直流調(diào)速?gòu)?fù)習(xí).

1、第一部分理論知識(shí)第一章 緒論1-1、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及其組成1)電動(dòng)機(jī) 2)功率放大與變換裝置3)控制器4)信號(hào)檢測(cè)與處理1-2、電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基本類(lèi)型 直流電機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基本類(lèi)型 交流電機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基本類(lèi)型。1-3、直流調(diào)速方法n U - IRn Ke(1)調(diào)節(jié)電樞供電電壓U :工作條件：保持勵(lì)磁G = GN ;保持電阻 R = Ra調(diào)節(jié)過(guò)程：改變電壓UNU0 Un、， n0調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線(xiàn)平行下移。(2)減弱勵(lì)磁磁通工作條件:保持勵(lì)磁門(mén)=N ;保持電壓U =U N調(diào)節(jié)過(guò)程:增加電阻RaRR r n1，nO不變調(diào)速特性:轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線(xiàn)變軟。(3)改變電樞回路電

2、阻R。工作條件:保持電壓U =U N ;保持電阻R = R a調(diào)節(jié)過(guò)程:減小勵(lì)磁：JN 丿- v ! n，nO調(diào)速特性:轉(zhuǎn)速上升，機(jī)械特性曲線(xiàn)變軟小結(jié)：自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主。第二章轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)2-1、常用的可控直流電源有以下三種 旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組（G-M系統(tǒng)）一一用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。 靜止式可控整流器（V-M系統(tǒng)）一一用靜止式的可控整流器，以獲得可調(diào)的直流電壓。 直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器一一用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開(kāi)關(guān)器件斬波或進(jìn)行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。2-2、晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的特殊問(wèn)題： 觸

3、發(fā)脈沖相位控制：調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置 GT輸出脈沖的相位，即可很方便地改變可控整流器VT輸出瞬時(shí)電壓 ud的波形，以及輸出平均電壓U的數(shù)值 電流脈動(dòng)的影響極其抑制措施：由于電流波形的脈動(dòng)，可能出現(xiàn)電流連續(xù)和斷續(xù)兩種情況，這是V-M系統(tǒng)不同于G-M系統(tǒng)的又一個(gè)特點(diǎn)。A、設(shè)置平波電抗器；B、增加整流電路相數(shù)；C、采用多重化技術(shù) V-M系統(tǒng)機(jī)械特性的特點(diǎn)：A、當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，特性還比較硬；B、斷續(xù)段特性則很軟，而且呈顯著的非線(xiàn)性，理想空載轉(zhuǎn)速翹得很高。2-3轉(zhuǎn)速控制的要求和調(diào)速指標(biāo)： 調(diào)速范圍 D : D =門(mén)吶nmin 靜差率s：用來(lái)衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度Bnno式中Jn = no - nN自

4、動(dòng)化 10-3 班田強(qiáng)201011205044 調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系:Ns =nominnNFnSDn(Vs)結(jié)論：一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時(shí)還能滿(mǎn)足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。2-4、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，靜特性的含義，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。 系統(tǒng)組成：+圖1-24采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜特性方程KpKsUnIdRKpKsUnRidnCe(1 KpKs： /Ce) Ce(1 K) Ce(1 K)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性表示 閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流（或轉(zhuǎn)矩）間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，它在形式上與開(kāi)環(huán)機(jī)械特性相似，但本質(zhì)上卻有很大不同，故定名為I特性b 轉(zhuǎn)速負(fù)反

5、饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖-I.Ra 1-25轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圏2-5、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較開(kāi)環(huán)機(jī)械特性為n = Ud0IdRKpKsUnRidCeCeCe(1-36)閉環(huán)時(shí)的靜特性*KpKsUnn 二Ce(1 K)RidCe（K）n0d-ncl(1-37)閉環(huán)系統(tǒng)靜性可以比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多。如果比較同一的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，則閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多。cnpnocin0opSd= V K當(dāng)要求的靜差率一定時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍。Dop=%；1-s)D - nNsucl 二And (1 一 s)Dd =(1 + K)Dp要取得上述三項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，閉環(huán)系

6、統(tǒng)必須設(shè)置放大器。結(jié)論2:閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性,從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價(jià)是，須 增設(shè)電壓放大器以及檢測(cè)與反饋裝置。2-5、閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在同粹的員載擾動(dòng)下，兩者的轉(zhuǎn)速降落分別為它們的關(guān)系是2-6、反饋控制規(guī)律（轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的三個(gè)基本特性）（1 ）被調(diào)量有靜差；RI也=Ce（i ；K） 只有K = 00，才能使 Ancl = 0，而這是不可能的。因此，這樣 的調(diào)速系統(tǒng)叫做有靜差調(diào)速系統(tǒng)。（2 ）抵抗擾動(dòng)與服從給定；反饋控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它能有效地抑制一切被負(fù)反饋環(huán)所包圍的前向通道上的擾動(dòng)作用

7、，但對(duì)給定作用的變化 則唯命是從。（3）系統(tǒng)精度依賴(lài)于給定和反饋檢測(cè)精度。 反饋控制系統(tǒng)無(wú)法鑒別是正常的調(diào)節(jié)給定電壓還是給定電源的變化。高精度的調(diào)速系統(tǒng)需要更高精度的給定穩(wěn)壓電源。 反饋檢測(cè)元件本身的誤差。如測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁變化；換向紋波；轉(zhuǎn)子和定子間的偏心等。高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的反饋檢測(cè)元件。結(jié)論3：反饋控制系統(tǒng)的規(guī)律是：一方面能夠有效地抑制一切被包在負(fù)反饋環(huán)內(nèi) 前向通道上的擾動(dòng)作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對(duì)給定 信號(hào)的任何變化都是唯命是從的。2-7、反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關(guān)系如下:電壓比較環(huán)節(jié)AUn=U；-Ua放大器

8、電力電子變換器% = K億調(diào)速系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性q測(cè)速反饋環(huán)節(jié)U ann2-8、電流截止負(fù)反饋的概念，電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，以及帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性。電流截止負(fù)反饋的概念：當(dāng)電流大到一定程度時(shí)才接入電流負(fù)反饋以限制電流，而電流正常時(shí) 僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用控制轉(zhuǎn)速。這種方法叫做電流截止負(fù)反饋，簡(jiǎn) 稱(chēng)截流反饋。電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的特點(diǎn): 帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖1-31 搭電訂耙哉丄匕員良飭言勺閉壬不直訂在調(diào)建稔態(tài)結(jié)枸團(tuán) 靜特性方程KpKsU；R|dKpKsRJdn二Ce(1 K) Ce(1 K) Ce(1 K)說(shuō)明：多了一項(xiàng)由電流反饋引

9、起的轉(zhuǎn)速降落。 靜特性方程與特性曲線(xiàn)A、當(dāng)Id Ker時(shí)，系統(tǒng)將不穩(wěn)定。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定性是它能否正常工作的首要條件，是必須保證的。2-10、PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)：由 PI調(diào)節(jié)器構(gòu)成的滯后校正，可以保證穩(wěn)態(tài)精度，卻是以對(duì)快速性的限制來(lái)?yè)Q取系統(tǒng)穩(wěn)定的X人 聞 古于 金頁(yè)尿 rt勺牛缶iiEnr 3 半h展斤一系孕白勺t壬 旨豈，士玄竺空耳善宅正壬丄于苫 s pp 齊、k-tkj =2- 11、無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)的含義，積分控制規(guī)律的含義、結(jié)構(gòu)。積分調(diào)節(jié)器與比例調(diào)節(jié)器的區(qū) 別。比例控制、積分控制和比例積分控制規(guī)律的區(qū)別。 無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)的含義： 積分控制規(guī)律的含義： 積分控制規(guī)律的結(jié)構(gòu)： 積

10、分調(diào)節(jié)器與比例調(diào)節(jié)器的區(qū)別：比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀；而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸 入偏差量的全部歷史。 比例控制、積分控制和比例積分控制規(guī)律的區(qū)別:比例積分控制綜合了比例控制和積分控制兩種規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，又克服了各自的缺點(diǎn),揚(yáng)長(zhǎng)避短，互相補(bǔ)充。比例部分能迅速響應(yīng)控制作用，積分部分則最終消除穩(wěn)態(tài)偏差2- 12、無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的分析及穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算。1-SQ帶電潸丄上藥無(wú)吻黑直誑諌 速一系統(tǒng)白勺許持十生圖1-48是一個(gè)無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)例，采用比例積分調(diào)節(jié)器以實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差，采用 電流截止負(fù)反饋來(lái)限制動(dòng)態(tài)過(guò)程的沖擊電流。TA為檢測(cè)電流的交流互感器，經(jīng)整流后得到電流反饋信號(hào)。當(dāng)電流超

11、過(guò)截止電流時(shí)，高于穩(wěn)壓管VST的擊穿電壓，使晶體三極管 VBT導(dǎo)通，則PI調(diào)節(jié)器的輸出電壓接近于零，電力電子變換器UPE的輸出電壓急劇下降，達(dá)到限制電流的目的。無(wú)靜蕪系統(tǒng)白勺王里桓靜 特性女口右圉濟(jì)示。當(dāng)心4日寸，系統(tǒng)無(wú)靜菱”薛特性是千同鋌 亍重日寸白勺一族水干錢(qián)a當(dāng)心- 4曰寸，電，流戡 止血辰飾超作用”靜待 性急居下垂，呈豐上是 一條垂直統(tǒng)。 聲于轉(zhuǎn)蒔 性逅f以皇矢巨？U第三章轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)3-1、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成，主要包括：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖和穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖42轉(zhuǎn)速、電流雙屈環(huán)口流調(diào)速系統(tǒng)緒構(gòu)ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 A

12、CR一電流調(diào)節(jié)器 TG測(cè)速發(fā)電機(jī)TA電流互感器 UPE電力電子變換器雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖7?圖2Y 應(yīng)囲環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圏空一轉(zhuǎn)速反淡系數(shù)：尸一電流反饋系數(shù)3-2、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器在穩(wěn)態(tài)時(shí)的特征： 飽和 輸出達(dá)到限幅值；當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸岀為恒值，輸入量的變化不再影響輸岀，除非有反向的輸入信號(hào)使調(diào)節(jié)器退岀 飽和；換句話(huà)說(shuō)，飽和的調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入和輸岀間的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開(kāi)環(huán) 不飽和輸出未達(dá)到限幅值。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，正如 1.6節(jié)中所闡明的那樣，PI作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是零。3-3、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性實(shí)際上，在止常運(yùn)彳亍 時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不

13、 會(huì)達(dá)至1飽和:厭志的 因此，對(duì)于靜特性來(lái) 說(shuō)，只有轉(zhuǎn)謹(jǐn)?shù)蚬?jié)器 飽和與不飽和兩種情 況o雙閉環(huán)育:流調(diào)速系 統(tǒng)的靜特性如圖所2-5妝陽(yáng)環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到Idm 后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無(wú)靜差，得到過(guò)電流的自動(dòng)保護(hù)。3-4、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)各變量間的關(guān)系、穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計(jì)算。乂乂 I用王下咗同速眾統(tǒng)在喬急盂I ：作吋上，當(dāng)冋嚴(yán)i同節(jié)芳 務(wù)者呂千論和曰寸. 名-空空乏可育下歹寸關(guān)殯5=5、=C 6= =5Sa6wnn 1 ”口50

14、上述關(guān)系表明，在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上，A、轉(zhuǎn)速n是由給定電壓U*n決定的；B、ASR的輸出量U*i是由負(fù)載電流IdL決定的；C、 控制電壓 Uc的大小則同時(shí)取決于 n和Id，或者說(shuō)，同時(shí)取決于U*n和IdL。3- 5、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程中電流和轉(zhuǎn)速的三個(gè)階段團(tuán)之-石 惡閉環(huán)直流調(diào)逮系超E的動(dòng)戀緒構(gòu)圖啟動(dòng)過(guò)程分析：匸垂J二一 7 二匸掃M(jìn)l w+t U31 土+* H-J9+ ILI 十.ijriz w畝 電流上升階段; 匸世七口宰耳龍匸口* 0：已廣曲P /己 -i=L. ri . 當(dāng)弄疋Ffe 次T. A_ RJ ” Ffc 和壬 刁三 冃它*0 VJ . 耳 上亠=匸口一書(shū)廠l rr女臺(tái)走

15、d尹力” 曲 丁-才匸口 + -LMI豐三十尸j=n 年左弓主 刁弋 令 孑冠 Mi館 ll ” iei mi車(chē)左 工更 壬網(wǎng) pr 畧呂 AX Z. 勺辛侖、匚i=L白勺匕甕七奄之 nu ”士U生命i=K ffc r=f浮耳 ifSh 弓巫三巨 i=&5?ste 厶f 0 I 恒流升速階段; 寸毛JLMT 矽r辱肚十，人導(dǎo)T疫Qf結(jié)-士壟汗口白勺， 車(chē)專(zhuān)適辛F擊目 1 I 子于F 升F ”一亭金記J7運(yùn) Kf 住mi-t4f.乙嚴(yán)伯，譽(yù)龍 F 口勺 電羽託*用十十豐結(jié)”丄十 已佶 燈電莎託a國(guó)？ 皋力口舉舉咽Qu rp 丄上+二FFJ HF 氏刊斗廠I 一口勺比N 由亠6寺壬 和兀興覽十十土

16、曲-Isi k 5_tH 之鈕噸網(wǎng)一Vb亍超 k W咁主士丹 BJ 士J亡=J去匡一込J 丁 上KZH屁 飛三T Bi f 1p+i =t -faL. i 竊辺 一 ya 禍中.rrr#寺 o7 tw= -ti. ” A ZHS? rn各 丫氐 J -A - 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段; 半爭(zhēng)辛王男 I - TTI- 1J=Y sn J r辛專(zhuān)云車(chē) E閥 * 昔警亠乞氏白勺羽荷一亠 咼會(huì)齊戎疔H石宰”f曰一耳孚舸 十環(huán)左口 m 尸年貝G 作 尸曰 適S舍性獷芋 4 任良 巾昴 們耳TLT-*-im h 月廳LCA +*和L Q士 3 2/ 口亍主*f尢號(hào)主？f旦噸閥。 豐玄 曲左十冏 A SKntr fAi

17、* H?. JE6 F女臺(tái)壬旦山在1不n，b看缶”匚嚴(yán)、不n 入 彳艮u 樂(lè)J伍華 c彳旦啟S -貝u 七牛 Kz -丁-方工仲；廠口 海：#g *夸奇 衛(wèi)崔議吃殂舉金丟TH- 4綜上所述，雙閉環(huán)真流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò) 程有以下三個(gè)特點(diǎn)：(1)和非線(xiàn)性控制,(2) 轉(zhuǎn)速超調(diào)；(3) 準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。3- 6、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能： 動(dòng)態(tài)跟隨性能； 動(dòng)態(tài)抗擾性能：抗負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)3-7、轉(zhuǎn)速、電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用1. 轉(zhuǎn)遠(yuǎn)調(diào)節(jié)器的作用 出=h機(jī)辿:載世至堵車(chē)專(zhuān)時(shí)，”艮串U電木區(qū)=h 流的最大值，超決:趣的 白動(dòng)保護(hù)作用 一H 古女B章空肖 夫” 一系統(tǒng)立艮卩自動(dòng)“斷復(fù)正常O 這個(gè)

18、作 用對(duì)系統(tǒng)白勺吋靠運(yùn)彳亍來(lái)說(shuō)星十分童宴的口3-8調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法的基本思路，以及典型I 、II型系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的關(guān)系。工程設(shè)計(jì)方法的基本思路A、選擇調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)典型化并滿(mǎn)足穩(wěn)定和穩(wěn)態(tài)精度。B、設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求。典型I 、II型系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1 典型I型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性結(jié)構(gòu)圖與傳遞函數(shù)雌)Ks(Ts +1)W(s)二一-式中丁一系統(tǒng)的慣性時(shí)間常數(shù);K系統(tǒng)的開(kāi)壞增益口2典型II型系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性結(jié)構(gòu)圖和傳遞函數(shù) 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)A、跟隨性能指標(biāo)B、抗擾性能指標(biāo)3-9、按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器：A、

19、電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)； 電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖； 電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)選擇； 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇。B、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)： 轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖； 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)選擇； 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器多數(shù)的選擇。C、電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)。3-10、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中外環(huán)和內(nèi)環(huán)的作用。3-11、帶電流變化率內(nèi)環(huán)的三環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的主要作用、特點(diǎn)。第四章可逆控制和弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng)4- 1、脈寬調(diào)制（PWM ）變換器的作用、種類(lèi) 脈寬調(diào)制（PWM）變換器的作用：PWM變換器的作用是：用 PWM調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變 的脈沖電壓系列，從而可以改變平均輸岀電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速 脈

20、寬調(diào)制（PWM ）變換器的種類(lèi)：PWM變換器電路有多種形式，主要分為不可逆與可逆兩大類(lèi)4- 2、簡(jiǎn)單不可逆 PWM變換器電路的特點(diǎn)、工作原理（二極管的續(xù)流作用）簡(jiǎn)單不可逆 PWM變換器電路的特點(diǎn)簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主電路原理圖如圖4-3所示，功率開(kāi)關(guān)器件可以是任意一種全控型開(kāi)關(guān)器件，這樣的電路又稱(chēng)直流降壓斬波器。VD匚胡電品各原理圉4-3簡(jiǎn)単的不可逆PXV2陵換器-倉(cāng)金電動(dòng)機(jī)系紐；圖中：Us為直流電源電壓，C為濾波電容器，VT為功率開(kāi)關(guān)器件，VD為續(xù)流二極管，M為直流電 動(dòng)機(jī)，VT的柵極由脈寬可調(diào)的脈沖電壓系列 Ug驅(qū)動(dòng)。簡(jiǎn)單不可逆 PWM變換器電路的工作原理:4-3、有制

21、動(dòng)作用的不可逆PWM變換器電路的特點(diǎn)、工作原理（制動(dòng)情況）、電壓和電流波形分析有制動(dòng)作用的不可逆PWM變換器電路的特點(diǎn)：在簡(jiǎn)單的不可逆電路中電流不能反向，因而沒(méi)有制動(dòng)能力，只能作單象限運(yùn)行。需要制動(dòng)時(shí)，必須為反向電流提供通路，如圖 4-4a所示的雙管交替開(kāi)關(guān)電路。當(dāng) VT1導(dǎo)通時(shí)，流過(guò)正向電流 + id，VT2 導(dǎo)通時(shí)，流過(guò) -d 。應(yīng)注意，這個(gè)電路還是不可逆的， 只能工作在第一、二象限，因?yàn)槠骄妷?Ud并 沒(méi)有改變極性囹 斗一斗m 育諱1）動(dòng) 電孑議irn足咅白勺不 可逐 P5F 空按器d.工作原理:制動(dòng)狀態(tài)的一個(gè)周期分為兩個(gè)工作階段: ft o r ron 期 I旬，vt2 關(guān)斷.一 續(xù)

22、流”向電（原回炭制動(dòng)與此同時(shí)吏它不能導(dǎo)通*電壓和電流波形分析：r =皿心（1 $）t 肚甲D = 10,5 = O.O24= 1500r.min允許的1500*0 0210*(1-0.02=3.061- niin乂riop = 1001 / minLOO3?061.3 如果把調(diào)速系統(tǒng)反饋電壓的極性接成給定電壓極性相同，將產(chǎn)生什么后果？試說(shuō)明反饋極性對(duì)組成閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要性。解：反饋極性接反，將使系統(tǒng)變?yōu)檎答佅到y(tǒng)，系統(tǒng)不相定，損壞系統(tǒng)口 一定箜使反饋極性接為負(fù)反饋，否則啟果不琨役想。1.4 有一 V-M 調(diào)速系統(tǒng)， 電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：Pn om=2.5kW，Uno m=220V, Inom=

23、15A， nnom=1500r/min，Ra=2Q，整流裝置內(nèi)阻 Rrec=1 Q ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié) 的放大倍數(shù)為Ks=30,要求調(diào)速范圍D = 20,靜差率s=10%。1）計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和調(diào)速要求所允許的靜態(tài)速降；2）采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫(huà)出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖；3）調(diào)整該系統(tǒng)，使Un* =20V時(shí)轉(zhuǎn)速n=1000r/min ,此時(shí)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)應(yīng) 為多少？可認(rèn)為Un-Un* ）4）計(jì)算所需的放大器放大倍數(shù)；5）如果改用電壓負(fù)反饋，能否達(dá)到所提出的調(diào)速要求？若放大器的放大 系數(shù)不變，最大給定電壓為30V，在靜差率為s=30%寸，采用電壓負(fù)反饋，最多 能夠得到多大的調(diào)速范圍？做1.

24、&=咳1500*0.120*(1-0.1=8.33r/ min220-15 + 21500=0.127V miii/r nI 一L = 354,33r niin 0,127么轉(zhuǎn)建員辰飽i m I刑” 京尸充苗一占和匚松r mTk.- .O-O2f- iiiLiiTy jI ooo4 * JI -va|1 Zc -aVrtK1LLhrtlM比村L吃LHC rUl生L挖齊Flk戒葩不二生上生悅惦己紅是1手護(hù)2丁 23疋=杠口 疋工” .X-:劉 iLLffi 屁 TT!1 去竣工心*總詐汗加，-壬g務(wù)盈JVr D 吏二 一* 3 o + O . 15 1 一 m 亍 _ 97占& 一農(nóng) f U r

25、tL f 1 j0.127 *(H-35,97) + 0.127 H 239. 12/ / rig科口 ET珂0 s)1500 * 0.3239.42 * (1 - 0.3)艮卩屯用負(fù)反tfft調(diào)速系統(tǒng)最多能夠迖到的的耳范I羽足2.71.5 上題中，若主電路電感L = 60mH系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分的飛輪慣量 GD2二1.8牛頓米2,整流電路為三相半波，則按上題要求設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng) 能否穩(wěn)定運(yùn)行？為了保證穩(wěn)定，允許最大的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)是多少？由型態(tài)分祈三相零氏腋流電路C-三相半波）兀 =3.33斥=0,00333L _ 60*10-3雖 _2 + 1375CC375 *0.127*0.127*307,

26、7 _ 0i093(s)iLl P29式111為了保iF穩(wěn)建，允許最人的開(kāi)環(huán)放人倍數(shù)足0.093 * (0.02 + 0.00333) + 3.33 * 106,=斗 2 7 馬0,02*0.00333T上題耍求的K為41, 54,因此系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行。1.6 在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中，如果截止比較電壓發(fā)生變化，對(duì)系統(tǒng)的靜特性有什么影響？如果電流反饋電阻Rs的大小發(fā)生變化，對(duì)靜特性有什么影響？時(shí)=匕乜油己砂訂，伉辰蝕汀門(mén)彳乍阡1限洌訂呆護(hù)* 解次辰碩閉環(huán)調(diào)理秦統(tǒng)的趣割J科4垂】hi 112應(yīng);id:人IE 魁;廿|乜汕i w h ；負(fù)反貞牙n勺rvd em劇錘系銃施I態(tài)芻1i tfj

27、 m當(dāng) Tj T JR.匕0JLR _ H:RZLc*住11.10為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無(wú)靜差的？積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電 壓 U= 0時(shí)出電壓是多少？決定于哪些因素？泮土采用積分?jǐn)Q制可以使調(diào)節(jié)過(guò)程屮被調(diào)量的偏差積累起來(lái)，穏態(tài)時(shí)不 冉靠偏養(yǎng)來(lái)維持因此構(gòu)戚了無(wú)解竺調(diào)速系統(tǒng).t r / = o 時(shí).4 = j 20鞍（分胸節(jié)器的輸山包舎了輸入偏壘甌的全部切史=只陞如史丨.有;I吐AC7n *比積分冇定數(shù)f也 就產(chǎn)生足夠的扌空制電爪 5八 保證新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行口厶?7 = 0時(shí)，輸出為血III T.A（7n（OCP38 1.11無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響？為什么？

28、答：足的口穩(wěn)態(tài)時(shí)U* - QJ?心1 *或變化時(shí)t則評(píng)變 H XjfS態(tài)時(shí) 轉(zhuǎn)速a第二章多環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)2.1 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器有哪些作用？其輸出限幅值應(yīng)按什么要求來(lái)整定？電流調(diào)節(jié)器有哪些作用？其輸出限幅值應(yīng)如何整 定？答*U ASR的作用*孔使轉(zhuǎn)速川跟隨給定屯用5；變化*穩(wěn)態(tài)尤靜差。b.對(duì)負(fù)我變化起抗擾作m.0其輸出限忸仙5/由最人屯流匕打=阿軸2. AUR 的作m：氐對(duì)屯網(wǎng)電壓波動(dòng)起儀時(shí)抗擾作用。b.血?jiǎng)訒r(shí)保訕伙得允泮的最人電流巧E 匚“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過(guò)程L便電流典隨貝給尬|也床乙丁變化口d_當(dāng)電機(jī)過(guò)載戰(zhàn)至于堵轉(zhuǎn)時(shí)，限I用佝了電流的戢人值，從而起到快速的安令保護(hù)作丿

29、1兒如果故腎消矢條統(tǒng)能夠門(mén)動(dòng)恢V 1E 常W J C%a_+N天,)f保證域小腔制角的限帶L Ks2.2d改造被控刈象，加快電流跟隨作用a轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差(給定與反饋之差)是多少？它們的輸出電壓是多少？為什么?聒態(tài)運(yùn)彳亍時(shí).=()(轉(zhuǎn)理無(wú)靜掘九 ASR 的輸入丨也*為炫況C + 7,7?AT+ F血天ACR 的臨入術(shù)差為O,輔TlHLLbK力十SASR.和 ACR 均為PI訥節(jié)器，X輸山訊的血態(tài)伉與輸入尼關(guān)，fu 是由左后面環(huán)節(jié)的舊慳決定的匚2.3 如果轉(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，而是比例調(diào)節(jié)器，對(duì)系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能會(huì)有什么影響？

30、答：劉於態(tài)性能的彤響：1 *穩(wěn)態(tài)們靜_22nN協(xié)胃性石更浚卜降。對(duì)動(dòng)態(tài)性能的彫響：動(dòng)態(tài)性能變壞2.4 試從下述各方面來(lái)比較轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：1）靜特性；2）動(dòng)態(tài)限流性能;3）起動(dòng)的快速性;4）抗負(fù)載擾動(dòng)的性能；5）抗電源電壓波動(dòng)的性能;6）其它方面。羊口J工,痰統(tǒng)* Fife：It嘆n j J亍託TC 3 赴動(dòng)的快r逑kl取工,系統(tǒng)r 3環(huán)系統(tǒng) 打不辛.丙劉皿包冷“沖專(zhuān)趣壞內(nèi)I于打匚ttiiKf 111七滾齊力r吃H些官豈：只又口工嚇 系 統(tǒng)克于，jkl；j1l內(nèi)珂、上盤(pán)E吋扌譏1J尤 ；s.11-心 Zz rrn =XXI冊(cè)工下LL1等交.余

31、和對(duì)1他帶-2.5 某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型I型系統(tǒng)。已知時(shí)間常數(shù)T二0.1秒，要求階躍響應(yīng)超調(diào)量（7% 10%，試求系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)；計(jì)算過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts和上升時(shí)間tr;并繪出開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性。如果要求上升時(shí)間tr小于0.25秒，則開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)K應(yīng)為多少？超調(diào)量c%等于多少？弼”飛占=_ 牛_-5: 22 r 7. ,K.1 = OTO, = 一 - -_jTO. 1匚=6J?- = 6*0. L公工tr = 3.342 = 3*34 *0.1= 0-334()L C W /dB4+ 若姜求匚62于.貝U由農(nóng) 2-2，應(yīng)選氏丁 = 1,&=10- = 0.5, b% = W%2.6 某系

32、統(tǒng)采用典型U型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，要求頻域動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：3 c=30 (s-1 ),Mr 1.5,求該系統(tǒng)的預(yù)期開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性、開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)、以及階躍響應(yīng)的超調(diào)量和過(guò)渡過(guò)程時(shí)間。如果時(shí)間常數(shù) T2不變，改取中頻寬h=9,則開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性將如何變化？試求系統(tǒng)能夠達(dá)到的頻域和時(shí)域指標(biāo)。與上面的指標(biāo)相比,在快速性和穩(wěn)定性方面各有什么變化?JVCOr :7. H才2-4- J77-1-1N打花廠言L .于L . 5_立*占*日門(mén)予cfl /* J5O SN *方工*廠_1_-WO1 O 1 Z-SOO(NJ,査衣工r =+ 0,02 = O.tr =3.1+ 0.02 = O.OtSZCy)er =* 30

33、 + jT。1 * 30 =斗O一&AZ-J = 0.0250coJi + 1;e1h 127?-7 2吆略小于30J1 ,快速性差 亠點(diǎn)，=13.25*7 = 0.265 T穩(wěn)定性變好* er% = 25% 4.,= 33 * 0.02 = 0,066()頻域扌行*小M/= K25 (變好).27,8差一點(diǎn)F= 180 -180* -/ _J 0.02 *27.8 + r1= 49.6fi (變婦:)2.7 一個(gè)由三相半控晶閘管裝置供電的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，其基本數(shù)據(jù)如下：直流電動(dòng)機(jī)：Pn om=60kWU nom=220V I no m=305A nno m=1000r/mi n,

34、Ce=0.2V min/r;主回路總電阻：R= 0.18 Q ,晶閘管裝置放大倍數(shù)：Ks=30，電 磁時(shí)間常數(shù)：Tl=0.012s，機(jī)電時(shí)間常數(shù)：Tm=0.12s,反饋濾波時(shí)間常數(shù)： Toi=0.0025s,To n=0.0141s,額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓：*n U = 15V,調(diào)節(jié)器的飽和輸出電壓：12V,系統(tǒng)的調(diào)速范圍：D = 10。1）確定電流反饋系數(shù)B和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a , 假設(shè)起動(dòng)電流限制在300A以?xún)?nèi)；2）要求系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，電流超調(diào)量（Ti %5%,起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 （T n%w 10%。試設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，畫(huà)出其電路圖，并計(jì)算 R、C參數(shù) 調(diào)節(jié)器輸入電阻

35、R0= 40kQ ;3）設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器并選擇參數(shù)；4）計(jì)算最低速起動(dòng)時(shí)的超調(diào)量；5）計(jì)算空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間。丄二tT= 0.0 1- mLUi-/ 廠1OOO0.00583芻. rtL濟(jì)屮立正成！J也理工型冢統(tǒng)rsUi=i= ROhZRO/2RO/2-戶(hù)丁 d-j- Uq千KO/2Uc-tU*尙環(huán)動(dòng)養(yǎng)紳松関：Ui*Ti = 7 = 0.012y7. = 7；. + 7； = 0.0025 + 0.0033 = 0.00583-2*0.0058 = 862(1 /(選 KT = 0,5 )=疋瓦疋_ &兀y?兀7?尸 _ KER _86.3 * 0.013 * 0-18小二=0.1530 * o.oa盡=疋甩=石匸氏GO,O1Z * IO35,24 * 0 0025 * IO3-UO=O.25(/zZ)a.校驗(yàn)近似條件：=86.2(1/),近似條件近似條件:13*0.0033b 忽略反電勢(shì)對(duì)屯流環(huán)熔響的條件,=79(),1址心=3 1 0.12*0.012條件滿(mǎn)足c.小時(shí)加常數(shù)近似處理的條件:匚= JLj=|ZT 3 0,0033 * 0.0025=1 10.7(1/) T 條ft 扌腐 JUL丙為変求平妄li A：靜乂 . J?fUX典壞八殺校