【文章內(nèi)容簡介】 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，因為它們都在電流環(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?答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中穩(wěn)定運行時，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)器的輸出電壓由于維持在U*im（n*）。在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中穩(wěn)定運行時，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U*i. 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PI調(diào)節(jié)器，而是P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?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)：① 調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)性能； ② 動態(tài)限流性能； ③ 啟動的快速性④ 抗負載擾動的性能；⑤ 抗電源波動的性能答：① 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)。② 動態(tài)限流性能:在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電流調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，將電流限制在Idm內(nèi)。帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，將電流限制在IdcrIdbl內(nèi)。③ 啟動的快速性:在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在啟動/制動過程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器在最大電流Idm附近進行PI調(diào)節(jié)，時間最短，提高了啟動/制動的快速性。帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在啟動/制動過程中，當電流大于截止電流Idcr時，電流調(diào)節(jié)器起作用，并不是在最大電流附近進行調(diào)節(jié)，啟動/制動的快速性較差。④ 抗負載擾動的性能：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，負載擾動在轉(zhuǎn)速外環(huán)中，負載擾動作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負載擾動的作用。在設計ASR時，應要求有較好的抗擾性能指標。 帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，負載擾動立即引起電流變化，當電流大于截止電流Idcr時，電流調(diào)節(jié)器起作用，可以進行調(diào)節(jié)。⑤ 抗電源波動的性能在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，由于增設了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗電源波動的性能大有改善。在電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動的作用點離被調(diào)量較遠，調(diào)節(jié)作用受到多個環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電源電壓擾動的性能要差一些。25 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當系統(tǒng)帶額定負載運行時，轉(zhuǎn)速反饋線突然斷線，當系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定運行時電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差信號DUi是否為零?答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當系統(tǒng)帶額定負載運行時，轉(zhuǎn)速反饋線突然斷線，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器反饋電壓突變?yōu)闉?，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入偏差突變?yōu)樽畲螅D(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）飽和，轉(zhuǎn)速開環(huán)，系統(tǒng)變?yōu)殡娏鲉伍]環(huán)調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出突變?yōu)檎龢O限值U*im,電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差變大，電流調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器作用，直至進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，電流無靜差。當重新進入穩(wěn)定運行時，電流調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）的輸入偏差信號DUi為零。26 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，給定信號U*n未變，增加轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a，系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓Un是增加、減小還是不變？答：在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，給定信號U*n未變，增加轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器反饋電壓增加，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入偏差變大，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出變大即電流調(diào)節(jié)器給定變大，電流調(diào)節(jié)器輸入偏差變大，電流調(diào)節(jié)器輸出變大即電機電流變大，進入重新調(diào)節(jié)階段。系統(tǒng)穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)速、電流無靜差。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入偏差為0，轉(zhuǎn)速反饋電壓Un等于轉(zhuǎn)速給定信號U*n，不變。27 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。已知電動機參數(shù)為：PN＝，UN＝220V，IN=20A，nN=1000r／min，電樞繞組總電阻Ra＝1. 5W，U*nm =U*im＝U*cm=8V，電樞回路最大電流Idm=40A, 電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks=40,試求:① 電流反饋系數(shù)b和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a ② 當電動機在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時的Ud0、U*I、Ui、Uc值.解：① 穩(wěn)態(tài)運行時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和，輸入偏差為0，α==8/1500=穩(wěn)態(tài)運行時，電流調(diào)節(jié)器不飽和，輸入偏差為0，β===8/40=② 當電動機在最高轉(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)器反饋電壓最大U*im=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U*cm=8V, 電流開環(huán).經(jīng)過電力電子變換器后的Ud0= Ks*Uc =40*8=320V., 電機轉(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U*im＝8V. 28 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ASR的輸出達到U*im=8V時，主電路電流達到最大電流80A，當負載電流由40A增加到70A，試問： ① U*I如何變化？　?、?Uc如何變化？　　③ ？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ASR的輸出達到U*im=8V時，ASR飽和不起作用。 主電路電流達到最大電流80A，電流調(diào)節(jié)器的給定電壓U*i=U*im=8V最大保持不變,② 當負載電流由40A增加到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.③ : 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U*i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)以及電機的運行狀態(tài)等條件決定。29 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載在額定工作點正常運行，現(xiàn)因某種原因使電動機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、U*i、Uc、Id、n在系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后的表達式。答: 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載在額定工作點正常運行，現(xiàn)因某種原因使電動機勵磁電源突然下降一半，電機的電磁轉(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)節(jié)器的給定電壓U*i增大. 電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc增大，轉(zhuǎn)速上升，達到新的穩(wěn)定。在系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后Ud0=U*i=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)T=，要求階躍響應超調(diào)量σ≤10%① 求系統(tǒng)的開環(huán)增益； ② 計算過渡過程時間ts和上升時間tr ③ 畫出開環(huán)對數(shù)特性。如要求上升時間tr, 則K=？,σ=？解：① 典型Ⅰ型系統(tǒng)W（S）= T= 階躍響應超調(diào)量σ≤10%當wc 1/T時，的幅頻特性以–20dB/dec斜率穿越零分貝線，系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的開環(huán)增益K=wc截止頻率 KT= K=5②過渡過程時間ts==6T=上升時間tr= 取ξ=③ 上升時間tr = ξ= wn==則K=wc=wn[σ==211 有一個系統(tǒng),其控制對象的傳遞函數(shù)為Wobj(S)==，要求設計一個無靜差系統(tǒng),在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量σ≤5%(按線性系統(tǒng)考慮),試決定調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu),并選擇其參數(shù)。解: 要求設計一個無靜差系統(tǒng), 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選用I調(diào)節(jié)器,WI(S)=,WI(S) Wobj(S)= 為典型Ⅰ型系統(tǒng).查典型Ⅰ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標表可知超調(diào)量σ≤ 5%, KT = K=50 KI=5212 有一個系統(tǒng),其控制對象的傳遞函數(shù)為Wobj(S)==，要求校正為典型Ⅱ型系統(tǒng), 在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量σ≤25%(按線性系統(tǒng)考慮),試決定調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu),并選擇其參數(shù)。解: 要求校正為典型Ⅱ型系統(tǒng),調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選用PI調(diào)節(jié)器,WPI(S)=, τ1=hT=7*= WPI(S) Wobj(S)= 為典型Ⅱ型系統(tǒng).查典型Ⅱ型系統(tǒng)