最新电力拖动自动控制系统-运动控制系统(-阮毅-陈伯时)课后思考题习题答案2-7章完整版

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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：

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

?iS?1电流调节器参数确定: ?i?Tl?0.012s,选KIT?i?0.5,KI?0.5/T?i?85.76s，

Ki?KI?iR85.76?0.012?0.18??0.224。 Ks?35?0.0173?1校验等效条件：?ci?KI?85.76s

11a)电力电子装置传递函数的近似条件：?1?101.01??ci3TS3?0.00333b)忽略反电势的影响的近似条件： 311?3?79.06S?1??ciTmTl0.12?0.012

1111c)电流环小时间常数的近似条件：???115.52s?1??ci3TsT0i30.00333?0.0025可见满足近似等效条件，电流调节器的实现：选R0?40K,则：

Ri?KiR0?0.224?40K?8.96K, 取9K.

由此

Ci??i/Ri?0.012/(9?103)?1.33?FC0i?4T0i/R0?4?0.0025/40?10?0.25?F3

（3）速度调节器设计 确定时间常数：

a) 电流环等效时间常数1/KI:因为KIT?i?0.5 精品文档

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则 1/KI?T2?i??20.00?5830.s0 1b) Ton?0.015s

c) T?n?1/KI?Ton?0.01166?0.015?0.02666s 速度调节器结构确定：

按照无静差的要求，应选用PI调节器，

Wn(?ns?1)ASR(s)?K?, 速度调节器参数确定：

ns?n?hT?n,取h?5,?n?hT?n?0.1333s

Kh?1N?2hT?6?168.82s?22222?n2?5?0.02666校验等效条K(h?1)?CeTm6?0.0236?0.196?0.12n?2h?RT?2?5?0.01?0.18?0.02666?6.94?n?cn?KN/?1?KN?n?168.82?0.1333?22.5s?1

a)电流环近似条件：1KI?185.76?40.43s?13T??cn?i30.00583

b)转速环小时间常数近似：1KI3T?185.7630.015?25.2s?1??cn0n可见满足近似等效条件。 转速超调量的校验 (空载Z=0）

?n%?2*(?CmaxC)(??z)?nNT?n?1.1?308?0.180.02666*?2?81.2%?1000?bnTm0.1960.12

?11.23%?10%转速超调量的校验结果表明，上述设计不符合要求。因此需重新设计。 查表，应取小一些的h，选h=3进行设计。

按h=3，速度调节器参数确定如下：?n?hT?n?0.07998s 精品文档

件：

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22?2KN?(h?1)/2h2T?n?4/(2?9?0.02666)?312.656sKn?(h?1)?CeTm/2h?RT?n?4?0.0236?0.196?0.12/(2?3?0.01?0.18?0.02666)?7.6?1校验等效条件：?cn?KN/?1?KN?n?312.656?0.07998?25s

a)1/3(KI/T?i)1/2?1/3(85.76/0.00583)1/2?40.43s?1??cnb)1/3(KI/Ton)1/2?1/3(85.76/0.015)1/2?25.2s??cn?1

可见满足近似等效条件。 转速超调量的校验：

?n?2?72.2%?1.1?(308?0.18/0.196?1000)?(0.02666/0.12)?9.97%?10%

转速超调量的校验结果表明，上述设计符合要求。

速度调节器的实现：选R0?40K,则Rn?Kn?R0?7.6?40?304K,取310K。

Cn??n/Rn?0.07998/310?103?0.258?FCon?4Ton/R0?4?0.015/40?10?1.5?F4) 40%额定负载起动到最低转速时:

3

?n%?2?72.2%?(1.1?0.4)?(308?0.18/0.196?100)?(0.02666/0.12)?63.5%

5) 空载起动到额定转速的时间是：(书上无此公式）

仅考虑起动过程的第二阶段。

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GD2dn根据电机运动方程：?Te?TL,375dtdnCm(Idm?IdL)R(Idm?IdL)R???(I?I)dmdLGD2GD2RdtCeTmCe375375CmCeCeTmn*0.196*0.12*1000t???0.385s所以： (Idm?IdL)R(1.1*308?0)*0.18

3.10 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路。已知电动机参数为：PN =500kW，UN =750V，IN =760A，nN=375 r/min，电动势系数Ce =1.82V·min/r, 电枢回路总电阻R=0.14Ω,允许电流过载倍数λ=1.5,触发整流环节的放大倍数Ks=75,电磁时间常数Tl=0.031s,机电时间常数Tm=0.112s,电流反馈滤波时间常数T0i=0.002s,转速反馈滤波时

间常数T0n=0.02s。设调节器输入输出电压Unm=Uim= Unm =10V,调节器输入电阻R0=40kΩ。 设计指标:稳态无静差，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%。电流调节器已按典型I型系统设计,并取参数KT=0.5。 （1）选择转速调节器结构,并计算其参数。

（2）计算电流环的截止频率?ci和转速环的截止频率?cn，并考虑它们是否合理?

*Uim10????0.00877V/AIdm1.5*760*Unm10????0.0267Vmin/rnN375**

解：（1）

电流调节器已按典型I型系统设计如下：

a)TS?0.00176s确定时间常数：b)Toi?0.002s

c)T?i?0.00367s电流调节器结构确定：因为σ%≤5%，可按典型I型系统设计，选用PI调节器， WACR(s)=Ki(τis+1)/τis， Tl/T∑i=0.031/0.00367=8.25<10

电流调节器参数确定：τi=Tl=0.031s， KIT∑i= 0.5， KI= 0.5/T∑i=136.24 s-1

Ki?KITIR/Ks??136.24?0.031?0.14/75?0.00877?0.899

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