《电力拖动自动控制系统——运动控制系统(第5版)》阮毅第7章习题解答.doc

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1、第7章习题解答7-1按磁动势等效、功率相等的原则，三相坐标系变换到两相静止坐标系的变换矩阵为现有三相正弦对称电流，，，求变换后两相静止坐标系中的电流和，分析两相电流的基本特征与三相电流的关系。解：两相静止坐标系中的电流其中，两相电流与三相电流的的频率相同，两相电流的幅值是三相电流的的倍，两相电流的相位差。7-2两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换阵为将上题中的两相静止坐标系中的电流和变换到两相旋转坐标系中的电流和，坐标系旋转速度。分析当时，和的基本特征，电流矢量幅值与三相电流幅值的关系，其中是三相电源角频率。解：两相静止坐标系中的电流两相旋转坐标系中的电流当时，，两相旋转坐标系中的电流电流

2、矢量幅值7-3按转子磁链定向同步旋转坐标系中状态方程为坐标系的旋转角速度为假定电流闭环控制性能足够好，电流闭环控制的等效传递函数为惯性环节，为等效惯性时间常数，画出电流闭环控制后系统的动态结构图，输入为和，输出为和，讨论系统的稳定性。解：电流闭环控制后系统的动态结构图转子磁链子系统稳定，而转速子系统不稳定。7-4笼型异步电动机铭牌数据为：额定功率，额定电压，额定电流，额定转速，额定频率，定子绕组Y联接。由实验测得定子电阻，转子电阻，定子自感，转子自感，定、转子互感，转子参数已折合到定子侧，系统的转动惯量，电机稳定运行在额定工作状态，假定电流闭环控制性能足够好。试求：转子磁链和按转子磁链定向

3、的定子电流两个分量、。解：由异步电动机稳态模型得额定转差率额定转差电流矢量幅值由按转子磁链定向的动态模型得稳定运行时，，故，解得转子磁链7-5根据题7-3得到电流闭环控制后系统的动态结构图，电流闭环控制等效惯性时间常数，设计矢量控制系统转速调节器ASR和磁链调节器，其中，ASR按典型II型系统设计，按典型I型系统设计，调节器的限幅按2倍过流计算，电机参数同题7-4。解：忽略转子磁链的交叉耦合，电流闭环控制后系统的动态结构图（1）磁链调节器设计转子磁链的等效传递函数，选用PI调节器，校正后系统的开环传递函数，令，则校正后系统的开环传递函数，等效开环传系函数，惯性时间常数，按设计。（2）转速调

4、节器ASR设计忽略负载转矩及转子磁链的变化率，即，，则转速的等效传递函数，校正后系统的开环传递函数，等效开环传系函数，，中频段宽度按设计。7-6用MATLAB仿真软件，建立异步电动机的仿真模型，分析起动、加载电动机的过渡过程，电动机参数同题7-4。7-7对异步电动机矢量控制系统进行仿真，分析仿真结果，观察在不同坐标系中的电流曲线，转速调节器ASR和磁链调节器参数变化对系统的影响。7-8用MATLAB仿真软件，对直接转矩控制系统进行仿真，分析仿真结果，观察转矩与磁链双位式控制器环宽对系统性能的影响。7-9根据仿真结果，对矢量控制系统直接转矩控制系统作分析与比较。习题7-6至7-9由读者自行仿

5、真，并分析比较。