解：
⑴ 系统的静态结构图
⑵
*Unm15????0.015V/rpmnN1000
??Uim10??0.0709Idbl1.5?94⑶
Ce?UN?INRa220?94?0.15??0.2059nN1000INR?94?0.45??205.44Ce0.2059
?nNOP??nNcl?KOPnN?s1000?10??5.556D(1?s)20?90?nNop205.44??1??1?35.976?nNcl5.556KOPCe35.976?0.2059??12.3458?KS0.015?40KP?R1?KPR0?246.59k?⑷Ucr?UVZ??Idcr?0.0709?1.1?94?7.33V ⑸R2?R0?(Idbl?Idcr)*Unm?200.0709?0.4?94?3.55k?
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第三节 转速、电流双闭环控制的直流调速系统
47．采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。
在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界电流值 Idcr 以后，靠负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形。
48．理想起动过程波形：起动电流呈方形波，转速按线性增长。这是以可能的最大电流（可能的最大转矩）时调速系统所能获得的最快的起动过程。、
49．把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。
从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。
50．为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用 P I 调节器，两个调节器的输出都是带限幅作用的。转速调节器ASR的输出限幅电压U*im决定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压Ud0m。
51．自动控制理论已经证明，0型系统稳态精度低，而Ⅲ型和Ⅲ型以上的系统很难稳定。 因此，为了保证稳定性和较好的稳态精度，多选用I型和II型系统。
52．饱和：——输出达到限幅值
当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，除非有反向的输入信号使调节器退出饱和；换句话说，饱和的调节器暂时隔断了输入和输出间的联系，相当于使该调节环开环！
当调节器不饱和时， PI 作用使输入偏差电压在稳态时总是零。
53．典型I型系统的动态结构图，
，开环传递函数：W(s)?K，其闭
s(Ts?1)2?nK/T?2环传递函数的一般形式为： Wcl(s)? 21Ks?2??ns??n2s?s?TT开环对数频率特性：
54．典型I型系统的开环传递函数包含两个参数：开环增益 K 和时间常数 T 。其中，时间常数 T 在实际系统中往往是控制对象本身固有的，能够由调节器改变的只有开环增益 K ，也就是说，K 是唯一的待定参数。设计时，需要按照性能指标选择参数 K 的大小。
55．在阶跃输入下的 I 型系统稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与 K 值成反比；在加速度输入下稳态误差为?；因此，I型系统不能用于具有加速度输入的系统。
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56．典型I型系统中：?c?K；?c?；0.25??cT?KT?1；??1T11；0。5???1
2KT
57．典型II型系统的开环传递函数：WOP(s)?K(??s?1)；与典型 I 型系统相仿，时间常2s(T?s?1)数T也是控制对象固有的。所不同的是，待定的参数有两个： ? 和K，这就增加了选择参数工作的复杂性。为了分析方便起见，引入一个新的变量：h??2?11?；?1???c??2?；一般要求?1T?Th?3。
根据T、h和相应的（不同的）设计准则，计算K值。
1?m(?c)准则：K?；2hhT1三阶工程（对称）最佳参数：h?4、K?；8T2111?c???；ThhT11 最佳参数时：?c??2Th?1Mpmin准则：K?；2h2T261工程最佳参数：h?5、K??；50T2h?1h?11?c???；2hT2hT61最佳参数时：?c??10T
图中三个频段的特征可以判断系统的性能，这些特征包括以下四个方面：
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中频段以-20dB/dec的斜率穿越0dB线，而且这一斜率覆盖足够的频带宽度（h），则系统的稳定性好；
截止频率（或称剪切频率）?c越高，则系统的快速性越好；
低频段的斜率陡、增益高，说明系统的稳态精度高；
高频段衰减越快，即高频特性负分贝值越低，说明系统抗高频噪声干扰的能力越强。
58．在阶跃和斜坡输入下，II型系统稳态时均无差；加速度输入下稳态误差与开环增益K成反比。59．典型II型系统按Mrmin（Mpmin）准则确定关系时，阶跃输入跟随性能指标
60．典型II型系统按Mrmin（Mpmin）准则确定关系时，阶跃扰动输入抗扰性能指标
h 3 4 5 6 7 8 9 10 ΔCmax/Cb 78．5 88．5 97．5 105．3 112．6 119．5 126．0 132．2 72．2 77．5 81．2 84．0 86．3 88．1 89．6 90．8 tm /T tv /T 2．7 2．5 3． 1 3．5 4． 2。7 2．9 3．9 3．0 4．2 3．1 4．6 3．2 4．9 3．3 5．2 3．4 15．6 13．7 12．9 14．3 17．1 20．2 23．2 26．3 13．6 10．5 8．8 13．0 16．9 19．8 22．8 25．9 - 24 -
61．传递函数近似处理
⑴ 高频段小惯性环节（群）的近似处理：当系统有一组小惯性群时，在一定的条件下，可以将它们近似地看成是一个小惯性环节，其时间常数等于小惯性群中各时间常数之和。
11?；(T?1?s?1)(T?2?s?1)T???s?1T???T?1?T?2；近似条件：?c?13T?1?T?211 ?T2s2?2?Ts?12?Ts?1
⑵ 二阶环节的近似处理
近似条件：ωc≤3/T 允许误差为10%
⑶ 低频段大惯性环节的近似处理：当系统中存在一个时间常数特别大的惯性环节时，可以近似地将它看成是积分环节
11?；T?s?1T3近似条件：?c?T
62．转速、电流双闭环调速系统的实际动态结构图
63．系统设计的一般原则：“先内环后外环”； 从内环开始，逐步向外扩展。
首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。
64．电流调节器的作用：
（1）作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）的变化而变化。
（2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
（3）在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。
（4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。
65．电流调节器结构的选择：从稳态要求上看，希望电流无静差，并能得到理想的堵转特性，
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