運(yùn)動控制系統(tǒng)習(xí)題集解(直流部分)2

1、14習(xí)題二習(xí)題二轉(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21在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)大倍數(shù)Kn行不行行不行改變電力電子變換器的放大倍數(shù)改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks行不行行不行改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α行不行改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α行不行若要改若

2、要改變電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流變電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的哪些參數(shù)應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的哪些參數(shù)答：①在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)節(jié)的參數(shù)有：轉(zhuǎn)速給定電壓Un，因?yàn)檗D(zhuǎn)速反饋系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速輸出服從給定。②改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn，只是加快過渡過程，但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn的影響在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)內(nèi)的前向通道上，它引起的轉(zhuǎn)速變化，系統(tǒng)有調(diào)節(jié)和抑制能力。因此，不能通過改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn，來改變轉(zhuǎn)速③改變改變電力電子變換器

3、的放大倍數(shù)Ks，只是加快過渡過程，但轉(zhuǎn)電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks的影響在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)內(nèi)的前向通道上，它引起的轉(zhuǎn)速變化，系統(tǒng)有調(diào)節(jié)和抑制能力。因此，不能通過改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks，來改變轉(zhuǎn)速④改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α，能改變轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α的影響不在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)內(nèi)的前向通道上，它引起的轉(zhuǎn)速變化，系統(tǒng)沒有調(diào)節(jié)和抑制能力。因此，可以通過改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α來改變轉(zhuǎn)速，但在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行最終的轉(zhuǎn)速還是服從給定。⑤若要

4、改變電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的參數(shù)有：轉(zhuǎn)速的給定Un、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的限幅值、轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α等，因?yàn)樗鼈兌荚陔娏鳝h(huán)之外。22在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什么什么答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退飽和，PI的作用使得轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓為0，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

5、器的輸出電壓由于維持在Uim（n）。在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行時，電流調(diào)節(jié)器不飽和，PI的作用使得電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓為0，形成一個電流隨動子系統(tǒng)，力圖使Id盡快跟隨其給定Ui.電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓UC又后面的環(huán)節(jié)決定。23在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不是在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不是PI調(diào)節(jié)器，而是調(diào)節(jié)器，而是P調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)的靜、動態(tài)性調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能將會產(chǎn)生什么影響能將會產(chǎn)生什么影響

6、答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用P調(diào)節(jié)器，整個系統(tǒng)成為一個有靜差的系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和，一直處于主導(dǎo)地位；電流調(diào)節(jié)器不飽和，形成一個電流隨動子系統(tǒng)，無法形成在最大電流下在最短時間內(nèi)使速度上升下降最快，動態(tài)響應(yīng)較慢。24試從下述五個方面來比較轉(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)：試從下述五個方面來比較轉(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)性能；調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)

7、性能；②動態(tài)限流性能；動態(tài)限流性能；③啟動的快速性啟動的快速性④抗負(fù)載擾動的性能；⑤抗負(fù)載擾動的性能；⑤抗電源波動的性能抗電源波動的性能答：①調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)性能調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)性能:在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，整個系統(tǒng)成為一個無靜差的系統(tǒng)。帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，整個系統(tǒng)成為一個無靜差的系統(tǒng)。16②當(dāng)電動機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時電樞回路最大電流Idm=40A電流調(diào)節(jié)器反饋電

8、壓最大Uim=8V電流調(diào)節(jié)器輸入偏差最大大，電流調(diào)節(jié)器飽和輸出最大Ucm=8V電流開環(huán).經(jīng)過電力電子變換器后的Ud0=KsUc=408=320V.電機(jī)轉(zhuǎn)速很小幾乎為0轉(zhuǎn)速反饋電壓很小轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入偏差很大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，轉(zhuǎn)速開環(huán)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出Uim＝8V.28在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，ASR、ACR兩個調(diào)節(jié)器均采用兩個調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)調(diào)節(jié)器。當(dāng)ASR的輸出達(dá)到的輸出達(dá)到Uim=8V時，主電路電

9、流達(dá)到最大電流時，主電路電流達(dá)到最大電流80A，當(dāng)負(fù)載電流由，當(dāng)負(fù)載電流由40A增加到增加到70A，試問：，試問：①UI如何變化？如何變化？②Uc如何變化？如何變化？③Uc值.由哪些條件決定？由哪些條件決定？答:①在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，ASR、ACR兩個調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)ASR的輸出達(dá)到Uim=8V時，ASR飽和不起作用主電路電流達(dá)到最大電流80A，電流調(diào)節(jié)器的給定電壓Ui=Uim=8V最大保持不變②當(dāng)負(fù)載電流由40A增

10、加到70A，電流調(diào)節(jié)器反饋電壓Ui增加電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓減小電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc減小.③Uc值.由:電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓(電流調(diào)節(jié)器的給定電壓Ui電流調(diào)節(jié)器反饋電壓)、條電流調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)、電流調(diào)節(jié)器積分時間常數(shù)以及電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等條件決定。29在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定工作點(diǎn)正常運(yùn)行，現(xiàn)因某種原因在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定工作點(diǎn)正常運(yùn)行，現(xiàn)因某種原因使電動

11、機(jī)勵磁電源突然下降一半，系統(tǒng)工作情況會如何變化？寫出使電動機(jī)勵磁電源突然下降一半，系統(tǒng)工作情況會如何變化？寫出Ud0、Ui、Uc、Id、n在系統(tǒng)重新進(jìn)在系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定后的表達(dá)式。入穩(wěn)定后的表達(dá)式。答:在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定工作點(diǎn)正常運(yùn)行，現(xiàn)因某種原因使電動機(jī)勵磁電源突然下降一半，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩減小為原來的一半，轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器反饋電壓Un減小轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓增大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓即電流調(diào)

12、節(jié)器的給定電壓Ui增大.電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc增大，轉(zhuǎn)速上升，達(dá)到新的穩(wěn)定。在系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定后在系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定后Ud0=Ui=Uc=Id=n=210某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型Ⅰ型系統(tǒng)。已知時間常數(shù)某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型Ⅰ型系統(tǒng)。已知時間常數(shù)T=0.1S，要求階躍響應(yīng)超調(diào)量σ≤，要求階躍響應(yīng)超調(diào)量σ≤10%①求系統(tǒng)的開環(huán)增益；求系統(tǒng)的開環(huán)增益；②計(jì)算過渡過程時間計(jì)算過渡過程時間ts和上升時間和上升時間tr③畫出開環(huán)對數(shù)特性。如要