运动控制系统陈伯时第4版课后习题答案完整

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1、2.2系统的调速范围是1000~100,要求静差率s=2%,那么系统允许的静差转速降是多少?解:系统允许的静态速降为2.3某一调速系统,在额定负载下,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:1)调速范围(均指额定负载情况下)2)静差率2.4直流电动机为PN=74kW,UN=220V,IN=378A,nN=1430r/min,Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时,求系统的调速范围。如果s=30%时,则系统的调速

2、范围又为多少??解:2.5某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。已知直流电动机,主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V•min/r,求:(1)当电流连续时,在额定负载下的转速降落为多少?(2)开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率多少?(3)若要满足D=20,s≤5%的要求,额定负载下的转速降落又为多少?解:(1)(2)(3)2.6有一晶闸管稳压电源,其稳态结构图如图所示,已知给定电压、比例调节器放大系数、晶闸管装置放大系数、反馈系数γ=0.7。求:(1)输出电压;(2)若把反馈线断开,为何值?开环时的输出电压是闭环是的多少倍?(3)若把反馈系数减至γ=0.35,当保

3、持同样的输出电压时,给定电压应为多少?解:(1)(2),开环输出电压是闭环的22倍(3)2.7某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min,要求系统的静差率,那么系统允许的静态速降是多少?如果开环系统的静态速降是100r/min,则闭环系统的开环放大倍数应有多大?解:1)2)2.8某闭环调速系统的开环放大倍数为15时,额定负载下电动机的速降为8r/min,如果将开环放大倍数提高到30,它的速降为多少?在同样静差率要求下,调速范围可以扩大多少倍?解:如果将开环放大倍数提高到30,则速降为:在同样静差率要求下,D可以扩大倍2.9有一V-M调速系统:电动机参数P

4、N=2.2kW,UN=220V,IN=12.5A,nN=1500r/min,电枢电阻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)所以,(2)(3)(4)可以求得,也可以用粗略算法

5、:,,2.10在题2.9的转速负反馈系统中增设电流截止环节,要求堵转电流,临界截止电流,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),,(2)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,则(3)当时,有当n=0时,2.11在题2.9的系统中,若主电路电感L=50mH,系统运动部分的飞轮惯量,整流装

6、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?解:,,,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。2.12有一个晶闸-电动机调速系统,已知:电动机:,,,r/min,=1.5Ω,整流装置内阻=1Ω,电枢回路电抗器电阻=0.8Ω,触发整流环节的放大倍数。(1)系统开环工作时,试计算调速范围时的静差率值。(2)当,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,,在时,,计算转速负反馈系数和放大器放大系数。解:(1)(2)(3

7、)2.13旋转编码器光栅数1024,倍频系数4,高频时钟脉冲频率,旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器,M法测速时间为0.01s,求转速和时的测速分辨率和误差率最大值。解:(1)M法:分辨率最大误差率:时,时,时,时,可见M法适合高速。(2)T法:分辨率:时,时,最大误差率:,,当时,当时,时,时,可见T法适合低速习题三3.1双闭环调速系统的ASR和ACR均为PI调节器,设系统最大给定电压=15V,=1500r/min,=20A,电流过载倍数为2,电枢回路总电阻=2Ω,=20,=0.127V

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