【正文】 : 要 求 σi≤ 5 ℅ 時 , 按 表 22, 應(yīng) 取 K T = , 因 此 1 ∑iKI===6 ?18 sT∑iτK R86 于是,ACR 的比例系數(shù)為:（4）校驗近似條件KI ii=Ksβ=35 = 電流環(huán)截止頻率:ωci= KI=?86s1① 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件1 1? ω滿足近似條件.3Ts=3 = 101s1ci② 忽略反電動勢變化對對電流環(huán)動態(tài)影響的條件1 1? ω滿足近似條件.3T Tm l= 3 = ci③ 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件1 1 11? ω滿足近似條件.3T Ts oi= 3 = ci（5）計算調(diào)節(jié)器電阻電容由 圖 225, 按 所 用 運 算 放 大 器 取 R0=40k Ω , 各 電 阻 和 電 容 值 為 R = K RkΩ = Ωkiτi0= 409?μC = i =F = 106F = F , FiRi9 103Coi=4Toi=4 3F=?6 10F=μ F, FR040 10按照上述參數(shù),電流環(huán)可以達(dá)到的動態(tài)跟隨性能指標(biāo)為 σi=℅5℅(見表 22),滿足設(shè)計要求.3. （1）確定時間常數(shù)① 電流環(huán)等效時間常數(shù) 1/ K TI∑i= ,1= 2T∑i= 2 = KI② 轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù) ,取 Ton=.③ 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù) T∑n .按小時間常數(shù)近似處理,取1T∑n= +KTon=+=IτK（ s+1）（s）=（2）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按照設(shè)計要求,選用 PI 調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù)WASRn nτns（3）計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則,取 h=3,則 ASR 的超前時間常數(shù)為τn=hT∑n =3 =h +14??由式(275)可得轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益:KN=2 2=22s2= 22h T∑n2 3 于是,由式(276)可得 ASP 的比例系數(shù)為:Kn=(h +1)β C Te m =4 =2h RT（4）檢驗近似條件∑n2 3 ωKτ??由式(233)得轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為:=N = KωN n= = ①電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為: 1 K 1 86?1?ωI= s1= ,滿足簡化條件.3T∑i3 ②轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件為: 1 KI1 86 ? ?ω= s1= ,滿足近似條件.3Ton3 （5）計算調(diào)節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖 227,取 R0=40kΩ ,則 Rn= K Rn0= 40kΩ = , 310kΩCnτ= n =R310 103F =?6 10F =μ F , FCon=n4TonR=4 40 103F= 10?6F=μ F,F0 （6）校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng) h=3 時,由表 26 查得, σn=℅,由于表 26 是按線性系統(tǒng)計算的,而突加階躍給定時,ASR 飽和,不符合線性系統(tǒng)的前提,應(yīng)該按 ASR 退飽和的情況重新計算超調(diào)量。（ R0= 40kΩ ）；（4）計算電動機(jī)帶 40%額定負(fù)載起動到最低轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量σn。試求：（1）確定電流反饋系數(shù) β （假設(shè)起動電流限制在 339A 以內(nèi)）和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) α ；（2）試設(shè)計電流調(diào)節(jié)器 ACR，計算其參數(shù) Ri、 Ci、 Coi。額定轉(zhuǎn)速時的給定電壓 (Un N?)= 10V ，調(diào)節(jié)器 ASR、ACR 飽和輸出電壓U ?=V U = im8 ,omV 。214 在一個由三相零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，已知電動機(jī)的 額 定 數(shù) 據(jù) 為 ：PN=60 ,N=V I220 ,N=A n308 ,N= 1000 / min， 電 動 勢 系 數(shù)Ce= ? min/ r ，主回路總電阻 R = ，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù) Ks= 35 。試決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。試對該系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)校正，決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。（1）求系統(tǒng)的開環(huán)增益；（2）計算過度過程時間 ts和上升時間 tτ ；（3）繪出開環(huán)對數(shù)幅頻特性。i210 某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型 I 型系統(tǒng)。當(dāng) ASR 輸出達(dá)到Uim?=8V 時，主電路電流達(dá)到最大電流 80A。試求：（1）電流反饋系數(shù) β 和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α ；（2）當(dāng)電動機(jī)在最高速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時的 Ud0 、Ui? 、Ui、Uc值。當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)載運行時，轉(zhuǎn)速反饋線突然斷線，系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓為零？為什么？ΔUi是否26 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速給定信號Un? 未改變，若增大轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α ，系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓Un是增加還是減少？為什么？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 ASR、ACR 均采用 PI 調(diào)節(jié)器。雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設(shè)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，抗擾性能大有改善。在設(shè)計 ASR 時，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)。（2）（3）雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點：飽和非線性控制、轉(zhuǎn)速超調(diào)、準(zhǔn)時間最優(yōu)控制。n帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性特點：電流負(fù)反饋的作用相當(dāng)于在主電路中串入一個大電阻 Kp Ks Rs ，因而穩(wěn)態(tài)速降極大，特性急劇下垂；比較電壓 U 與給定電壓 Un* 的作用一致，好象把理想空載轉(zhuǎn)速提高了?？刂齐妷?Uc 的大小則同時取決于 n 和 Id，?或者說，同時取決于U 和 IdL。?答：（1）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作點上，轉(zhuǎn)速 n 是由給定電壓 U 決定的。23 如果轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不是 PI 調(diào)節(jié)器，而改為 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：改為 P 調(diào)節(jié)器時其輸出量總是正比于輸入量，PI 調(diào)節(jié)器的輸出量在動態(tài)過程中決定于輸入量的積分，到達(dá)穩(wěn)態(tài)時，輸入為零，輸出的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關(guān)而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。改變轉(zhuǎn)n速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù) Kn和電力電子變換器的放大倍數(shù) Ks不可以。它與轉(zhuǎn)速負(fù)反饋一樣可以實現(xiàn)無靜差調(diào)節(jié)。電壓負(fù)反饋實際是一個自動調(diào)壓系統(tǒng)，只有被包圍的電力電子裝置內(nèi)阻引起的穩(wěn)態(tài)速降被減小到 1/（1+K），它的穩(wěn)態(tài)性能比帶同樣放大器的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)要差。118 采用比例積分調(diào)節(jié)器控制的電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運行時的速度是否有靜差？為什么？試說明理由。答：系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。雖然現(xiàn)在ΔUn= 0 ，但歷史上有過 ΔUn，其積分就有一定數(shù)值，足以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運行時需要的控制電壓Uc。因此，積分控制可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速運行，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。解：（1）系統(tǒng)開環(huán)工作時，Ce=UN ? I RNan= 220 = min/ r1500N則開環(huán)系數(shù)額定速降為I R （+1）Δnop=NCe=D n= / min30 則s =NnN+ ΔD nN100% =1500 30 100% %（2）當(dāng) D=30，s=10%，系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降n s1500 = / minΔ=（1s）（）nNND30（ 3 ） 當(dāng) Un?=10V 時 ， Id= IN，n=nN， 則 轉(zhuǎn) 速 負(fù) 反 饋 系 數(shù) α 應(yīng) 該 是?αU ?U= n =n =10=n nN1500閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)應(yīng)為Δn K =op ? =1Δncl? =1 運算放大器所需的放大倍數(shù)KP=Kα K C/S e= 35 / =（4）在電壓負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，開環(huán)與閉環(huán)的速降是一樣的，所以 Δncl= Δnop= / mins =D nNnN+ ΔD nN100% =30 1500 30 100% %115 在 題 110 的 系 統(tǒng) 中 ， 若 主 電 路 電 感 L=50mH ， 系 統(tǒng) 運 動 部 分 的 飛 輪 慣 量GD2= m2，整流裝置采用三相零式電路，試判斷按題 110 要求設(shè)計的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行？如果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，允許的最大開環(huán)放大系數(shù) K 是多少？解：計算系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的時間常數(shù)：電磁時間常數(shù)LT = ==slR 機(jī)電時間常數(shù)Tm=2GD R375C Ce m= ( )30375 =π三相橋式整流電路，晶閘管裝置的滯后時間常數(shù)為為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，開環(huán)放大系數(shù)應(yīng)滿足的穩(wěn)定條件：+ + T2Ts= 2K(m l sTT)s= ( ) = l s因為 ,所以該系統(tǒng)不可以穩(wěn)定運行,如果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，允許的最大開環(huán)放大系數(shù) K 最大為 .116 為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的？在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓Δ =U 0 時，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它取決于那些因素？答；在動態(tài)過程中，當(dāng)ΔUn變化時，只要其極性不變，積分調(diào)節(jié)器的輸出Uc便一直增長；只有達(dá)到U ?=U , ΔU = 0時，U 才停止上升；不到ΔUn變負(fù)，U 不會下降。（3） 如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求 D=30，s = 10% ，在Un?=10V 時，Id= IN，n=nN，計算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)α 和放大器放大系數(shù) Kp。Ra= ，整流裝置內(nèi)阻Rrec= Ω1 ，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)（1） 系統(tǒng)開環(huán)工作時，試計算調(diào)速范圍 D=30 時的靜差率 s 值。反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動。因為電網(wǎng)電壓是系統(tǒng)的給定反饋控制系統(tǒng)完全服從給定。電動機(jī)勵磁電流、電樞電阻 Ra發(fā)生變化時仍然和開環(huán)系統(tǒng)一樣，因為電樞電阻處于反饋環(huán)外。解：（1）轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù) α 應(yīng)該是?αU ?U= n =n=15=n nN1000（2）先計算電動機(jī)的電動勢系數(shù)Ce=U