运动控制系统思考题课后习题答案完整版 (1) 下载本文

电阻Ra=1.5Ω,电枢回路电抗器电阻RL=0.8Ω,整流装置内阻Rrec=1.0Ω,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Δnop和调速要求所允许的闭环静态速降Δncl 。 (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Un*=15V时,Id=IN,n=nN ,则转速负反馈系数 α应该是多少? (4)计算放大器所需的放大倍数。 解:(1)

n??UN?IN?Ra?/Ce?Ce??220?12.5?1.5?/1500?201.25/1500?0.134Vmin/rn??UN?IN?R??/Ce??nop?IN?R?/Ce?12.5?3.3/0.134?307.836r/min

?ncl?nNs/?D?1?s???1500?10%(/20*90%)?8.33r/min

所以,?ncl?8.33r/min (2)

??(3)(4)n?KpKsUn?IdR/?Ce?1?K???KUn/??1?K???IdR/?Ce?1?K???

????K???nop/?ncl??1?307.836/8.33?1?35.955

1500???35.955?15/??1?35.955??????12.5?3.3/?0.134?1?35.955????

???0.0096Vmin/r

可以求得,Kp?K*Ce35.955*0.134??14.34 Ks*?35*0.0096也可以用粗略算法:

?Un*Un15??0.01 ?Un??n,??n1500Kp?KCe/Ks?,Kp?35.955?0.134/?35?0.01??13.76

2.6 在题2.5的转速负反馈系统中增设电流截止环节,要求堵转电流Idbl?2IN,临界截止电流Idcr?1.2IN,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) Idbl?2IN?25A,Idcr?1.2IN?15A

Idcr?Ucom/Rs?15?Ucom/Rs

*Idbl?Un?Ucom/Rs?25??15?Ucom?/Rs?Rs?1.5???,

Ucom?15?1.5?22.5V

(2)

(R?/3)??1.0?1.5?0.8?/3?1.1?,不符合要求,取Rs?1.1?,Rs?(R?/3)需加电流反馈放大器

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Rs?1.1?,则Ucom?Idcr?Rs?15?1.1?16.5V

(3) 当Id?Idcr时,有

*n?KpKsUn/Ce?1?K??KpKsKi?RsId?Ucom?/Ce?1?K???RId/Ce?1?K??*?KpKsUn?KiUcom/?Ce?1?K???R?KpKsKiRsId/?Ce?1?K?????????????? 当n=0时,

**Idbl?KpKs?Un?KUicom?/?R?KpKsKiRs???Un?KUicom?/KiRs

25??15?16.5Ki?/1.1Ki?Ki?15/?22.5?13.5??1.36

2.7在题2.5的系统中,若主电路电感L=50mH,系统运动部分的飞轮惯量GD=1.6Nm,整流装置采用三相零式电路,试判断按题2-9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?

2222解: L?50mH,GD?1.6Nm,R??3.3?,Ce?0.134V/rpm

Tl?L/R??0.05/3.3?0.015sTm?GD2R?/?375CeCm??1.6?3.3/?375?0.134?0.134?30/3.14??5.28/64.33?0.082sTs?0.00333s22K??/0.0151*0.00333)?Tm?Tl?Ts??Ts??/TlTs???0.082??0.015?0.00333??0.00333??(2???0.0015?0.00333??/0.00004983?30.52

可见与前面的K>35.955相矛盾,故系统不稳定。要使系统能够稳定运行,K最大为30.52。

PN?2.8kW,UN?220V,nN?1500r/min,2.9 有一个V-M系统,已知:电动机:IN?15.6A,Ra=1.5Ω,整流装置内阻Rrec=1Ω, 电枢回路电抗器电阻RL=0.8Ω, 触发整流环节的放

大倍数Ks?35。

(1)系统开环工作时,试计算调速范围D?30时的静差率s值。 (2)当D?30,s?10%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D?30,s?10%,在Un?10V时Id?IN,

n?nN,计算转速负反馈系数?和放大器放大系数Kp。

解:

(1)Ce??220?15.6?1.5?/1500?0.1311Vmin/r