運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)題庫(kù)

1、電氣學(xué)院2017年4月1第一章第一章閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié)可控直流電源可控直流電源—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)——暨直流驅(qū)動(dòng)單元暨直流驅(qū)動(dòng)單元1對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以（對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以（調(diào)節(jié)電樞供電電壓）調(diào)節(jié)電樞供電電壓）的方式為最好。的方式為最好。改變改變（電阻）電阻）只能有級(jí)調(diào)速；減弱只能有級(jí)調(diào)速；減弱（磁通）磁通）雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往

2、往只是配合雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（即電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。方案，在基速（即電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以因此，自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速為主。為主。2調(diào)壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，而調(diào)節(jié)調(diào)壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，而調(diào)節(jié)電樞電樞電壓需要有專門向電動(dòng)機(jī)供電的電壓需要有專門向電動(dòng)機(jī)供電的可控直可控直流電源。電源。3常

3、用的可控直流電源有以下三種：常用的可控直流電源有以下三種：?旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組——用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。?靜止式可控整流器靜止式可控整流器——用靜止式的可控整流器，以獲得可調(diào)的直流電壓。用靜止式的可控整流器，以獲得可調(diào)的直流電壓。?直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器——用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開用恒定直

4、流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關(guān)器件斬波或進(jìn)行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。關(guān)器件斬波或進(jìn)行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。4簡(jiǎn)稱為簡(jiǎn)稱為GMGM的系統(tǒng)，具有的系統(tǒng)，具有四象限連續(xù)運(yùn)行四象限連續(xù)運(yùn)行的功能，國(guó)際上通稱的功能，國(guó)際上通稱WardLeonardWardLeonard系統(tǒng)。系統(tǒng)。5晶閘管晶閘管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱VMVM系統(tǒng)）系統(tǒng)），圖中，圖中VTVT是晶閘管可控整流器晶閘管可控整流器，通過調(diào)節(jié)

5、觸發(fā)裝，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GTGT的控制電壓控制電壓Uc來移動(dòng)來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位觸發(fā)脈沖的相位，即可改變整流電壓，即可改變整流電壓Udodo，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。6用觸發(fā)脈沖的用觸發(fā)脈沖的相位角（控制角）相位角（控制角）?控制整流電壓的平均值控制整流電壓的平均值Ud0d0是晶閘管整流器的特點(diǎn)。是晶閘管整流器的特點(diǎn)。Ud0d0與觸發(fā)脈沖與觸發(fā)脈沖相位角（控制角）相位角（控制角）?的關(guān)系因的關(guān)系因整流電路整流電路的形式而異

6、；的形式而異；不同整流電路的整流電壓值不同整流電路的整流電壓值整流電路單相全波三相半波三相全波六相半波Um22U22U26U22Um2366Ud0?cos9.02U?cos17.12U?cos34.22U?cos35.12U7在在VMVM系統(tǒng)中，脈動(dòng)電流會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)中，脈動(dòng)電流會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，對(duì)生產(chǎn)機(jī)械不利，同時(shí)也增加，對(duì)生產(chǎn)機(jī)械不利，同時(shí)也增加電機(jī)的發(fā)熱電機(jī)的發(fā)熱。為了避免或減輕這種影響，須采用抑制電流脈動(dòng)的措施，主要是：為

7、了避免或減輕這種影響，須采用抑制電流脈動(dòng)的措施，主要是：?設(shè)置平波電抗器；設(shè)置平波電抗器；?增加整流電路相數(shù)；增加整流電路相數(shù)；?采用多重化技術(shù)。采用多重化技術(shù)。8平波電抗器的計(jì)算平波電抗器的計(jì)算?單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路min287.2dIUL??三相半波整流電路三相半波整流電路min246.1dIUL??三相橋式整流電路三相橋式整流電路min2693.0dIUL?9晶閘管觸發(fā)與整流裝置動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)：考慮到晶閘管觸發(fā)與整流

8、裝置動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)：考慮到Ts很小，可忽略高次項(xiàng)，則傳遞函數(shù)便近似成很小，可忽略高次項(xiàng)，則傳遞函數(shù)便近似成一階慣性環(huán)節(jié)一階慣性環(huán)節(jié)電氣學(xué)院2017年4月3第二節(jié)第二節(jié)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)1717對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制的基本要求有以下三個(gè)方面對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制的基本要求有以下三個(gè)方面（1）調(diào)速）調(diào)速——在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分擋地（有級(jí)）或在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分擋地（有級(jí)）或平滑地（無級(jí)）調(diào)節(jié)平滑地

9、（無級(jí)）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速；（2）穩(wěn)速）穩(wěn)速——以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量；以確保產(chǎn)品質(zhì)量；（3）加、減速）加、減速——頻繁起、制動(dòng)的設(shè)備要求加、減速盡量快，以提高生產(chǎn)率；不宜經(jīng)受劇烈頻繁起、制動(dòng)的設(shè)備要求加、減速盡量快，以提高生產(chǎn)率；不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械則要求起，制動(dòng)盡量平穩(wěn)。速度變化的機(jī)械則要求起，制動(dòng)盡

10、量平穩(wěn)。1818某直流調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為某直流調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為14301430rminrmin，額定速降，額定速降?nN=115rmin115rmin，當(dāng)要求靜差，當(dāng)要求靜差率30%30%時(shí)，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率時(shí)，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率20%20%，則調(diào)速范圍是多少？如果希望調(diào)速范圍達(dá)到，則調(diào)速范圍是多少？如果希望調(diào)速范圍達(dá)到1010，所能滿足的靜差率是多少？，所能滿足的靜差率是多少？解：解：3

11、5701153014301%30。。。）（時(shí)：要求?????????SnSnDSNN13801152014301%20。。。）（時(shí)：要求?????????SnSnDSNN%64444601151014301151010。。時(shí)，靜差率：希望?????????????NNNnDnnDSD1919[22[22；1。4]4]調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1000~1001000~100rminrmin，要求靜差率，要求靜差率S=2%=

12、2%，那麼系統(tǒng)允許的，那麼系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速降是多少？穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速降是多少？解：解：ｒ／ｍｉｎ。）（則：；根據(jù)給定條件：04129810210001101001000??????????SDSnnDNN2020[23[23；1。5]5]某一調(diào)速系統(tǒng)，在額定負(fù)載下，最高轉(zhuǎn)速為某一調(diào)速系統(tǒng)，在額定負(fù)載下，最高轉(zhuǎn)速為n0max0max=1500rmin=1500rmin，最低轉(zhuǎn)速，最低轉(zhuǎn)速為n0min0min=150rmin=150rmin，帶額

13、定負(fù)載時(shí)的速度降落，帶額定負(fù)載時(shí)的速度降落，且在不同轉(zhuǎn)速下額定速降不變，試問，且在不同轉(zhuǎn)速下額定速降不變，試問min15rnN??系統(tǒng)的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)的靜差率是多少？系統(tǒng)的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)的靜差率是多少？解：解：%1010151114851511%1010150151115150151500max0min0min0max0????????????????????????????。）（或：；。根據(jù)靜差率的定義，；根據(jù)給定條件，N