运动控制第一章作业及解答

发布 2022-07-20 04:03:28 阅读 8488

1-1 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。

-4 某一调速系统,测得的最高转速特性为 ,最低转速特性为,带额定负载时的速度降落 ,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?

解系统能够达到的调速范围为

系统允许的静差率

1—10 有一v—m调速系统。电动机参数为: ,电枢电阻 ,整流装置内阻 ,触发整流环节的放大倍数。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框图。

(3)调整该系统参数,使当时, ,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)先计算电动机的电动势系数

额定负载时的稳态速降应为

2) 系统的静态结构框图如下所示

转速负反馈系统的原理图

(3) 当时, ,则转速负反馈系数应该是。

(4)闭环系统的开环放大系数应为

运算放大器所需的放大倍数

1—12 某调速系统原理图如图1-58所示,已知数据如下:电动机; ,整流装置内阻 ,触发整流环节的放大倍数。最大给定电压,当主电路电流达到最大值时,整定电流反馈电压

设计指标:要求系统满足调速范围d=20,静差率 , 试画出系统的静态结构框图,并计算:

(1) 转速反馈系数 。

(2) 调节器放大系数。

(3) 电阻的数值。(放大器输入电阻 )

(4) 电阻的数值和稳压管vs的击穿电压值。

解:(1)转速负反馈系数应该是

(2)先计算电动机的电动势系数

闭环系统的开环放大系数应为

运算放大器所需的放大倍数

(3)又由。

可得: 取标准值:

1-18 采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统,稳态运行时的速度是否有静差?为什么?试说明理由。

答:采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统,稳态运行时的速度是无静差的。

电压负反馈实际是一个自动调压系统,只有被包围的电力电子装置内阻引起的稳态速降被减小到1/(1+k),它的稳态性能比带同样放大器的转速负反馈系统要差。但基本控制原理与转速负反馈类似。它与转速负反馈一样可以实现无静差调节。

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