习题三
3.1双闭环调速系统的ASR 和ACR 均为PI 调节器，设系统最大给定电压
=15V ，=1500r/min ，=20A ，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻*
nm
U N n N I =2Ω，=20，=0.127V ·min/r ，求：（1）当系统稳定运行在=5V ，=10A 时，R s K e C *
n
U dL I 系统的、、、和各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，和
n n U *i U i U c U *i U 各为多少？
c U 解：(1)
*
**
**0*/15/15000.01/55,
5000.01/150.375/400.375*10 3.750.127*50010*2
4.17520
500,5, 3.75,nm N n
n
im dm i d i d dL e N dL C s s s n i i c U n V rpm V rpm
U V
U V n rpm
V rpm
U V V A
I A
U I V U U E I R C n I R U V K K K n rpm U V U U V U αα
ββ=====
=
========+++=========当转速即
4.175v
=（2）堵转时，，
V I U dm i 15*
==β()040*2420
e d d dm c s s s C n I R U I R U V
K K K +=====3.2 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR ，ACR 均采用PI 调节器。已知参数：电动机：=3.7kW ， =220V ，
=20A ， =1000 r/min ,电枢回路总电阻
N P N U N
I N n =1.5Ω,设 =8V ，电枢回路最大电流=40A,电力电子变换器的放大系R cm im nm
U U U ==*
*dm I 数=40。试求：
s K （1）电流反馈系数和转速反馈系数。
βα（2）当电动机在最高转速发生堵转时的值。
,0d U c i i U U U ,,*解:1）*
*880.2/0.008/401000im nm dm N U V
U V V A V rpm
I A
n rpm
βα=
===== 2) 040*1.560d dl e N dl U E I R C n I R A V
∑∑=+=+=Ω=
这时：
，ASR 处于饱和，输出最大电流给定值。 *
8,0n n U V U == *8,8,
i i U V U V == 06040 1.5C d S U U K V
===3.3 在转速、电流双闭环调速系统中，调节器ASR ，ACR 均采用PI 调节器。当ASR 输出
达到 =8V 时，主电路电流达到最大电流80A 。当负载电流由40A 增加到70A 时，试问：
*
im U （1） 应如何变化？（2）应如何变化？（3）值由哪些条件决定？
*i U c U c U 解: 1)
*
80.1/80im dm U V V A I A
β===
因此当电流从40A 70A 时， 应从4V 7V 变化。
⇒*i U ⇒ 2) 要有所增加。
C U 3) 取决于电机速度和负载大小。因为
C U 0d dl e N dl U E I R C n I R ∑∑=+=+
()0e d d c s s
C n I R U U K K +=
=3.5 某反馈控制系统已校正成典型I 型系统。已知时间常数T=0.1s, 要求阶跃响应超调量≤10％。
σ（1）系统的开环增益。
（2）计算过渡过程时间 和上升时间 ；
s t r t （3）绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间 <0.25s, 则K=?，％=?r t σ解：取0.69,0.6,%9.5%
KT ξσ===(1)系统开环增益：0.69/0.69/0.1 6.9(1/)K T s ===(2)上升时间 3.30.33r t T S
==过度过程时间：
3
660.10.6s n
t T s
ξω≈
==⨯=（3）
t a r
e 如要求，查表3-1则应取 , 这时
0.25r t s <1,0.5KT ξ== 2.4 2.4*0.10.24r t T s ===,超调量=16.3%。
1/10K T ==3.6有一个系统，其控制对象的传递函数为，要求设计一个无静差1
01.010
1)(1+=+=
s s K s W obj τ系统，在阶跃输入下系统超调量％≤5％（按线性系统考虑）。试对系统进行动态校正，σ决定调节器结构，并选择其参数。
解：按典型I 型系统设计，选。
0.5,0.707,
3-1
% 4.3%KT ξσ===查表，得选I 调节器，校正后系统的开环传递函数为
1(),
W s s τ=
，已选KT ＝0.5,
则K ＝0.5/T=50,
所以110
(),
T 0.01(0.011)
W s s s ττ=
+这样，＝， K =10/
，积分调节器：。10/10/500.2K S τ===11
()0.2W s s s
τ=
=3.7有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为，要求校正
)
102.0(10
)1()(1+=+=
s s Ts s K s W obj 为典型Ⅱ型系统，在阶跃输入下系统超调量％≤30％（按线性系统考虑）。试决定调节σ器结构，并选择其参数。解：应选择PI 调节器，，1
(1)(1)(),()(1)
PI PI PI K s K s K W s W s s s s Ts ττττ++=
=+校正后系统的开环传递函数 对照典型Ⅱ型系统，
，满足设计
1/,
h 83-4PI K K K hT ττσ==,选＝， 查表， %=27.2%
要求。 这样，
8*0.020.16hT s τ===12222
181
175.78,/175.78*0.16/10 2.81
22*8*0.02PI h K K K K h T τ++=
=====3.8在一个由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调速系统中，已知电动机的额定数据为：kW , V , A , r/min , 电动势系数
60=N P 220=N U 308=N I 1000=N n
