运控第一章习题解答.ppt

第一章 闭环控制的直流调速系统 11 为什么 PWM电动机系统比晶闸管电动机系统能够获得更好的动态性能？答：PWM电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路简单，需用的功率器件少。（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。（3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达 1：10000 左右。（4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。（5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。.12 试分析有制动通路的不可逆 PWM 变换器进行制动时，两个 VT 是如何工作的。答：见教材。.某一调速系统，测得的最高转速特性为 nomax=1500 r/min，最低转速特性为nomin=150 r/min，带额定负载时的速度降落 nN=15 r/min，且在不同转速下额定速降不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？系统允许的静差率解 系统能够达到的调速范围为.某闭环调速系统的调速范围是 1500150r/min，要求系统的静差率s2%，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是 100r/min，则闭环系统的开环放大倍数应有多大？解思路.16 某闭环调速系统的开环放大倍数为 15 时，额定负载下电动机的速降为 8r/min，如果将开环放大倍数提高到 30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？解：因 故：.17 某调速系统的调速范围 D=20，额定转速 nN=1500 r/min，开环转速降落nNop=240 r/min，若要求系统的静差率由 10%减少到 5%，则系统的开环增益将如何变化？解：.18 转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？（2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。（3）如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比或测速发电机的励磁发生了变化，它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。答：（1）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征 只用比例放大器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之一。系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。.19 在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量有无调节能力？为什么？答：当电网电压发生变化时，系统对其有调节能力。因为电网电压是系统的给定反馈控制系统完全服从给定。负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻变化时系统对其有调节能力。因为他们的变化最终会影响到转速，都会被测速装置检测出来。再通过反馈控制作用，减小它们对稳态转速的影响。测速发电机励磁各量发生变化时，它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。.110 有一 VM 调速系统。电动机参数为：PN=2.2 KW UN=220 V ，IN=12.5 A ，nN=1500 r/min ，电枢电阻 R a=1.2 ，整流装置内阻Rrec=1.5，触发整流环节的放大倍数Ks=35。要求系统满足调速范围 D=20，静差率 s 10%。(1）计算开环系统的静态速降 nop和调速要求所允许的闭环静态速降 ncl。（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构框图。(3）调整该系统参数，使当 Un=15 V时，Id=IN,n=nN，则转速负反馈系数 应该是多少？（4）计算放大器所需的放大倍数。.如取样电阻RS（Ra+Rrec)/3=(1.2+1.5)/3=0.9 欧则 Ucom=1.2INRS=1.212.50.9=13.5V电流反馈放大器的放大系数Kfi=22.5/13.5=1.67.nKpKs 1/CeUcUiIdEUd0Un+-R-UcomKfId Rs-Ucom-+Kf静态结构图Un*Rs.原理图思考题：1.若V s发生故障而开路或短路，对系统有何影响？2.若要使系统无静差，应对系统做何修改？.nKpKs 1/CeUcUiIdEUd0Un+-RRs-UcomId Rs-Ucom-+Un*系统的静态结构图.(3)R1=KPR0=12.320=246K(4)VBr=7.33V当n=0时，R2=3.59K.精确求KP代入参数 得 Kp=12.75 =35.93=0.0145 Vmin/r。.（4）电压负反馈：r/min.从1-10可知，K=28.6442.5 系统可以稳定运行.