《运动控制系统》(阮毅)课后题答案.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date运动控制系统(阮毅)课后题答案1.1直流电动机有哪几种调速方式？各有那些特点？1.1直流电动机有哪几种调速方式？各有那些特点？答：a改变电枢回路电阻调速法 外加电阻Radd的阻值越大，机械特性的斜率就越大，相同转矩下电动机的转速越低 b减弱磁通调速法 减弱磁通只能在额定转速以上的范围内调节转速 c调节电枢电压调速法 调节电枢电压调速所得的人为机械特性与电动机的固有机械特性平行，转速的稳定性好，能在基速以下实现平滑调速。1.2为什么直流PWM变换器-电动机系统比相控整流器-电动机系统能够获得更好的动态性能？答：a PWM变换器简单来讲调节的是脉冲串的宽度，直流成分没有受到破坏，也就是说其最大值=峰值是不变的，变的是平均值； b 相控整流，是由交流整流得到的直流，虽然也是平均值在变，但是其最大值、峰值也是随着导通角的大小时刻在变，且导通角越小波形的畸变越严重。从而影响了电机的输出特性。1.7静差率s与调速范围D有什么关系？静差率与机械特性硬度是一回事吗？答：关系见书上公式 静差率与机械特性硬度是不同的概念，硬度是指机械特性的斜率，一般说硬度大静差率也大；但同样硬度的机械特性，随着起理想空载转速的降低，其静差率会随之增大。1.11调速范围和静差率的定义是什么？为神马说“脱离了调速范围。要满足给定的静差率也就容易的多了”？答：（1)生产机械要求电动机在额定负载的情况下所需的最高转速Nmax与最低转速Nmin之比称为调速范围；当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时转速的变化率，称为静差率。（2）s与D是一对矛盾的指标，要求D越大，则所能达到的调速精度越大，s越大。2.1带有比例放大器的转速反馈闭环调速系统（转速单闭环调速系统）特点 a只有比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的；b反馈控制系统的作用是抵抗扰动，服从给定；c系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。改变给定电压会改变电动机转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比或测速发电机的励磁发生了变化，它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差，因为反馈控制功能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。2.2为什么用积分控制的调速系统是无静差的?答：在积分调速系统中，当转速偏差电压等于零时Uc并不是零，而是一个终止Uf，如果转速偏差电压不变话，这是积分调节控制不同于比例环节的特点。正应为如此，积分环节可以使系统在无静差的条件下保持恒速运行，实现无静差调速。2.3在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？是说明理由。答：闭环系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度，因此转速的稳定精度还受给定电源和测速发电机精度的影响。2.5（1) 在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，突减负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较之负载变化前减少了（2) 在无静差调速系统中，突加负载后进入稳态时转速n不变，整流装置的输出电压Ud增减（3) 在采用PI调节器的单环自动调速系统中，调节对象包含有积分环节，突加给定电压后PI调节器没有饱和，系统达到稳速前被调量不会出现超调。2.8双闭环调速系统调试时，遇到下列情况会出现什么现象？（1） 电流反馈极性接反（2） 转速极性接反（3） 启动时ASR未达到饱和，转速还处于闭合状态（4） 启动时ACR达到饱和，速度环开环2.13是从下述5个方面来比较转速，电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统。（1） 调速系统的静态特性：a单闭环 在系统稳时实现转速无静差b双闭环 可实现转速无静差和电流无静差。（2） 动态限流性能 a单闭环 只能在超过临届电流Idcr后，限制电流冲击b 双闭环 电流调节器通过电流反馈系统随时调节控制电流。（3） 启动的快速性 a单闭环 快，不平稳 b双闭环 快，平稳（4） 抗负载扰动的性能 a单闭环 差 b双闭环 强 （5） 抗电源电压波动的性能第五章 按转子磁链定向矢量控制的基本思想1. 在三相坐标系上的定子交流电流 ，通过三相-两相变换可以等效成两静止坐标系上的交流电流 和 ，再通过与转子磁链同步的旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流 和 ，如上述所述，以 和 为输入的电动机模型就是等效的直流电动机模型，见图5-8.2. 异步电动机经过坐标变换等效成直流电动机后，就可以模仿直流电动机进行控制。即先用控制器产生按转子磁链定向坐标系中的定子电流励磁分量和转矩分量给定值 和 ，经过反旋转变换 得到 和 ，再经过2/3变换的到 ， 和 ，然后通过电流闭环控制，输出异步电动机调速所需的三相定子电流。这样，就得到矢量控制系统的原理结构图，如图5-9。3. 若忽略变频器可能产生的滞后，再考虑到2/3变换器与电机内部的3/2变换环节相抵消，控制器后面的反旋转变换器 与电机内部的旋转变换环节 相抵消，则图5-9中虚线框内的部分可以用传递函数为1的直线代替，那么，矢量控制系统就相当于直流调速系统了。图5-10为简化后的等效直流调速系统。-