电力拖动自动控制系统运动控制系统第版习题答案

Ui*?8V,Ui?8V,

UC?Ud0KS?6040?1.5V

在转速、电流双闭环调速系统中，调节器ASR，ACR均采用PI调节器。

*当ASR输出达到Uim =8V时，主电路电流达到最大电流80A。当负载电流由

40A增加到70A时，试问：（1）Ui* 应如何变化（2）Uc应如何变化（3）Uc值由哪些条件决定

*Uim8V解: 1) ??I?80A?0.1V/A

dm 因此当电流从40A?70A时， Ui* 应从4V?7V变化。 2) UC要有所增加。

3) UC取决于电机速度和负载大小。因为 Ud0?E?IdlR?CenN?IdlR

??

Ud0?Cen?IdR? Uc?K? Kss 某反馈控制系统已校正成典型I型系统。已知时间常数T=, 要求阶跃响应超调量?≤10％。

（1） 系统的开环增益。

（2） 计算过渡过程时间ts 和上升时间tr ；

（3） 绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间tr <, 则K=，?％=

解：取KT?0.69,??0.6,?%?9.5%

(1) 系统开环增益：K?0.69/T?0.69/0.1?6.9(1/s)

(2) 上升时间tr?3.3T?0.33S

过度过程时间：

3ts???n?6T?6?0.1?0.6s

（3）

如要求tr?0.25s，查表

3-1则应取 KT?1,??0.5 ,

tr?2.4T?2.4*0.1?0.24s 这时K?1/T?10,超调量=%。

K110?，要求设计一?s?10.01s?1有一个系统，其控制对象的传递函数为Wobj(s)?个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量?％≤5％（按线性系统考虑）。试对系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。 解

：

按

典

型

I

型

系

统

设

计

，

选

KT?0.5,??0.707,查表3-1，得?%?4.3%。

1W(s)?,选I调节器，?s校正后系统的开环传递函数为

W(s)?110,?s(0.01s?1)这样，T＝0.01， K=10/?，已选KT＝, 则K＝T=50, 所以

11?。 ??10/K?10/50?0.2S，积分调节器：W(s)??s0.2s

有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为Wobj(s)?K110，要?s(Ts?1)s(0.02s?1)求校正为典型Ⅱ型系统，在阶跃输入下系统超调量?％≤30％（按线性系统考虑）。试决定调节器结构，并选择其参数。 解

WPI(s)?：应选择PI调节器，

KPI(?s?1)K(?s?1)K1,校正后系统的开环传递函数 W(s)?PI，对照典型Ⅱ型系统， ?s?ss(Ts?1)K?KPIK1/?,??hT,选h＝8， 查表3-4， ?%=27.2%，满足设计要求。 这样

??hT?8*0.02?0.16s，

K?

h?18?1??175.78,2h2T22*82*0.022KPI?K?/K1?175.78*0.16/10?2.81

在一个由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调速系统中，已知电动机的额定数据为：

PN?60kW ,

UN?220V ,

IN?308A ,

nN?1000r/min , 电动势系数Ce= V·min/r , 主回路总电阻R=Ω,触发整

流环节的放大倍数Ks=35。电磁时间常数Tl=,机电时间常数Tm=,电流反馈滤波时间常数T0i=,转速反馈滤波时间常数T0n=。额定转速时的给定电压(Un*)N =10V,调节器ASR，ACR饱和输出电压Uim*=8V,Ucm =。

系统的静、动态指标为:稳态无静差,调速范围D=10,电流超调量?i≤5% ,空载起动到额定转速时的转速超调量?n≤10%。试求：

（1）确定电流反馈系数β(假设起动电流限制在1.1IN以内)和转速反馈系数α。

（2）试设计电流调节器ACR,计算其参数Ri, 、Ci 、COi。画出其电路图,调节器输入回路电阻R0=40k?。

（3）设计转速调节器ASR,计算其参数Rn 、Cn 、COn。(R0=40kΩ) （4）计算电动机带40%额定负载起动到最低转速时的转速超调量σn。 （5）计算空载起动到额定转速的时间。

*/Idm?8V/(1.1*IN)?8V/339A?0.0236V/A 解：（1）??Uim

??10/1000?0.01Vmin/r

（2）电流调节器设计

确定时间常数：a)Ts?0.00333s

b)Toi?0.0025s

c)T?i?T0i?Ts?0.0025?0.00333?0.00583s

电流调节器结构确定：

Ki(?iS?1), ?iSWACR(S)?因为?i?5%，可按典型I型系统设计，选用PI调节器，