综合设计题：
双闭环调速系统中，三相桥式晶闸管整流，具体参数如下：
直流电动机：220V，1.16A，1500r/min，Ce=0.129，?=1.3（允许过载系数） 晶闸管装置放大倍数：Ks＝61.6； 电枢回路总电阻：R=40? 时间常数：Tl＝30ms，Tm=56ms
电流反馈系数：??5?5?3.33
1.3Inom1.5转速反馈系数：??51500?0.0033
调节器参数：R0=20K?，Con＝1?F，Coi＝0.22?F 1. 设计电流调节器实现稳态无静差，且电流超调量?i％?5％
2. 设计转速调节器实现稳态无静差，且空载起动到额定转速时的转速超调量?n％?10％ 。 设计步骤：
（一）电流环的设计： 1. 确定时间常数
（1）整流装置滞后时间常数Ts
按课本表1－2，三相桥式电路的平均失控时间Ts＝0.0017s。 （2）电流滤波时间常数Toi
根据图2－30，含给定滤波与反馈滤波的PI电流调节器原理图，可知，电流滤波时间常数
11Toi＝R0Coi＝?20?103?0.22?10?6?0.0011s。
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图2－30 含给定滤波与反馈滤波的PI电流调节器 （3）电流环小时间常数Ti
?按小时间常数近似处理，取Ti＝Ts＋Toi＝0.0017＋0.0011＝0.0028s。
?2. 选择电流调节器结构
根据设计要求：?i％?5％，而且，
Tl0.03??10.71?10 Ti0.0028?因此，可按典型I型系统设计。电流调节器选用PI型，其传递函数为：WACR(s)?Ki3. 选择电流调节器参数
ACR超前时间常数：?i＝Tl＝0.03s。
?is?1 ?is0.50.5??178.57s?1。电流环开环增益：要求?i％?5％时，应取KITi=0.5，因此KI＝
?Ti0.0028?于是，ACR的比例系数为：Ki?KI4. 校验近似条件
0.03?40?iR?1.045 ＝178.57?3.33?61.6?Ks电流环截至频率 ?ci＝KI＝178.57s?1 （1）晶闸管装置传递函数近似条件：?ci?1 3Ts现在，
11?196.1s?1>?ci，满足近似条件。 ＝
3?0.00173Ts（2）忽略反电动势对电流环影响的条件：?ci?31 TmTl311＝3?＝73.193s?1
3TsToi（3）小时间常数近似处理条件：?ci?现在，
1111＝?＝243.76s?1>?ci，满足近似条件。
3TsToi30.0017?0.00115. 计算调节器电阻和电容
电流调节器原理图如图2－30，已知R0=20K?，Coi＝0.22?F 则，Ri?KiR0?1.045?20?20.9K?，取20K?
Ci??iRi?0.036?10?1.5?F，取1.5?F 320?10 按照上述参数，电流环可达到的动态指标为：?i％＝4.3％<5%，满足设计要求。
（二）转速环的设计 1. 确定时间常数
（1）电流环等效时间常数为： 2Ti＝2?0.0028?0.0056s 。
?（2）转速滤波时间常数Ton
根据图2－34，含给定滤波与反馈滤波的PI转速调节器原理图，可知，
11Ton?R0Con??20?103?1?10?6＝5ms=0.005s 。
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图2－34 含给定滤波与反馈滤波的PI转速调节器
（3）转速环小时间常数Tn
?按小时间常数近似处理，取Tn＝2Ti＋Ton＝0.0056＋0.005＝0.0106s 。
??2. 选择转速调节器结构
由于设计要求无静差，转速调节器必须含有积分环节；又根据动态要求，按照典型II型系统设计转速环。故ASR选用PI 调节器，其传递函数为：WASR(s)?Kn3. 选择转速调节器参数
按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5,则ASR的超前时间常数为：?n＝hTn＝
?5?0.0106＝0.053s 转速环开环增益KN=
h?16?2?s＝1068.0 2222hTn2?25?0.0106?(h?1)?CeTm6?3.33?0.129?0.056??10.32 2?5?0.0033?40?0.01062h?RTn??ns?1 ?ns于是，ASR的比例系数为：Kn＝4. 校验近似条件
转速环截至频率为：?cn＝
KN?1＝KN?n＝1068.0?0.053?56.6s?1。
1 5Ti?（1）电流环传递函数简化条件：?cn?现在，
11?71.43s?1>?cn，满足简化条件。 ＝
5?0.00285Ti?（2）小时间常数近似处理条件：?cn?11 32TiTon?现在，
1111＝??63.0>?cn，满足近似条件。
32TiTon32?0.0028?0.005?5. 计算调节器电阻和电容
调节器原理图如图2－34，取R0=20K?，Con＝1?F，则
Rn?KnR0?10.32?20?206.4K?，取210K?。
Cn??nRn?0.0536＝0.252?F，取0.25?F。 ?103210?106. 校核转速超调量
?Cmax?nnomT?n?n%?(%)?2(??z)*?
CbnTm当h=5时，
?Cmax%＝81.2%； Cb而?nnom＝
IdnomR1.16?40??359.7r/min， Ce0.129359.70.0106??9.58%?10%，能满足设计要求。 15000.056因此，?n%＝81.2%?2?1.3?