75sK=。电磁时间常数,机电时间常数0.031lT=0.112mT=,电流反馈滤波时间常数 ,转速反馈滤波时间常数0.002oiT=0.02onT=。设调节器输入输出电压 ,调节器输入电阻10nmimomUUU..===040Rk=Ω。
设计指标:稳态无静差,电流超调量5%iσ≤,空载起动到额定转速时的转速超调量 10%nσ≤。电流调节器已按典型I型系统设计,并取参数KT=0.5。
(1)选择转速调节器结构,并计算其参数;
(2)计算电流环的截止频率ciω和转速环的截止频率cnω,并考虑它们是否合理。
2-16 在一个转速、电流双闭环V—M系统中,转速调节器ASR,电流调节器ACR均采用 PI调节器。
(1)在此系统中,当转速给定信号最大值时,15nmUV.=1500/minNnnr==;电
流给定信号最大值时,允许最大电流10imU.=30dmIA=,电枢回路总电阻2R=Ω,晶 闸管装置的放大倍数,电动机额定电流30sK=20NIA=,电动势系数
,现系统在,0.128min/eCV=.5nUV.=20dlIA=时稳定运行。求此时的稳态转速n=? ACR的输出电压?cU=
(2)当系统在上述情况下运行时,电动机突然失磁(0Φ=),系统将会发生什么现象? 试分析并说明。若系统能够稳定下来,则稳定后n=??nU=?iU.=?dI=?cU=
(3)该系统转速环按典型II型系统设计,且按准则选择参数,取中频宽h=5, 已知转速环小时间常数,求转速环在跟随给定作用下的开环传递函数,并计算 出
放大系数及各时间常数。 minM0.05nT=Σ
(4)该系统由空载()突加额定负载时,电流0dLI=dI和转速n的动态过程波形是 怎样的?已知机电时间常数,计算其最大动态速降0.05mT=maxnΔ和恢复时间。 Vt
2-17 有一转速、电流双闭环控制的H性形双极式PWM直流调速系统,已知电动机参数为:
200,48,3.7,200/minNNNNPkWUVIAnr====,电枢电阻6.5aR=Ω,电枢回路总 电阻,允许电流过载倍数8R=Ω2λ=,电势系数0.12min/eCV=.,电磁时间常数
0.015lT=,机电时间常数,,电流反馈滤波时间常数0.2mT=0.001oiT=,转速反馈 滤波时间常数。设调节器输入输出电压,调节器输入 电阻
0.005onT=10nmimomUUU..===
040Rk=。已计算出晶体管D202的开关频率f=1kHz,PWM环节的放大倍数 。 4.8sK=
试对该系统进行动态参数设计,设计指标:稳态无静差,电流超调量5%iσ≤;空载起 动到额定转速时的转速超调量20%nσ≤;过载过程时间0.1sts≤。
第3章 直流调速系统的数字控制
3-1 直流电机额定转速,电枢电流额定值为375/minNnr=760dNIA=,允许过流倍数 1.5λ=,计算机内部定点数占一个字的位置(16位),试确定数字控制系统的转速反馈存 储系数和电流反馈存储系数,适当考虑余量。
解:定点数长度为1个字(16位),但最高位须用作符号位,只有15位可表示量值,故最 大存储值Dmax=215-1。电枢电流最大允许值为1.5IN,考虑到调节过程中瞬时值可能超 过此值,故取Imax=1.8IN。因此,电枢电流存储系数为
151213276823.951.81.8760NKAIβ.. === ×
额定转速nN=375r/min,取nmax=1.3nN,则转速存储系数为
152132768min/67.21min/ 1.31.3375NKrnα. === ×
对上述运算结果取整得。 12367min/KAKβα.===,
3-2 旋转编码器光栅数为1024,倍频系数为4,高频时钟脉冲频率01fMHz=,旋转编码 器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器,M法和T法测速时间均为0.01s, 求转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辩率和误差率最大值。
解:电动机每转一圈共产生Z=4×2048=4096个脉冲。
(1) M法测速
测速分辨率11601606060/min1.46/min40960.01CCCMMQrZTZTZT+ =.=== ×()
电动机的转速为160CMnZT=
当n=1500r/min时,140960.01150010246060CZTnM××===
测速误差率最大值 max1111000%0.098% 1024Mδ=×=×≈
当n=150r/min时,140960.011501026060CZTnM××==≈
测速误差率最大值 max1111000%0.98% 102Mδ=×=×≈
(2) T法测速
当n=1500r/min时,0260fnZM=
测速分辨率
2200062222060606040961500/min171/min60601040961500fffZnQrZMZMZMMfZn×=.===≈ .×.×(-1)(-1)
602606010940961500fMZn×==≈ ×(取整数)
测速误差率最大值 max2111000.5% 191Mδ=×=×≈ ..
当n=150r/min时,
测速分辨率
22604096150/min1.55/min6060104096150ZnQrfZn×==≈ .×.×
602606010974096150fMZn×==≈ ×(取整数)
测速误差率最大值 max2111000%1.04% 1971Mδ=×=×≈