电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第3章.doc

第三章 3.1 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压、比列调节器放大系数、晶闸管装置放大系数、反馈系数γ=0.7。求：（1）输出电压；（2）若把反馈线断开，为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？（3）若把反馈系数减至γ=0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压 应为多少？ 解：（1） (2) 若把反馈线断开，则=0，,开环输出电压是闭环的22倍 (3) 3.2 转速闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min，要求系统的静差率，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： 1） 为闭环静态速降 2） 3.3 转速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8 r/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： 如果将开环放大倍数提高到30, 则速降为： 在同样静差率要求下，D可以扩大倍 3.4有一PWM变换器供电直流调速系统：电动机参数=2.2kW,=220V,=12.5A,=1500 r/min，电枢电阻=1.5Ω，PWM变换器的放大倍数=22, 电源内阻=0.1Ω。要求系统满足调速范围D=20，静差率。 (1)计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的闭环静态速降。 （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图。 （3）调整该系统参数，使当=15V时，， ，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。 解：（1） r/min 所以， （2） （3）由以上知 因为 把已知各项代入上式，得 也可以用粗略算法： ， （4）放大器的放大倍数 3.5在题3.4的转速负反馈系统中增设电流截止环节，要求堵转电流，临界截止电流，应该选用多大的比较电压和电流反馈采样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过主电路总电阻的1/3 ,如果做不到，需要增加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构图，并计算电流反馈放大系数。这时电流反馈采样电阻和比较电压各为多少？ 解：（1） ， 可得， （2） ， 由于需要的检测电阻值大，说明要求的电流信号值也大。要同时满足检测电阻小和电流信号大的要求，则必须采用放大器，对电流信号进行放大。为此， 取，则 （3） 当时，有 当n=0时， 已知项代入可得 3.6在题3.4的系统中，若开关频率为8KHz，主电路电感L=15mH，系统运动部分的飞轮惯量GD2=0.16Nm2，试判断按题3.5要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行？如要保证系统稳定运行，允许的最大开环放大系数是多少？解： ，， 按照式（3-22）的稳定条件，应有 可见题3.4中要求K>36.8满足系统稳定条件。 3.7 有一个PWM变换器供电的直流调速系统，已知：电动机：，，，r/min，=1.5Ω，整流装置内阻=0.2Ω， PWM变换器的放大倍数。 (1)系统开环工作时，试计算调速范围时的静差率值。 (2)当，时，计算系统允许的稳态速降。 (3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求，，在时，，计算转速负反馈系数和放大器放大系数。 。 解： （1） ， 静差率 （2）当，时， （3） 估算