運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)思考題課后習(xí)題答案完整版

1、思考題答案1.11.1直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方式？各有那些特點(diǎn)？直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方式？各有那些特點(diǎn)？答：a改變電樞回路電阻調(diào)速法外加電阻Radd的阻值越大，機(jī)械特性的斜率就越大，相同轉(zhuǎn)矩下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低b減弱磁通調(diào)速法減弱磁通只能在額定轉(zhuǎn)速以上的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速c調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速法調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速所得的人為機(jī)械特性與電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性平行，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性好，能在基速以下實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。1.21.2為什么直流為什么直流PWMPWM變換

2、器變換器電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比相控整流器電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比相控整流器電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠獲得更好的動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠獲得更好的動(dòng)態(tài)性能？態(tài)性能？答：aPWM變換器簡(jiǎn)單來(lái)講調(diào)節(jié)的是脈沖串的寬度，直流成分沒(méi)有受到破壞，也就是說(shuō)其最大值=峰值是不變的，變的是平均值；b相控整流，是由交流整流得到的直流，雖然也是平均值在變，但是其最大值、峰值也是隨著導(dǎo)通角的大小時(shí)刻在變，且導(dǎo)通角越小波形的畸變?cè)絿?yán)重。從而影響了電機(jī)的輸出特性。答：直流PWM變換器和晶閘管整流裝置均可看作

3、是一階慣性環(huán)節(jié)。其中直流PWM變換器的時(shí)間常數(shù)Ts等于其IGBT控制脈沖周期（1fc），晶閘管整流裝置的時(shí)間常數(shù)Ts通常取其最大失控時(shí)間的一半（1（2mf）。因fc通常為kHz級(jí)，而f通常為工頻（50或60Hz）為一周內(nèi)），m整流電壓的脈波數(shù)，通常也不會(huì)超過(guò)20直流PWM變換器間常數(shù)通常比晶閘管整流裝置時(shí)間常數(shù)更小，從而響應(yīng)更快，動(dòng)態(tài)性能更好。1.41.4簡(jiǎn)述直流簡(jiǎn)述直流PWMPWM變換器電路的基本結(jié)構(gòu)。變換器電路的基本結(jié)構(gòu)。答：直流P

4、WM變換器基本結(jié)構(gòu)如圖，包括IGBT和續(xù)流二極管。三相交流電經(jīng)過(guò)整流濾波后送往直流PWM變換器，通過(guò)改變直流PWM變換器中IGBT的控制脈沖占空比，來(lái)調(diào)節(jié)直流PWM變換器輸出電壓大小，二極管起續(xù)流作用。1.51.5答：不會(huì)1.71.7靜差率靜差率s與調(diào)速范圍與調(diào)速范圍D有什么關(guān)系？靜差率與機(jī)械特性硬度是一回事嗎？有什么關(guān)系？靜差率與機(jī)械特性硬度是一回事嗎？答：關(guān)系見(jiàn)書(shū)上公式。靜差率與機(jī)械特性硬度是不同的概念，硬度是指機(jī)械特性的斜率，一般

5、說(shuō)硬度大靜差率也大；但同樣硬度的機(jī)械特性，隨著起理想空載轉(zhuǎn)速的降低，其靜差率會(huì)隨之增大。1.81.8直流直流PWMPWM變換器的開(kāi)關(guān)頻率是否越高越好？為什么？變換器的開(kāi)關(guān)頻率是否越高越好？為什么？2.42.42.52.5（3)在采用PI調(diào)節(jié)器的單環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)對(duì)象包含有積分環(huán)節(jié)，突加給定電壓后PI調(diào)節(jié)器沒(méi)有飽和，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)速前被調(diào)量不會(huì)出現(xiàn)超調(diào)。2.62.6采用采用PIPI調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，為什么能夠較好地解決系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)

6、精度和動(dòng)調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，為什么能夠較好地解決系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性之間的矛盾？態(tài)穩(wěn)定性之間的矛盾？答：采用比例積分控制的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，其輸出有比例和積分兩部分組成，比例部分快速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速控制，發(fā)揮了比例控制的長(zhǎng)處，同時(shí)，可以滿足穩(wěn)態(tài)精度的要求。此后，隨著電容電壓的電壓不斷變化，輸出電壓逐步增長(zhǎng)，直到穩(wěn)態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，又可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此，采用PI調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)能夠較好