机电运动控制系统离线作业(必)-

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1、浙江大学远程教育学院《机电运动控制系统》课程作业(必做)1.直流电机有哪些调速方法？根据其速度公式说明Z,并说明如何釆用电力电子手段实现。答：EUa-RaIan—=根据直流电机速度公式Ce07,有(1)电枢电压Ua控制一调压调速(向下调速)采用电力电子手段时，有晶闸管可控整流器供电和自关断器件H型桥脉宽调制(PWM)供电等方式，其损耗小，控制性能好。(2)磁场0控制一弱磁(向上调速)，采用电力电子手段时，有晶闸管可控整流器供电励磁控制。(3)由于运行损耗大、效率低，一般不再釆用串Ra调速。2.画出双闭环晶闸管一直流电动机不可逆调速系统

2、电原理图(非方块图)，须清楚表达两个闭环的关键元件，写出各部分名称，标注有关信号量；指出两闭环连接上的特点及相互关系。答：双闭环晶闸管一直流电动机不可逆调速系统电原理图如下：两闭环连接上的关系是速度调节器的输出作为电流调节器的输入，这就使得该系统具有由速度调节器的输出限幅值确定了电流环的给定值，进而确定了系统的最大电流的特点。3.分析双闭环晶闸管一直流电动机不可逆调速系统:(1)(2)么？答：如果要改变转速，应调节什么参数？为什么？如要控制系统的起动电流、确保系统运行安全，应调节什么参数？为什(1)改变转速时只能改变速度调节器的输入伦

3、，因为它是速度环的指令信号。改变速度调节器的参数对稳态速度无调节作用，仅会影响动态响应速度快慢。(2)要控制系统的起动电流、确保系统运行安全，应调节速度调节器的输出限幅值。因为速度调节器的输出限幅值确定了电流环的给定值，进而确定了系统的最大电流。4•填空：双闭环晶闸管一直流电动机调速系统中，内环为电流调节器调速系统允许最大电流可控整流器晶闸管最大、最小环，外环为—环，其连接关系是：速度调节器的输出作为电流调节器的输入,因此外环调节器的输出限幅值应按_来整定；内环调节器的输岀限幅值应按移相触发角来整定。两调节器均为PI型调节器，调速系统

4、能够做到静态无差是由于调节器具有功能；能实现快速动态调节是出于节器具有饱和限幅功能。5.在转速、电流双闭环系统屮，速度调节器冇哪些作用？英输出限幅值应按什么要求来调整？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值应如何调整？答：速度调节器用于对电机转速进行控制，以保障：①调速精度，做到静态无差；②机械特性硬，满足负载要求。速度调节器输出限幅值应按调速系统允许最大电流来调整，以确保系统运行安全（过电流保护）电流调节器实现对电流的控制，以保障：①精确满足负载转矩大小要求（通过电流控制）；②调速的快速动态特性（转矩的快速响应）。电流调节器的输出限幅作

5、为可控整流器晶闸管的移相触发电压，其限幅值决定了触发角的移相范围，故应按amin—amax来调整。6.双闭环调速系统正常工作吋，调节什么参数可以改变电动机转速？如果速度闭环的转速反馈线突然断掉，会发生什么现象？电动机还能否调速？答：（1）双闭环调速系统正常工作时，只有调节速度给定信号叫才可以改变电动机转速。而改变速度调节器的参数（如比例系数、积分时间常数）均无作用，改变负载大小也不能影响转速,因为是速度闭环系统，不论负载大小均速度无差。（2）转速反馈线突然断掉时，＜/fn=0,使△%=他-«fn=他很大，速度调节器饱和限幅输出，调速系

6、统以最大电流、最大转矩加速，直至电磁转矩与负载转矩、阻尼转矩相平衡，达到最高转速而恒定，故电动机不可调速。7.以双闭环直流调速系统两个闭环之间连接上的特点及各个闭环的功能为依据，详细解释下图所示从静止起动至给定转速他并带负载（以负载电流❻表示）的过程，即说明（1）、（2）、（3）阶段传速n、电枢电流心的变化规律。答：（1）起动•特征：①力由o/dmax＜限幅值）②ST、LT全部饱和限幅，蜕化为限幅器，系统实为速度、电流双开环•过程①电机静止““=0给定匕突加，Aun=us很大，ST饱和,un输出限幅，无PI调节作用②电流给定叫为限幅值

7、-＞对应电流指令/山叭;但电流未建立，〜=0,LT输&ut=iin,LT饱和，输出r限幅，癒=%血，至使SnaxTGaxTT^T加速界。③因转子惯性,斤＜代⑵加速•特征①h=^dmax恒定（电流调节结果,非限幅）②ST饱和限幅，LT作PI调节，实为电流单闭环系统。•过程①n＜讥T%«%T很大-＞ST仍饱和限幅,无调节作用。②ST热出冷为限扁值-＞使灯以人唤为指令值-＞电流闭环不断调节整流触发°角-动态地保持Id=/dmax,维持与给定无差——“动态平衡”③动态平衡过程：随NtE二CwnT*二瞥邑-＞原定a（U卜厶将反馈竹J—＞Am.=

8、un—u仃Tt经LTPI调节后叫TtaJtId=/dmax并维持不变④电机以恒定人心九加速，川f（3）PI调节至稳定•特征①转速稳定至n=,电流稳定至Id=IL（对应厶）；②ST、LT均作PI譎节，真正速度、电"流双闭环