有何优缺点？有何优缺点？答：作用：使突加给定起动时转速调节器提答：作用：使突加给定起动时转速调节器提早退饱和，从而有效的抑制消除转速超调。早退饱和，从而有效的抑制消除转速超调。同时也增强了调速系统的抗扰能力。同时也增强了调速系统的抗扰能力。优缺点：在负载扰动下的动态速降大大降低优缺点：在负载扰动下的动态速降大大降低了，但恢复时间有所延长。了，但恢复时间有所延长。7、对于多环控制系统而言，其中内、对于多环控制系统而言，其中内环的作用是什么？环的作用是什么？n n答：答：1、对本环的被调量实行限制和保护。、对本环的被调量实行限制和保护。2、对环内的扰动
19、实行及时的调节。、对环内的扰动实行及时的调节。3、改造本环所包围的控制对象，使它、改造本环所包围的控制对象，使它更有利于外环控制。更有利于外环控制。8、叙述非独立控制励磁系统的工作原理，叙述非独立控制励磁系统的工作原理，并指出这种调速方式应用特点。并指出这种调速方式应用特点。n n原理：在基速以下调压调速时，原理：在基速以下调压调速时，RP2不变保持不变保持磁通为额定值，用磁通为额定值，用RP1调节转速，此时，转速、调节转速，此时，转速、电流双闭环系统起控制作用；在基速以上弱磁电流双闭环系统起控制作用；在基速以上弱磁升速时，升速时，通过通过RP2减少励磁电流给定电压，从减少励磁电流给定电压，从
20、而减少励磁磁通，以提高转速；保持反电动势而减少励磁磁通，以提高转速；保持反电动势E为额定值不变。为额定值不变。n n特点：调压和弱磁调速用同一个电位器或其他特点：调压和弱磁调速用同一个电位器或其他给定装置操作，切换过程靠系统内部的信号自给定装置操作，切换过程靠系统内部的信号自动进行。在励磁控制系统中有两个控制环：电动进行。在励磁控制系统中有两个控制环：电动势环和励磁电流环。动势环和励磁电流环。2-7在转速电流双闭环调速系统中，两个调节器在转速电流双闭环调速系统中，两个调节器在转速电流双闭环调速系统中，两个调节器在转速电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR,ACRASR,ACR均采均采均采均采用
21、用用用PIPI调节器，已知：电动机：调节器，已知：电动机：调节器，已知：电动机：调节器，已知：电动机：电枢回路总电阻电枢回路总电阻电枢回路总电阻电枢回路总电阻1.51.5，设，设，设，设 ，电枢回路最大电流，电枢回路最大电流，电枢回路最大电流，电枢回路最大电流为为为为40A40A，电力电子变换器放大系数，电力电子变换器放大系数，电力电子变换器放大系数，电力电子变换器放大系数Ks=40 Ks=40，试求（，试求（，试求（，试求（1 1）电流反馈）电流反馈）电流反馈）电流反馈系数和转速反馈系数（系数和转速反馈系数（系数和转速反馈系数（系数和转速反馈系数（2 2）当电动机在最高转速发生堵转时）当电动
22、机在最高转速发生堵转时）当电动机在最高转速发生堵转时）当电动机在最高转速发生堵转时UUd0d0，UUi i*，UUi i，UUc c，（2）最高速转速时发生堵转，）最高速转速时发生堵转，即从即从nN到到 02-8在转速电流双闭环调速系统中，调节器在转速电流双闭环调速系统中，调节器在转速电流双闭环调速系统中，调节器在转速电流双闭环调速系统中，调节器ASR,ACRASR,ACR均采用均采用均采用均采用PIPI调节器，当调节器，当调节器，当调节器，当ASRASR输出达到输出达到输出达到输出达到 的时候，主电路电流达的时候，主电路电流达的时候，主电路电流达的时候，主电路电流达到最大电流到最大电流到最大
23、电流到最大电流80A,80A,当负载电流由当负载电流由当负载电流由当负载电流由40A40A增加到增加到增加到增加到70A,70A,试问：试问：试问：试问：UUi i*UUc c应该怎么变化，应该怎么变化，应该怎么变化，应该怎么变化，UUc c的值有哪些条件决定？的值有哪些条件决定？的值有哪些条件决定？的值有哪些条件决定？UiUi*从从4V变化到变化到7VUcUc会略有增加会略有增加 由由n和决定的和决定的2-10某反馈控制系统以校正成典型某反馈控制系统以校正成典型某反馈控制系统以校正成典型某反馈控制系统以校正成典型I I型系统，已知时间常数型系统，已知时间常数型系统，已知时间常数型系统，已知时
24、间常数T=0.1s T=0.1s，要求阶跃响应超调量，要求阶跃响应超调量，要求阶跃响应超调量，要求阶跃响应超调量求系统的开环增益求系统的开环增益求系统的开环增益求系统的开环增益计算过渡过程时间和上升时间计算过渡过程时间和上升时间计算过渡过程时间和上升时间计算过渡过程时间和上升时间 如果要求上升时间如果要求上升时间如果要求上升时间如果要求上升时间 ，则，则，则，则k=?k=?查表得查表得 K=6.9 如果求如果求，则，则2-11有一个系统其控制对象的传递函数为，有一个系统其控制对象的传递函数为，有一个系统其控制对象的传递函数为，有一个系统其控制对象的传递函数为，要求设计一个无静差系统，在阶跃输入
25、下系统超调量要求设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量要求设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量要求设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量 试试试试对该系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。对该系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。对该系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。对该系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。解：被控对象解：被控对象校正目标为典型校正目标为典型I型系统，即型系统，即 调节器为调节器为由由 即即 调节器为调节器为2-12有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为有一个闭环系统，其控制对象的
26、传递函数为有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为 ，要求校正为典型，要求校正为典型，要求校正为典型，要求校正为典型IIII型系统，在阶跃型系统，在阶跃型系统，在阶跃型系统，在阶跃输入下系统超调量输入下系统超调量输入下系统超调量输入下系统超调量 。试决定调节器结构及其参数。试决定调节器结构及其参数。试决定调节器结构及其参数。试决定调节器结构及其参数。解：解：目标函数目标函数 调节器为调节器为 取取 调节器为调节器为2-13调节对象的传递函数调节对象的传递函数调节对象的传递函数调节对象的传递函数 ，要求，要求，要求，要求用调节其分别将其校正为典型用调节其分别将其校正为典型用调节其分别将其校正为典型
27、用调节其分别将其校正为典型I I型和型和型和型和IIII型系统，求调解器的结型系统，求调解器的结型系统，求调解器的结型系统，求调解器的结构和参数构和参数构和参数构和参数解：解：1）如校正成典型）如校正成典型I型系统型系统则：调节器为则：调节器为 如果要求如果要求则则目标函数为目标函数为而而 调节器为调节器为则：则：如果校正成典型如果校正成典型II型系统型系统 调节器为调节器为 n n2-14在一个有三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调在一个有三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调在一个有三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调在一个有三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电
28、流双闭环调速系统中，已知电动机的额定数据为：速系统中，已知电动机的额定数据为：速系统中，已知电动机的额定数据为：速系统中，已知电动机的额定数据为：n n电动势系数电动势系数电动势系数电动势系数 ，主回路总电阻，主回路总电阻，主回路总电阻，主回路总电阻 Ra=0.18Ra=0.18，触发整流环节，触发整流环节，触发整流环节，触发整流环节的放大倍数的放大倍数的放大倍数的放大倍数Ks=35Ks=35。电磁时间常数。电磁时间常数。电磁时间常数。电磁时间常数TlTl=0.012=0.012，机电时间常数，机电时间常数，机电时间常数，机电时间常数Tm=0.12,Tm=0.12,电电电电流反馈滤波时间常数流
29、反馈滤波时间常数流反馈滤波时间常数流反馈滤波时间常数ToiToi=0.0025s=0.0025s，转速反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数TnTn=0.015=0.015。额定转速时的给定电压额定转速时的给定电压额定转速时的给定电压额定转速时的给定电压 ，调节器，调节器，调节器，调节器ASRASR、ACRACR饱和输出电压饱和输出电压饱和输出电压饱和输出电压n n系统静、动态指标为：稳态无静差，调速范围系统静、动态指标为：稳态无静差，调速范围系统静、动态指标为：稳态无静差，调速范围系统静、动态指标为：稳态无静差，调速范围D=10D=10，电流超调量
30、电流超调量电流超调量电流超调量 n n空载起动到额定转速时的转速超调量空载起动到额定转速时的转速超调量空载起动到额定转速时的转速超调量空载起动到额定转速时的转速超调量 。试求：。试求：。试求：。试求：n n确定电流反馈系数确定电流反馈系数确定电流反馈系数确定电流反馈系数(假设起动电流限制在假设起动电流限制在假设起动电流限制在假设起动电流限制在339A339A以内以内以内以内)和转速反馈系数试和转速反馈系数试和转速反馈系数试和转速反馈系数试设计电流调节器设计电流调节器设计电流调节器设计电流调节器ACR,ACR,计算其参数。画出其电路图，调节器输入回路电计算其参数。画出其电路图，调节器输入回路电计
31、算其参数。画出其电路图，调节器输入回路电计算其参数。画出其电路图，调节器输入回路电阻阻阻阻n n设计转速调节器设计转速调节器设计转速调节器设计转速调节器ASR,ASR,计算其参数计算其参数计算其参数计算其参数n n计算电动机带计算电动机带计算电动机带计算电动机带40%40%额定负载起动到最低转速时的转速超调量计算空载起额定负载起动到最低转速时的转速超调量计算空载起额定负载起动到最低转速时的转速超调量计算空载起额定负载起动到最低转速时的转速超调量计算空载起动到额定转速的时间动到额定转速的时间动到额定转速的时间动到额定转速的时间解：（解：（1）（2）取取 由由 均成立均成立实现：实现：取取9K 取
32、取1.33F 取取0.25F 由由 所以满足设计所以满足设计ASR设计设计（1）取取 由由不满足不满足 再次取再次取 成立成立此时此时 校验：校验：实现：实现：取取310k 取取0.27F 取取1.5F 成立成立（4）电动机带）电动机带40%额定负载，即额定负载，即z=0.4，启动到最低转速启动到最低转速D=10，即，即0.1nN（5）有新书推导得）有新书推导得 P84n n2-15、有一转速、电流双闭环调速系统，主电路采用三有一转速、电流双闭环调速系统，主电路采用三有一转速、电流双闭环调速系统，主电路采用三有一转速、电流双闭环调速系统，主电路采用三相桥式整流电流。已知电动机参数：相桥式整流电
33、流。已知电动机参数：相桥式整流电流。已知电动机参数：相桥式整流电流。已知电动机参数：n n n n电动势系数电动势系数电动势系数电动势系数CeCe=1.82vmin/r,=1.82vmin/r,电枢回路总电阻电枢回路总电阻电枢回路总电阻电枢回路总电阻R=0.14,R=0.14,允许允许允许允许电流过在倍数电流过在倍数电流过在倍数电流过在倍数=1.5=1.5，触发整流环节的放大倍数，触发整流环节的放大倍数，触发整流环节的放大倍数，触发整流环节的放大倍数Ks=75Ks=75，电，电，电，电磁滤波时间常数磁滤波时间常数磁滤波时间常数磁滤波时间常数T Tl l=0.031s=0.031s，机电时间常数
34、，机电时间常数，机电时间常数，机电时间常数Tm=0.112sTm=0.112s，电，电，电，电流负反馈滤波时间常数流负反馈滤波时间常数流负反馈滤波时间常数流负反馈滤波时间常数ToiToi=0.002s=0.002s，转速反馈滤波时间常，转速反馈滤波时间常，转速反馈滤波时间常，转速反馈滤波时间常数数数数Ton=0.02s Ton=0.02s，设调节器输入输出电压，设调节器输入输出电压，设调节器输入输出电压，设调节器输入输出电压n n调节器输入电阻调节器输入电阻调节器输入电阻调节器输入电阻R0=40KR0=40K，n n设计指标：稳态无静差，电流超调量设计指标：稳态无静差，电流超调量设计指标：稳态
35、无静差，电流超调量设计指标：稳态无静差，电流超调量 n n空载起动到额定转速时的转速超调量。空载起动到额定转速时的转速超调量。空载起动到额定转速时的转速超调量。空载起动到额定转速时的转速超调量。n n电流调节器已按典型电流调节器已按典型电流调节器已按典型电流调节器已按典型I I型系统设计，并计算其参数型系统设计，并计算其参数型系统设计，并计算其参数型系统设计，并计算其参数KT=0.5KT=0.5n n选择转速调节器结构，并计算其参数选择转速调节器结构，并计算其参数选择转速调节器结构，并计算其参数选择转速调节器结构，并计算其参数n n计算电流环的截止频率和转速环的截止频率，并考虑他计算电流环的截
36、止频率和转速环的截止频率，并考虑他计算电流环的截止频率和转速环的截止频率，并考虑他计算电流环的截止频率和转速环的截止频率，并考虑他们是否合理们是否合理们是否合理们是否合理取取h=5 解：解：所以所以 校验：校验：成立成立外环比内环速度慢，但每个控制环本身均是稳定的，外环比内环速度慢，但每个控制环本身均是稳定的，对系统的组成和调试非常有利对系统的组成和调试非常有利 取取0.33F 实现：实现：取取2F由：由：2-16、在一个转速、电流双闭环在一个转速、电流双闭环在一个转速、电流双闭环在一个转速、电流双闭环V-MV-M系统中，转速调节器系统中，转速调节器系统中，转速调节器系统中，转速调节器ASRA
37、SR，电流调节器，电流调节器，电流调节器，电流调节器ACRACR均采用均采用均采用均采用PIPI调节器调节器调节器调节器n n在此系统中，当转速给定信号最大值时，在此系统中，当转速给定信号最大值时，在此系统中，当转速给定信号最大值时，在此系统中，当转速给定信号最大值时，UUnmnm*=15v*=15v时，时，时，时，n=n=n nNN=1500r/min=1500r/min；电流给定信号最大值时；电流给定信号最大值时；电流给定信号最大值时；电流给定信号最大值时UUimim*=10v*=10v，允许，允许，允许，允许最大电流最大电流最大电流最大电流I Idmdm=30A=30A，电枢回路总电阻，
38、电枢回路总电阻，电枢回路总电阻，电枢回路总电阻R=2R=2，晶闸管装置的放，晶闸管装置的放，晶闸管装置的放，晶闸管装置的放大倍数大倍数大倍数大倍数Ks=30Ks=30，电动机额定电流，电动机额定电流，电动机额定电流，电动机额定电流I INN=20A=20A，电动势系数，电动势系数，电动势系数，电动势系数CeCe=0.128Vmin/r=0.128Vmin/r，现系统在现系统在现系统在现系统在UUn n*=5v,*=5v,I IdLdL*=20A*=20A时稳定运行。时稳定运行。时稳定运行。时稳定运行。求此时的稳态转速求此时的稳态转速求此时的稳态转速求此时的稳态转速n=?n=?n nACRACR
39、的输出电压当系统在上述情况下运行时，电动机突然的输出电压当系统在上述情况下运行时，电动机突然的输出电压当系统在上述情况下运行时，电动机突然的输出电压当系统在上述情况下运行时，电动机突然失磁，系统将会发生什么现象？试分析并说明。若系统能够失磁，系统将会发生什么现象？试分析并说明。若系统能够失磁，系统将会发生什么现象？试分析并说明。若系统能够失磁，系统将会发生什么现象？试分析并说明。若系统能够稳定下来，则稳定后稳定下来，则稳定后稳定下来，则稳定后稳定下来，则稳定后n n该系统转速环按典型该系统转速环按典型该系统转速环按典型该系统转速环按典型IIII型系统设计，且按型系统设计，且按型系统设计，且按型
40、系统设计，且按MMrminrmin准则选择参准则选择参准则选择参准则选择参数，取中频宽数，取中频宽数，取中频宽数，取中频宽h=5,h=5,已知转速环小时间常数已知转速环小时间常数已知转速环小时间常数已知转速环小时间常数T Tnn=0.02s=0.02s，求转速，求转速，求转速，求转速环在跟随给定作用下的开环传递函数，并计算放大系数及各环在跟随给定作用下的开环传递函数，并计算放大系数及各环在跟随给定作用下的开环传递函数，并计算放大系数及各环在跟随给定作用下的开环传递函数，并计算放大系数及各时间常数时间常数时间常数时间常数n n该系统由空载突加额定负载时，电流和转速该系统由空载突加额定负载时，电流
41、和转速该系统由空载突加额定负载时，电流和转速该系统由空载突加额定负载时，电流和转速n n的动态过程波的动态过程波的动态过程波的动态过程波形是怎么的？已知机电时间常数，计算其最大动态速降和恢形是怎么的？已知机电时间常数，计算其最大动态速降和恢形是怎么的？已知机电时间常数，计算其最大动态速降和恢形是怎么的？已知机电时间常数，计算其最大动态速降和恢复时间复时间复时间复时间解：（解：（1）（2）电动机突然失磁）电动机突然失磁则则 若若=0，则，则E=0,Id和和i将随之增加，但将随之增加，但ACR的作用使的作用使Uct、Ud,下降以维持下降以维持Id不变，但是不变，但是=0，这样这样Te=0TL,于是
42、于是n下降，下降，Un下降，使下降，使ASR饱和，输出为限幅值，这时尽管电流上升到最大，饱和，输出为限幅值，这时尽管电流上升到最大，但但Te=0，所以电动机的转速将降到，所以电动机的转速将降到n=0（3）（4）而而n n有一转速、电流双闭环控制的有一转速、电流双闭环控制的有一转速、电流双闭环控制的有一转速、电流双闭环控制的HH型双极式型双极式型双极式型双极式PWMPWM直流调速直流调速直流调速直流调速系统，已知电动机参数为：系统，已知电动机参数为：系统，已知电动机参数为：系统，已知电动机参数为：n n电枢电阻电枢电阻电枢电阻电枢电阻Ra=6.5Ra=6.5，电枢回路总电阻，电枢回路总电阻，电枢
43、回路总电阻，电枢回路总电阻R=8 R=8，允许电流，允许电流，允许电流，允许电流过载倍数过载倍数过载倍数过载倍数=2=2，电势系数，电势系数，电势系数，电势系数CeCe=0.128Vmin/r=0.128Vmin/r，电磁时间常，电磁时间常，电磁时间常，电磁时间常数数数数T Tl l=0.015S=0.015S，机电时间常数，机电时间常数，机电时间常数，机电时间常数T Tmm=0.2S=0.2S，电流反馈滤波时，电流反馈滤波时，电流反馈滤波时，电流反馈滤波时间常数间常数间常数间常数ToiToi=0.001s=0.001s，转速反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数，转速反
44、馈滤波时间常数Ton=0.005s Ton=0.005s。设调节器输入输出电压，。设调节器输入输出电压，。设调节器输入输出电压，。设调节器输入输出电压，n n调节器输入电阻调节器输入电阻调节器输入电阻调节器输入电阻R0=6.5 R0=6.5。已计算出电力晶体管的开关。已计算出电力晶体管的开关。已计算出电力晶体管的开关。已计算出电力晶体管的开关频率频率频率频率f=1khzf=1khz，PWMPWM环节的放大倍数环节的放大倍数环节的放大倍数环节的放大倍数Ks=4.8Ks=4.8n n试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差，试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差，试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差，试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差，电流超调量电流超调量电流超调量电流超调量 ；n n空载起动到额定转速时的转速超调量空载起动到额定转速时的转速超调量空载起动到额定转速时的转速超调量空载起动到额定转速时的转速超调量 ；过渡；过渡；过渡；过渡过程时间过程时间过程时间过程时间t ts s0.1s0.1s 取取190k 取取0.1F校验校验：成立成立（2）取取 取取220k 取取 取取成立成立