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电力拖动自动控制系统-运动控制系统〔阮毅伯时〕课后答案包括思考题和课后习题第2章2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。
特点略。
2-2 简述直流 PWM 变换器电路的根本构造。
答：直流 PWM 变换器根本构造如图，包括 IGBT 和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：脉动直流电压。
2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能？答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。
其中直流 PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期〔1/fc〕，而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半〔1/〔2mf〕。
因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频〔50 或 60Hz〕为一周〕，m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。
2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停顿不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。
电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。
2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？答：为电动机提供续流通道。
假设二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。
2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？答：不是。
因为假设开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开场下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。
电力拖动自动控制系统习题答案版第二章2-1：答：在制动阶段，VT1始终不导通。
VT2导通期间，并能耗制动；VT2不导通期间，VD1续流，并回馈制动。
2-2：由101001000==D ； rpm s D s n n n N N cl 04.298.01002.01000)1(=??≤-=?=?；2-3：已知rpm n n n N 1500max max 0=?+=rpm n n n N 150min min 0=?+= max n n N =，rpm n N 15=?所以1115150151500min max =--==n n D1.0151114851511=?+?=?+?=D n n D n s N N N2-4：r v n R I U C N a N N e min/1478.0/)(?=-=rpm C R R I n e s a N op 1.1151478.0/045.0378/)(=?=+=?1.38.0*1.1152.0*1430)1(==-?=s n s n D N N32.57.0*1.1153.0*1430)1(==-?=s n s n D N N2-5：rpm C R I n e N op 5.2742.0/18.0305/=?==?/()27.45%N op N op s n n n =?+?=rpm s D s n n n N N cl 63.295.02005.01000)1(=??≤-==?2-6：v K K U K K U s p u s p dcl 121=+=γ264==u s p dop U K K U22/=dcl dop U U v U K K K K U dcl sp s p u 6.41=+=γ2-7：10=Drpm s D s n n n N N cl 9.795.01005.01500)1(=??≤-==?66.1119.71001=-=-??=clop n n K 2-8：rpm n cl 801=?，15=K所以：rpm rpm K n n cl op 12801680)1(1=?=+?=?；如果：30=K ，则：rpm rpm K n n op cl 29.4131/128012==+?=?；由)1(11s n s n D cl N -?=，)1(22s n s n D cl N -?= 则：229.41/802112≈=??=cl cl n n D D2-9：1）r v n R I U C N a N N e min/1342.0/)(?=-=rpm C R R R I n e L rec a N op 4.3071342.0/3.35.12/)(=?=++=? rpm s D s n n N cl 33.89.0201.01500)1(=??=-=所以9.35133.889.2461=-=-??=cl op n n K2）系统原理图和静态结构框图见书中；3、4）方法一：由n U U n n α=≈*，所以r v n U N nm min/01.01500/15/*==≈α77.13/==s e p K KC K α；3、4）方法二：由2271.14/])1([*=++=nm s N N e p U K R I n K C K0097.0/==s p e K K KC α。
习 题 二系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-系统允许的静态速降为2.04rpm 。
某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，且在不同转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下）max 0max 1500151485N n n n =-∆=-= min 0min 15015135N n n n =-∆=-= max min 148513511D n n ===2) 静差率 01515010%N s n n =∆==某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。
已知直流电动机60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=Ω,Ce=?min/r,求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ∆为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？（3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ∆又为多少?解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min ，要求系统的静差率5%s ≤，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min ，则闭环系统的开环放大倍数应有多大？ 解： 1）()s n s n D N N -∆=1/1015002%/98%N n =⨯∆⨯15002%/98%10 3.06/min N n r ∆=⨯⨯=有一V-M 调速系统：电动机参数P N =, U N =220V, I N =12.5A, n N =1500 r/min ，电枢电阻R a =Ω，电枢回路电抗器电阻RL=Ω，整流装置内阻R rec =Ω,触发整流环节的放大倍数K s =35。
电力拖动自动控制系统课后习题答案全内含两份阮毅陈伯时HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】电力拖动自动控制系统 课后习题答案{全，内含两份，二无一失}——运动控制系统第四版{上海大学 阮毅 陈伯时}1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能？答：PWM 开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。
1-2试分析有制动通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的？答：制动时，由于1g U 的脉冲变窄而导致d i 反向时，U g2变正，于是VT 2导通，VT 2导通，VT 1关断。
1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么关系为什么脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了答：生产机械要求电动机提供的最高转速max n 和最低转速min n 之比叫做调速范围，用字母D 表示，即：m inm ax n n D负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速min 0n 之比，称为系统的静差率S,即：min0n n s N ∆= 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：由于在一定的N n 下，D 越大，m in n 越小N n ∆又一定，则S 变大。
所以，如果不考虑D ，则S 的调节也就会容易，1-4．某一调速系统，测得的最高转速特性为m in /1500max 0r n =，最低转速特性为m in /150min 0r n =，带额定负载的速度降落m in /15r n N =∆，且不同转速下额定速降N n ∆不变，试问系统能够达到的调速范围有多大系统允许的静差率是多大解1-5闭环调速系统的调速范围是1500----150r/min ，要求系统的静差S<=2%,那末系统允许的静态速降是多少如果开环系统的静态速降是100r/min 则闭环系统的开环放大倍数应有多大1，min /06.3%)21(10%21500)1(101501500min max r S D S n n n n D N =-⨯≤-=∆===则 2，7.31106.31001=-≥+=∆∆K K n n cl op则1-6某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8 r/min ，如果将开环放大倍数他提高到30，它的速降为多少在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速min /1500r n =，开环转速降落min /240r n Nop =∆，若要求静差率由10%减少到5%则系统的开环增益将如何变化？解：原系统在调速范围D=20，最小转速为：min /75201500max min r D n n ===， 原系统在范围D=20，静差率为10%时，开环增益为：静差率10%时原系统的开环增益为： 1-8转速单环调速系统有那些特点改变给定电压能否改变电动机的转速为什么如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速为什么如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力答：1）闭环调速系统可以比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围。
习题解答（供参考）习题二2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-系统允许的静态速降为2.04rpm 。
2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，且在不同转速下额定速降不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下）max 0max 1500151485N n n n =-∆=-= min 0min 15015135N n n n =-∆=-= max min 148513511D n n ===2) 静差率 01515010%N s n n =∆==2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。
相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。
采用降压调速。
当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。
如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯=378(0.0230.022)0.1478115N n I R rpm ∆==⨯+= (1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =∆-=⨯⨯-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =∆-=⨯⨯-=2.5 某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。
已知直流电动机60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V•min/r,求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ∆为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？（3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ∆又为多少? 解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压*8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。
《电力拖动自动控制系统》答案(全)相关答案整理2-4为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能？答：PWM开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。
2-1试分析有制动通路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个VT是如何工作的？答：制动时，由于Ug1的脉冲变窄而导致id反向时，Ug2变正，于是VT2导通，VT2导通，VT1关断。
2-2调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么关系？为什么脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了？答：生产机械要求电动机提供的最高转速nma某nminnma某和最低转速nmin之比叫做调速范围，用字母D表示，即：D负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落nN与理想空载转速n0min之比，称为系统的静差率S,即：调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：DnNnN(1)由于在一定的nN下，D越大，nmin越小nN又一定，则S变大。
所以，如果不考虑D，则S的调节也就会容易，2-3．某一调速系统，测得的最高转速特性为n0ma某1500r/min，最低转速特性为n0min150r/min，带额定负载的速度降落nN15r/min，且不同转速下额定速降nN不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多大？解Dnma某nminnn0minn0ma某nNn0minnN1515010%150********112-7闭环调速系统的调速范围是1500----150r/min，要求系统的静差S<=2%,那末系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min则闭环系统的开环放大倍数应有多大？1，Dnma某nmin1500150nNSD(1S)15002%10(12%)3.06r/min2，nopnclK1则K1003.06131.72-8某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8r/min，如果将开环放大倍数他提高到30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？K115;K230;K1ncl1;K2ncl2同样负载扰动的条件下ncl2K11K21ncl1n与开环放大倍数加15130184r/min1成反比，则（K11）（/K21）ncl2/ncl1同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比（K11）（/K21）Dcl1/Dcl2Dcl2Dcl1K21K113011511.94思考2-12转速单环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？答：1）闭环调速系统可以比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围。
第二章双闭环直流调速系统2-1 在转速、电流双闭环调速系统中;若要改变电动机的转速;应调节什么参数改变转速调节器的放大倍数行不行改变电力电子变换器的放大倍数行不行改变转速反馈系数行不行若要改变电动机的堵转电流;应调节系统中的什么参数答：改变电机的转速需要调节转速给定信号Un※；改变转速调节器的放大倍数不行;改变电力电子变换器的放大倍数不行..若要改变电机的堵转电流需要改变ASR的限幅值..2-2 在转速、电流双闭环调速系统中;转速调节器有哪些作用其输出限幅值应按什么要求来整定电流调节器有哪些作用其输出限幅值应如何整定答：转速调节器的作用是：1使转速n很快的跟随给定电压Un※变化;稳态时可减小转速误差;如果采用PI调节器;则可以实现无静差..2对负载变化起抗扰作用..转速调节器的限幅值应按电枢回路允许的最大电流来进行整定..电流调节器作用：1使电流紧紧跟随给定电压Ui※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;保证获得电动机允许的最大电流;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..电流调节器的最大值应该按变换电路允许的最大控制电压来整定..2-3 转速、电流双闭环调速系统稳态运行时;两个PI调节器的输入偏差给定与反馈之差是多少它们的输出电压是多少为什么答：若都是PI调节器;则两个调节器的输入偏差为0;即Ui※=Ui;Un※=Un；输出电压为：Ui※=βId=Ui;Uc=U d0/K s=RI d+C e n=RUi※/β+CeUn※/α..2-4 如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器;而是比例调节器;对系统的静、动态性能会有什么影响答：若采用比例调节器可利用提高放大系数的办法使稳态误差减小即提高稳态精度;但还是有静差的系统;但放大倍数太大很有可能使系统不稳定..2-5 在转速、电流双闭环系统中;采用PI调节器;当系统带额定负载运行时;转速反馈线突然断线;系统重新进入稳态后;电流调节器的输入偏差电压△Ui是否为0;为什么答：反馈线未断之前;Id=In;令n=n1;当转速反馈断线;ASR迅速进入饱和;Un※=Un※max;Uc↑;Id↑至Idm;Te＞T l;n↑;Id↓;△Ui出现;Id↑至Idm;n↑;Id↓;此过程重复进行直到ACR饱和;n↑;Id↓;当Id=In;系统重新进入稳态;此时的速度n2＞n1;电流给定为Un※max= Idmaxβ＞电流反馈信号Un= Inβ;偏差△Ui不为0..2-6 在转速、电流双闭环系统中;转速给定信号Un※未改变;若增大转速反馈系数α;系统稳定后转速反馈电压Un是增加还是减少还是不变为什么答：Un不变;因为PI调节器在稳态时无静差;即：Un※=Un;Un※未改变;则;Un也不变..2-7 在转速、电流双闭环系统中;两个调节器ASR、ACR均采用PI调节器..已知参数：电动机：Pnom=3.7kW ; Unom=220V ; Inom=20A ;nnom=1000r/min;电枢回路总电阻R=1.5Ω;设Unm*= Uim*= Ucm=8V;电枢回路最大电流Idm=40A;电力电子变换器的放大系数Ks=40.试求：1电流反馈系数β和转速反馈系数α；2当电动机在最高转速发生堵转时的Ud0、Ui、Uc值..解：1β= Uim*/Idm=8/40=0.2α= Unm */ nnom=8/1000=0.0082Ud0=IdmR=40×1.5=60VUi= Uim*=8V极性相反Uc= Ud0/Ks=60/40=1.5A2-8 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Uim=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：1Ui应如何变化2Uc应如何变化解：1β= Uim*/Idm=8/80=0.1电流为40A时：Ui= Idβ=40×0.1=4V电流为70A时：Ui= Idβ=70×0.1=7V2Uc增加..2-9在双闭环直流调速系统中;电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行;现因某种原因电动机励磁下降一半;系统工作情况将会如何变化λ=1.5答：设突发状况之前的磁通为1;令此时的磁通为2;之前的电磁力矩为Te1;此刻的电磁力矩为Te2;负载转矩恒为T l;电机励磁下降一半;则2=0.5 1;Te2=Cm 2Id=0.5 Te1＜T l;n↓;Id↑甚至到Idm;Te2=Cm 2Idm=0.75 Te1＜T l;n会一直下降到0..2-10 有一个系统;其控制对象的传递函数为Wobjs=10/0.01s+1;要求设计一个无静差系统;在阶跃输入下系统超调量σ≤5%按线性系统考虑..试对该系统进行动态校正;决定调节器结构;并选择其参数..解：可选择积分调节器;设其传递函数为：Ws=ki/s;则校正成新系统的传递函数为：W新s=10Ki/s0.01s+1;将原系统校正成Ⅰ型系统WⅠs=K/sTs+1以实现无静差;按σ≤5%要求查表取：KT=0.5即：10Ki×0.01=0.5;得：Ki=5..2-11 调节对象的传递函数为Wobjs=18/0.25s+10.005s+1;要求用调节器将其校正成典型Ⅰ型和Ⅱ系统;确定调节器的结构和参数..解：1校正成典型Ⅰ型系统：①选择调节器为PI调节器;Wpis=Kpiτs+1/τs；②令τ=0.25;则校正之后的新系统的传递函数为Ws=18Kpi/τs 0.005s+1；③WⅠs=K/sTs+1;令KT=0.5;则;18Kpi/τ×0.005=0.5;代入τ=0.25;得：Kpi=1.4..2校正成典型Ⅰ型系统：①传递函数近似处理：Wobjs=18/0.25s+10.005s+1≈18/0.25s0.005s+1；②选择调节器为PI调节器;Wpis=Kpiτs+1/τs；③校正之后的新系统的传递函数为Ws=18Kp iτs+1/ 0.25τs20.005s+1；④WⅡs=Kτs+1/s2Ts+1;令h=5;h=τ/T=τ/0.005=5;则τ=0.025；K=h+1/2h2T2=18Kpi/0.25τ;代入τ;T;h;得：Kpi=1.67..。
电力拖动自动控制系统阮毅第五版答案引言《电力拖动自动控制系统》是阮毅编写的一本经典教材，已经发行到第五版。
本文将为读者提供该教材的答案，以帮助读者更好地理解和应用其中的知识。
第一章系统基础知识答案1.电力拖动自动控制系统的定义是什么？答：电力拖动自动控制系统是由电机、传动装置和控制装置组成的系统，用于实现机械设备的自动化控制和调节。
2.电力拖动自动控制系统的主要组成部分有哪些？答：电力拖动自动控制系统的主要组成部分包括电机、传动装置、控制装置和电气部件。
3.电机在电力拖动自动控制系统中起到什么作用？答：电机是电力拖动自动控制系统中的执行元件，用于产生动力并驱动机械设备的运动。
4.传动装置在电力拖动自动控制系统中起到什么作用？答：传动装置是将电机的旋转运动传递给机械设备的装置，它能够改变电机输出的转矩、转速和转向。
5.控制装置在电力拖动自动控制系统中起到什么作用？答：控制装置是电力拖动自动控制系统中的核心部分，它根据输入的信号和设定的参数，对电机和传动装置进行控制，使机械设备实现自动化运行。
第二章电动机答案1.电动机的分类有哪些？答：电动机可以根据不同的标准进行分类，常见的分类方法有按电源类型分类（直流电动机、交流电动机）、按工作原理分类（异步电动机、同步电动机）等。
2.直流电动机的特点是什么？答：直流电动机的特点是转矩大、起动电流小、调速范围宽、响应速度快等。
3.交流电动机的特点是什么？答：交流电动机的特点是结构简单、维护成本低、功率因数高、运行可靠等。
4.异步电动机的工作原理是什么？答：异步电动机是利用旋转磁场的相对运动和感应电流的作用产生转矩，实现电动机工作的。
它的转速略低于旋转磁场的转速。
5.同步电动机的工作原理是什么？答：同步电动机是利用旋转磁场的转速与电动机转子的转速完全同步，实现电动机工作的。
它的转速与供电的电源频率和极对数有关。
第三章传动装置答案1.常见的传动装置有哪些？答：常见的传动装置有链传动、皮带传动、齿轮传动、联轴器等。
电力拖动自动控制系统运动控制系统第五版课后练习题含答
案
一、单选题
1.答案：A
2.答案：B
3.答案：D
4.答案：A
5.答案：B
6.答案：C
7.答案：D
8.答案：B
9.答案：A
10.答案：C
二、多选题
1.答案：ABD
2.答案：ACD
3.答案：AD
4.答案：ABC
5.答案：ABCD
三、判断题
1.答案：正确
2.答案：错误
3.答案：正确
4.答案：错误
5.答案：错误
四、简述题
1.答案：
运动控制系统是指一种能够对运动进行控制和调节的系统。
它主要由控制单元、执行机构和传感器三部分组成。
其中，控制单元可用PLC或电脑实现，执行机构可以是电动机、液压机、气动机等，传感器则负责感知物体的位置、速度等信息，并将这些信息反馈给控制单元。
2.答案：
电力拖动自动控制系统主要由电动机、变频器、PLC等组成。
其中，电动机作
为执行机构，通过变频器调节电机的转速和转矩；PLC则作为控制单元，利用编程
对电机进行精确的控制和调节，以实现系统所要求的功能。
五、计算题
1.答案：500转/分
2.答案：1000N
3.答案：50N·m
4.答案：12.5次/min
5.答案：750W
以上为本次课后练习题的答案，希望大家认真做好每一道题，提升自身的运动控制能力。
习题解答（供参考）习题二2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？解：10000.020.98) 2.04(1)n n s n rpm D s ∆==⨯⨯=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 。
2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，且在不同转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） 2) 静差率 01515010%N s n n =∆==2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。
相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。
采用降压调速。
当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。
如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？ 解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯=2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。
已知直流电动机60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V?min/r,求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ∆为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？（3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ∆又为多少?解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压*8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。
求：（1）输出电压d U ；（2）若把反馈线断开，d U 为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？（3）若把反馈系数减至γ=0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压*u U 应为多少？解：（1）*(1)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=⨯⨯+⨯⨯=(2) 8.8215264d U V =⨯⨯=,开环输出电压是闭环的22倍(3) *(1)12(12150.35)15) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=⨯+⨯⨯⨯=2.7 某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min ，要求系统的静差率5%s ≤，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min ，则闭环系统的开环放大倍数应有多大？ 解： 1）()s n s n D N N -∆=1/2）()7.31106.3/1001/=-=-∆∆=cl op n n K2.8 某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8 r/min ，如果将开环放大倍数提高到30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？解： ()()12881511=⨯+=∆+=∆cl op n K n如果将开环放大倍数提高到30, 则速降为：在同样静差率要求下，D 可以扩大937.1/21=∆∆cl cl n n 倍2.9 有一V-M 调速系统：电动机参数P N =2.2kW, U N =220V, I N =12.5A, n N =1500 r/min ，电枢电阻R a =1.5Ω，电枢回路电抗器电阻RL=0.8Ω，整流装置内阻R rec =1.0Ω,触发整流环节的放大倍数K s =35。
要求系统满足调速范围D=20，静差率S<=10%。
（1）计算开环系统的静态速降Δn op 和调速要求所允许的闭环静态速降Δn cl 。
（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构图。
（3）调整该系统参数，使当U n *=15V 时，I d =I N ，n=n N ，则转速负反馈系数 α应该是多少？（4）计算放大器所需的放大倍数。
解：（1）所以，min /33.8r n cl =∆ （2）（3）（4）()()()()[]()()[]K C R I K KU K C R I U K K n e d n e d n s p +-+=+-=**1/1/1/α可以求得，*35.955*0.13414.34*35*0.0096ep sK CK K α===也可以用粗略算法：n U U n nα=≈*，01.0150015*===n U n α /p e s K KC K α=，()35.9550.134/350.0113.76p K =⨯⨯=2.10 在题2.9的转速负反馈系统中增设电流截止环节，要求堵转电流N dbl I I 2≤，临界截止电流N dcr I I 2.1≥，应该选用多大的比较电压和电流反馈采样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过主电路总电阻的1/3 ,如果做不到，需要增加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构图，并计算电流反馈放大系数。
这时电流反馈采样电阻和比较电压各为多少？解：（1） A I I N dbl 252=≤，A I I N dcr 152.1=≥()()Ω=⇒+=⇒+≈5.1/1525/*s s com s com n dbl R R U R U U I ，V U com 5.225.115=⨯=（2）()(/3) 1.0 1.50.8/3 1.1,(/3)1.1,s s R R R R ∑∑=++=Ω>=Ω不符合要求，取需加电流反馈放大器由于需要的检测电阻值大，说明要求的电流信号值也大。
要同时满足检测电阻小和电流信号大的要求，则必须采用放大器，对电流信号进行放大。
为此，取 1.1s R =Ω，则15 1.116.5com dcr s U I R V =⨯=⨯= （3） 当dcr d I I >时，有()[]()()[]()[]()()()[]()()()[]K C I R K K K R K C U K U K K K C RI K C U I R K K K K C U K K n e d s i s p e com i ns p e d e com d s i s p e n s p ++-++=+-+--+=1/1/1/1/1/**当n=0时，2.11在题 2.9的系统中，若主电路电感L=50mH ，系统运动部分的飞轮惯量22GD =1.6Nm ，整流装置采用三相零式电路，试判断按题2-9要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行？如要保证系统稳定运行，允许的最大开环放大系数是多少？解： mH L 50=，226.1Nm GD =， 3.3R ∑=Ω，0.134/e C V rpm =()()222/0.0820.0150.003330.00333/0.0151*0.003330.00150.00333/0.0000498330.52l m l s s s K T T T T T T ⎡⎤⎡⎤<++=⨯++⎣⎦⎣⎦⎡⎤=+=⎣⎦（）可见与前面的K>35.955相矛盾，故系统不稳定。
要使系统能够稳定运行，K 最大为30.52。
2.12 有一个晶闸-电动机调速系统，已知：电动机：kW P N8.2=，VU N 220=，A I N6.15=，1500=N n r/min ，a R =1.5Ω，整流装置内阻rec R =1Ω, 电枢回路电抗器电阻L R =0.8Ω， 触发整流环节的放大倍数35=sK 。
(1)系统开环工作时，试计算调速范围30=D 时的静差率s 值。
(2)当30=D ，%10=s 时，计算系统允许的稳态速降。
(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求30=D ，%10=s ，在V U n 10*=时N dI I =，N n n =，计算转速负反馈系数α和放大器放大系数p K 。
解： （1） （2） （3）2.13旋转编码器光栅数1024，倍频系数4，高频时钟脉冲频率MHz 1f 0=，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 法测速时间为0.01s ，求转速min /r 1500n =和min /r 150n =时的测速分辨率和误差率最大值。
解：（1）M 法：分辨率min /465.101.0410246060r ZT Q c =⨯⨯==最大误差率：→=cZT M n 160 min /1500r n =时，10246001.0102441500601=⨯⨯⨯==c nZT M min /150r n =时，4.1026001.010*********=⨯⨯⨯==c nZT M min /1500r 时，%098.0%10010241%1001%1max =⨯=⨯=M δ min /150r 时，%98.0%1004.1021%1001%1max =⨯=⨯=M δ 可见M 法适合高速。
（2）T 法： 分辨率：min /1500r n =时，min /17115004102510160150041024606202r Zn f Zn Q =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-= min /150r n =时，min /55.1150410241016015041024606202r Zn f Zn Q =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-= 最大误差率：260ZM f n =，Zn f M 0260=，当min /1500r n =时，77.9150041024106062=⨯⨯⨯=M 当min /150r n =时，7.9715041024106062=⨯⨯⨯=M min /1500r n =时，%4.11%100177.91%10011%2max =⨯-=⨯-=M δ min /150r n =时，%1%10017.971%10011%2max =⨯-=⨯-=M δ 可见T 法适合低速习题三3.1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*nm U =15V ，N n =1500r/min ，N I =20A ，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻R =2Ω，s K =20，e C =0.127V ·min/r ，求：（1）当系统稳定运行在*n U =5V ，dL I =10A 时，系统的n 、n U 、*i U 、i U 和c U 各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，*i U 和c U 各为多少？解：(1)（2）堵转时，V I U dm i 15*==β，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。
