电力拖动自动控制系统习题集及解答.doc

第二章 习题集及解答 2-1、某可控硅供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：，，，Ra＝0.2Ω，，，电枢回路总电阻，平波电抗器，，调节器的限幅值为10V，，反馈滤波时间常数，。设计要求：稳态指标：无静差。动态指标：电流超调量，起动额定转速时的转速超调量。 解：电流环设计：。 三相桥式可控硅整流装置的滞后时间常数： 电流环的小时间常数：， ，因此可按典型I型系统设计，选电流调节器为PI调节器，其传递函数为： 选，因为要求取 因此 校验条件： 满足条件 满足条件 满足条件 电流调节器的参数：取R0=40KΩ，R0=KiR0=41.36KΩ， ，取0.75μf 按上述指标设计：，满足设计要求。 转速环设计： 确定常数：电流环等效时间常数为： （） 转速滤波时间常数（根据所用测速发电机纹波情况） 转速环小时间常数 选择转速调节器结构：由于设计要求无静差，转速调节器必须含有积分环节；又根据动态要求，应按典型Ⅱ系统设计转速环。故ASR选用PI调节器，其传递函数为： 选择转速调节器参数：按跟随和抗扰性能都较好的原则，则h=5,则ASR的超前时间常数为，转速开环增益： PI调节器传递函数为 校验近似条件： ，满足条件 ，满足条件 5、计算ASR调节器的电阻和电容参数，取， ，取470KΩ ，取0.2μf 校验转速超调量： 当h=5时，；而 因此满足要求。 2-2、双闭环调速系统中已知数据为：电动机，，，电枢回路总电阻，。电枢回路最大电流，ASR和ACR均采用PI调节器，试求： 电流反馈系数和转速反馈系数。 当电动机在最高转速发生堵转时的的值。 解：1、 最高转速时，即 2-3、ASR和ACR均采用PI调节器的双闭环调速系统，，主电路最大电流当负载电流由20A增加到30A时，试问： 1、应如何变化？2、应如何变化？3、值由哪些条件决定？ 解：1、系统稳定时有： 应由2V(3V。 2、 3、 2-4、在转速电流双闭环调速系统中，若ASR和ACR均采用PI调节器。则 试作出负载突增时、和n在调整过程中的波形。 若＝15V，n＝1500rpm，＝10V，＝20A，R=2Ω。＝20，＝0.127V/rpm，当＝5V，＝10A时，求稳态运行时的n,, ,和。 若系统中测速机励磁和电网电压发生变化，系统有没有克服过两种扰动的能力？为什么？ 解：1、 2、 3、若测速机励磁发生变化，系统不能克服这种扰动。若电源发生变化，系统可以克服这种扰动。 2-5、有一个系统，其控制对象的传递函数为，要求设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量小于5%，试对系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。 解：要求无静差，故选用I调节器，要求，所以选用I型且KT=0.5， 调节器原理图如下： 、 2-6、有一个闭环系统，其控制对象的开环传递函数为，要求校正为典型Ⅱ型系统，在阶跃输入下，试决定调节器结构，并选择其参数。 解：选用PI调节器，， 根据，取h=7或8, ， 取，， 2-7、调节对象的传递函数为，要求用PI调节器分别将其校正成典型I型和Ⅱ型系统，并求调节器参数。 解：1、I型系统 取：,取，， 取，，取27KΩ， 2、Ⅱ型， 取h=5，， ，，满足条件 2-8、某系统调节对象的传递函数为 用串联校正使之成为典型I型系统，要求校正后，试决定调节器结构及其参数。并画出幅频特性。 解：如果用PI调节器，且取， 满足要求 2-9、有一双闭环V-M调速系统，采用三相桥式全控整流电路，整流变压器采用△/Y接法，二次侧相电压有效值，主电路在最小电流为时仍能连续，已知电动机参数为：Z2-61型，，，，，。电动机的，，对电网扰动和负载扰动有较好的抗扰性，试设计ACR和ASR的参数。其中，。 解：对于三相桥式全控整流电路 ，，， 2-10、某双闭环调速系统，采用三相桥式整流电路，已知电动机参数为：，，，，，允许电流过载倍数λ＝1.5,R=0.1Ω,,,, ,,，调节器输入电阻设计指标：稳态无静差，电流超调量，空载起动到额定转速时的转速超调量，电流调节器已按典型I型系统设计，并取KT=0。5，速度环按典型II型设计，且h取5。试求： 选择转速调节器结构，并计算其参数。（10分） 计算电流环和转速环的截止频率和。（10分） 解：三相桥式整流电路,,. 电流调节器选用PI,小时间常数.根据电流环性能指标要求,取,则 电流环校验：满足,满足, 满足 电流调节器的实现： 取R0=40KΩ，μf,Ri＝R0=21KΩ, μf 转速调节器选用PI调节器， 取h=5,则 满足要求。 校验：满足 64满足 转速调节器的实现：取R0=40KΩ，μf,Rn＝R0=3.5KΩ, μf 2-11、带转速微分负