直流自动控制系统B卷谭树彬(2).docVIP

东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 直流自动控制系统 试 卷（作业考核 线上） B 卷 学习中心： 院校学号： 姓名 （共 3 页） 总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 得分 解： 1） 2） 当时，代入 3） 由 ，得 4） 当 V时，则有 所以 V/A 5） 6） V 解： (1) 用P调节器校正时，调节器传递函数为 需近似处理后才能校正成为二阶典型系统 则校正后系统开环传递函数为 式中，， 为使，取二阶工程最佳参数，因此 调节时间 (2) 用I调节器校正时，调节器传递函数为 (也可以写成) 按二阶典型系统校正，校正后开环传递函数为 式中，，。 按，可取，所以 调节时间。 (3) 用PI调节器校正时，调节器传递函数为 取，并将，，看成小时间常数，令 则按二阶典型系统校正时系统开环函数为 同样，取，则 调节时间。 (4) 用PID调节器校正时，其传递函数为 取，，令，则按二阶典型系统校正后系统开环传递函数为 同样，取，则 调节时间。 比较采用不同调节器的ts，可知采用PID调节器调节时间最短，效果最好；采用I调节器调节时间最长，效果最差；采用P调节器和PI调节器虽然有相同的调节时间，但采用P调节器时，系统是有差系统，因此两者的稳态性能是截然不同的。 计算带额定负载启动到额定转速时的超调量和启动时间。 参考答案 (1) 电流环小时间常数为 电流调节器ACR的传递函数为 电流环开环放大倍数： 电流调节器参数选择为 积分时间常数： 比例放大系数： 选择ACR输入电阻 则ACR的反馈电阻和电容可计数如下： ， 实取 滤波电容为 近似条件校验： 电流环截止频率： 所以满足近似条件 （2） 转速环小时间常数为 转速调节器ASR的传递函数为 按对称三阶系统设计，取对称最佳参数，则转速环开环放大倍数： 转速调节器参数选择为 积分时间常数： 比例放大系数： 对近似条件进行如下校验： 转速环的截止频率为 电流环传递函数简化条件（） 满足近似处理条件。 转速环小时间常数近似处理条件（） 满足近似处理条件。 选择ASR输入电阻 则ASR的反馈电阻和电容可计数如下： ， 实取 滤波电容为 （3） 转速环按对称三阶系统设计，取对称最佳参数，，基值为： 所以，带额定负载启动到额定转速时的超调量为： 启动时间： 6 课程名称: 直流自动控制系统 第一题（15分） 有一V-M调速系统，电动机参数为，，，，；整流装置内阻，触发整流装置的放大倍数。要求调速范围D＝20，静差率S(10%，试求 计算开环系统的静态速降；（3分） 计算调速要求所允许的静态速降；（3分） 采用负反馈组成闭环系统，试画出系统的静态结构图；（3分） 调整该系统，使时转速，此时转速反馈系数应为多少（可认为）？（3分） 计算所需放大器的放大倍数。（3分） 第二题（20分） 某调速系统如下图所示，已知数据为：电动机参数为，，，，；整流装置内阻，触发整流装置的放大倍数；最大给定电压，当主电路电流最大时，整定。系统的设计指标为：D=20，S=10%，，。 1. 画出系统的静态结构图；（4分） 2. 计算转速反馈系数；（3分） 3. 计算放大器放大倍数；（4分） 4. 计算电流反馈系数；（3分） 5. 当时，求的数值；（3分） 6. 计算稳压管的击穿电压。（3分） 第三题（20分） 设控制对象的传递函数为 式中，；；；；。 要求阶跃输入时系统超调量。分别用P、I、PI和PID调节器将系统校正成二阶典型系统，试设计各调节器参数（可不作近似条件的验证）。（20分） 第四题（45分） 某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，变流装置采用三相全控桥式整流电路，已知如下数据： 直流电动机： ，， , ,; 变流装置：，; 电枢回路总电阻：; 时间常数：，; 电流反馈: ， 转速反馈：， 设计要求： 1. 电流环按二阶典型系统设计（取工程最佳参数），请计算电流调节器参数（不要求计算电阻电容值）转速环按对称三阶系统设计（取对称最佳参数，），请计算转速调节器参数（不要求计算电阻电容值）计算带