运控控制系统课后题答案

第二章

思考题 2-11转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为什么？

答：转速、电流双闭环系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差都为0。 转速调节器的输出电压为电流给定dL d i i I I U U ββ===*， 电流调节器的输出电压为s

dL n e s

d e s

do c K R

I U C K R

I n C K U U +=

+=

=

α*

。

2-14 转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI 调节器。当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压i U ∆是否为零？为什么？

答：转速反馈线突然断线，i U ∆不等于零,*n n U U =∆，转速调节器ASR 很快饱和输出，转速环失去作用，电流给定最大，达到稳态时dm dl d I I I <=由于负载不变

所以负载电流不变，所以输入偏差0*

>-=-=∆d dm i im i I I U U U ββ，因而不为零。

习题 2-8 （1）100010% 5.56(1)

20(110%)

N cl n S n D S ⨯∆=

=

=-⨯-

01000 5.561005.56/min

N cl n n n r =+=+=

*max

150.015min 1005.56min

nm

v V r r

n U

α=

=

≈⋅ 220940.15

(2)0.2059.m in/1000

94(0.150.3)

205.4.m in/0.2059N N a

e N

d op e

U I R C V r

n R I n V r

C --⨯==

=⨯+∆=

=

=

205.41136

5.56

op cl

n K n ∆≥

-=-≈∆

取k=36

36.950.205912.354

400.015

e p s K C K K a

⨯=

=

=⨯

（3）取020R k =Ω，则

102012.354247.68p R R K k k =⨯=Ω⨯=Ω

（4）*

1.51.1n com

dbl N

s

com dcr N

s U U I I R U I I R ⎧+≈

=⎪⎪⎨⎪==⎪⎩

两式联立解得

41.360.4com s U V

R =⎧⎨

=Ω

⎩ 20.4s R R ==Ω

稳压管的击穿电压值为41.36V 2-23

（1）当电压不饱和时，由0,0n n U ==∆可得n U U n n α==*得出

*150.01

1500nm N U n α===，

进而得出*

5500/min 0.01

n

U n r α

=

=

=

0.128500202

3.4730

e d c s

C n I R

U V k +⨯+⨯=

=

=

（2）电动机失磁时，φ立即减小，因为,d d e U E I E C n

R

φ-==，所以d I 立即增加。

而T d T C I φ=。当d I 增加的比例小于φ减小的比例时，T 减小，l T T <，电动机不断减速直至停转，称为堵转。

当d I 增加的比例大于φ减小的比例时，T 增大，l T T >，电动机不断加速直至超过允许值，称为飞车。

若系统能够稳定下来，稳定后n 等于0。

0n U n α==，ASR 饱和，*

10i im U U V ==，10i dm U I V β==，30d dm I I A ==，

302230

dm c s

I R U V

K ⨯=

==。

（3）典型Ⅱ型系统，5=h ,05.0=∑n T

0.25n hT s τ∑==

2

2

2

1514822250.05

h K h T

++=

=

=⨯⨯

2

2

(1)48(0.251)()(1)

(1)

K s s W s s Ts s Ts τ++=

=

++

（4）突加到额定负载时，转速下降，n U n α=下降，*n n U U -上升，ASR 输出增大，即电流给定值增大，使dl I 上升，逐渐接近dl I 。d U 增大，使n 慢慢上升，最终使d dl I I =，n 为最初设定转速。

max 2(0)

220.0520625/min

0.1280.05

n N e m

RT I n r C T ∑-⨯⨯⨯∆=

=

=⨯

5h =时

8.8

v t T =，8.80.44v n t T s ∑==