1、電力拖動運動控制復習題選擇題1.在無刷直流電動機的自控變頻調速系統中，逆變器通常采用（4.直流 PWM 調速系統以雙極式控制方式，調速時，P 的可調范圍為 01 ,-Y +1。當 P0.5 時,為負，電機（ B ）。5.在雙閉環直流調速系統，當ASR 不飽和時，轉速環（而電流內環表現為電流隨動系統。A.閉環AER，禾 U 用電動勢反饋，使勵磁系統在弱磁調速過程中保持C.電流D.電動勢7.數字控制系統的被測轉速由厲變為n2時，引起測量計數值改變了一個字，則測速裝置的分辯率定義為 Q =n!-門2。要使系統控制精度越高，則（B ）。A.Q 越大B.Q越小C.厲越大D.厲越小8. PI 調節器是拖動

2、控制系統中最常用的一種控制器，在微機數字控制系統中，當采樣頻率足夠高時，可以先按模擬系統的設計方法設計調節器，然后再離散化，就可以得到數字控制器的算法，這就是（D ）調節器的數字化。A.數字B.自動C.離散D.模擬9.根據 Shannon 采樣定理，采樣頻率fsam應不小于信號最高頻率fmax的（B ）倍。另一相斷開。A.60 B.90C.1202當 0 :. 0 B.UdO 0C.整流3.在電流斷續機械特性計算中,對應于二等于（DA.二/6C.二/2D.150C ）狀態，電功率從交流側輸送到D.逆變的曲線是電流斷續區與連續區的分界線。D.2 二/3C ）導通型，當兩相導通時，A.正轉B.反轉

3、C.停止D.起動A ），整個系統是一個無靜差調速系統,恒值D.變量6.在勵磁控制系統中引入電動勢調節器（ D ）基本不變。A.轉速B.電壓時，使:f =:r =（ C ），此時Ud0f=Ud0r= 0 ，電機處于停止狀態。A. 0.1B. 2C. ND. 1010.用電動機本身軸上所帶轉子位置檢測器或電動機反電動勢波形提供的轉子位置信號來控制變壓變頻裝置換相時刻，這種系統稱為（D ）調速系統A.交-交變頻同步電動機B.矢量控制C.他控變頻D. 自控變頻11.為了實現配合控制，可將兩組晶閘管裝置的觸發脈沖零位都定在一定角度，即當控制電壓Uc= 0（ A ）是利用轉子磁極位置的檢測信號來控制變壓變

4、頻裝置換相，類似于直流電機中電刷和 換向器的作用，因此有時又稱作無換向器電機調速，或無刷直流電機調速。A.自控變頻調速B.他控變頻調速C.降電壓調速D.交流調壓器調速2R3npU：R；/s得知，當轉速或轉Ir-SRr 222W1(Rs-)Wi(Lls- Llr)2s差率一定時，電磁轉矩與定子電壓的平方（A）。（A ）配合控制來消除直流平均環流。C.- D. 二* 。在異步電動機變壓調速電路，當異步電機等效電路的參數不變時相同的轉速下，電磁轉矩L 與定子電壓 V 的關系是（A ）。A 丄與 V 平方成正比 B.L 與 V 平方成反比C.L 與 V 成正比 D 丄 與 V 成反比無刷直流電動機實質

5、上是一種特定類型的同步電動機，調速時表面上控制了輸入（A ），實際上也自動地控制了（B）。A.電壓B.電流C.頻率D.相位基頻以上恒壓變頻時的機械特性,當角頻率提高時，,同步轉速隨之提高，最大轉矩（B),機械特性上移，而形狀基本（C )。A.增大B.減小C.不變D.改變常用的交-交變壓變頻器輸出的每一相都是一個由正.反兩組晶閘管可控整流裝置（ D ）的可逆線路。A.串聯B.并聯C.反串聯D.反并聯異步電機可以看作一個（D ）的系統，輸入量是電壓向量和定子輸入角頻率，輸出量是磁鏈 向量和轉子角速度。A.單輸入單輸出 B.單輸入雙輸出C.雙輸入單輸出D.雙輸入雙輸出為了使電動機旋轉磁場逼近圓形，每

6、個扇區再分成若干個小區間TO , TO （ A ）,旋轉磁場越接近圓形，但 T0 的縮短受到功率開關器件允許開關頻率的制約。A.越長B.越短C.不確定D.不變直流電機的轉矩與電樞電流（B）,控制電流就能控制轉矩，因此，把直流雙閉環調速系統 轉速調節器的輸出信號當作電流給定信號，也就是轉矩給定信號。12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.A.180 B. 0C. 90D. 45A.成正比B.成反比C.隨之增大D. 隨之減小晶閘管有環流可逆調速系統采用A. :- = l：iB. 人nB.11、0 Bcos = 1、0 C、0cos 1、0 Dcos 1、0A P1、P +

7、 PfD、P1- Pf為了防止逆變器逆變顛覆，在電流調節器（C ）。AB 、-minC恒ErJwi控制的穩態性能（B ）,可以獲得和直流電機一樣的（D ）機械特性。、：=-minD、： = min47、轉差功率不變型一一變頻調速方法轉差功率很小，而且不隨轉速變化，效率較高；但在定子電路 中須配備與電動機容量相當的（D），相比之下，設備成本最高。A、轉子整流器B 、逆變器 C 、逆變變壓器D 、變壓變頻器A ）協調控制，改變了同步電動機歷來只能恒速運行不能調速的工50、用電動機本身軸上所帶轉子位置檢測器或電動機反電動勢波形提供的轉子位置信號來控制變壓變頻裝置換相時刻，這種系統稱為（ D ）（ 1

8、 分）A、由交-交變壓變頻器供電的大型低速同步電動機調速系統B 、矢量控制系統C 他控變頻調速系統D、自控變頻調速系統填空題1.下圖中，交流異步電機調速系統特性中制），C屬于（恒EL控制）w12.基于穩態模型的控制策略；在開始研究和應用交流調速時，人們對交流電機的動態模型還不十分清楚，只能從其（穩態模型）出發來探討調速方法。為了充分利用（電機鐵心），希望在調速時保持（磁通）不變，應使定子（感應電動勢）與頻率成正比，如果忽略定子電阻，可使定子（電壓）與頻率成正比，于是出現了（恒壓頻比）控制方法。這種方法普遍應用于沒有高動態性能要求的節 能調速和一般工藝調速中，例A、電壓-頻率B、電流-頻率C 、

9、電壓-相位D、電流-相位49、在無刷直流電動機的自控變頻調速系統中，逆變器通常采用（C）導通型的，當兩相導通時，另一相斷開。（1分）A 60B、 90C、120D、150作模式。（1分）48、采用電力電子裝置實現（a屬于（ 恒丄控制）控制，b屬于（恒邑控w1W圖 2- 1矩，單靠凸極效應運行的同步電動機稱作（磁阻式）同步電動機。如風機、水泵調速。如果對調速性能有一定要求，可采用（轉速閉環）控制。從異步電機穩態模型可以證明，當（磁通）恒定時，電磁轉矩近似與轉差頻率成正比，因此控制（轉差頻率）相當于控制轉矩。采用轉速閉環的轉差頻率控制，可得到平滑而穩定的調速，獲得較高的調速范圍。3、異步電動機的氣

10、隙是均勻的，而同步電動機則有（隱極 與 凸極）之分，隱極式電機氣隙均勻，凸極式則不均勻，兩軸的電感系數不等，造成數學模型上的復雜性。但凸極效應能產生平均轉4 . PWM 調制方法（1 ）（異步）調制（2）（同步）調制（3）（分段同步）調制（4）（混合）調制。5.常用的交流 PWM 控制技術有：（1）基于（正弦波對三角波脈寬調制）的 SPWM 控制；（2）基于（消除指定次數諧波）的 HEPWM 控制；（3）基于（電流滯環跟蹤）的 CHPWM 控制；（4）（電壓空間矢量控制）（SVPWM 控制），或稱（磁鏈軌跡跟蹤 ）控制。在以上 4 種 PWM 變換器中，前兩種是以（輸出電壓接近正弦波）為控制目

11、標的，第 3 種以輸出（正弦波電流）為控制目標，第 4種則以被控電機的（旋轉磁場接近圓形）為控制目標。6.交流傳動控制的發展脈絡；（1）基于（穩態）模型的控制策略，（2）基于（動態）模型的控制 策略（3）（無速度傳感器）的高動態性能調速（4）（同步電機）傳動系統的控制策略。7.在雙閉環直流調速系統中，由于在起動過程中轉速調節器ASR 經歷了（不飽和）、（飽和）、（退飽和）三種情況，整個動態過程就分成I、II、III 三個起動階段。8.直流調速系統在正向運行過程，系統狀態的整個制動過程可以分為兩個主要階段，其中還有一些子階段。主要階段分為：I （本組逆變）階段；II （他組制動）階段。9.空間電

12、壓矢量 PWM 變頻調速方式，對三相逆變器，根據每一相的功率器件開關狀態，可構成一組三位二進制編碼，從 000111 共八種開關方式， 根據電機定子繞組的相電壓，用矢量圖表示，如圖 2-5（矢量分布圖）,所示當開關狀態為（000）或（111）時，這時逆變器上半橋或下半橋功率器件（全部導通），定子三相被短接，繞組上的電壓為零。六個非零矢量 V1V6 之間依次相差 60o 相位，三相橋路中每次（僅改變一個開關）的運行狀態，則相應的電壓矢量空間位移600。如從（110）狀態，變為（100）時，則矢量 V6 順時針旋轉到 V4 的位置上。由于電機磁鏈矢量是電壓空間向量的時間積分，因 此控制電壓矢量就可

13、控制（磁鏈的軌跡和速率）。在電壓矢量的作用下，磁鏈軌跡越是接近圓，電機脈動轉矩越小，運行性能越好。圖 2-5 矢量分布圖判錯題1.異步電機調速傳動種類繁多，以其轉差功率的去向來區分有三大類：（1）轉差功率消耗型調速 - 如降電壓調速、 繞線電機轉子串電阻調速； - （ T ）（2）轉差功率回饋型調速 -如串級調速、內饋斬波調速、 雙饋調速； - （ T ）（3）轉差功率不變型調速 - 如變壓變頻調速、 變極對數調速。 - （ T ）目前應用最普遍的是籠型轉子電機變壓變頻調速。同步電機沒有轉差功率， 故其調速只能是轉差功率不變型的，只能靠變壓變頻調速。開關磁阻電 機是一種特殊型式的同步電機。 -

14、 （ T ）2電機控制理論自 70 年代提出異步電動機矢量變換控制方法，電力電子 （ 微型計算機 ） 技術的發展為矢量變換控制的實現提供了良好的外部條件。近年來，圍繞著矢量變換的缺陷，如系統結構復雜，非線性和電機參 數變化影響系統性能等問題，進行了大量的研究。 - （ F ）1985 年，出現一種新的控制方法，即異步電動機轉差頻率（直接轉矩） 控制系統。除此以外，基于現代控制理論的滑模變結構控制技術、采用微分幾何理論的非線性解耦控制、模型參考自適應控制 等方法的引入，使系統性能得到了改善。 - （ F ）模糊控制，它具有（ 不 ）依賴被控對象精確的數學模型、能克服非線性因素的影響、對調節對象的

15、參數變化具有較強的魯棒性等優點。 - （ F ）無速度交流傳動系統、永磁電機傳動系統以及高速電機及其控制。 - （ F ）3電機控制器包括：專用集成電路 IC（ASIC ）- （ F ）現場可編程門陣列（ FPGA ）可以作為一種解決方案。 - （ T ）借助于硬件描述語言 HD（VHDL 或 Verilog HDL ）來對系統進行設計 - （ F ）In tel （DSP）器件取代高檔單片機。- （F ）4電力電子技術SCR 至今其功率容量已提高了近 300（3000）倍。 100mm、8000V/4000A 的晶閘管。 - （ F ）矩，單靠凸極效應運行的同步電動機稱作（磁阻式）同步電動機

16、。GTR 做成的通用型變頻器， GTR 的開關頻率約為 20Hz （2kHz） 左右，變頻器輸出的最低工作頻率約為 3Hz ，最高頻率 120Hz 左右。 - （ F ）而采用 IGBT 頻率約達 500Hz （20kHz）左右，變頻器的最低輸出頻率可達0.5Hz，最高工作頻率可達 400 500Hz。- （ F ）5.位置隨動系統與調速系統的主要區別在于，調速系統的給定量一經設定，即保持恒值，系統的主要作用是保證穩定和抵抗擾動；而位置隨動系統的給定量是隨機變化的，要求輸出量準確跟隨給定量的變化，系統在保證穩定的基礎上，更突出需要快速響應。位置隨動系統的反饋是位置環，調速系 統的反饋是速度環。

17、 - （T）問答題1 在電壓負反饋單閉環有靜差調速系統中，當下列參數發生變化時系統是否有調節作用，為什么？（放大器的放大系數Kp，供電電網電壓， 電樞電阻Ra，電動機勵磁電流，電壓反饋系數 ）答：在電壓負反饋單閉環有靜差調速系統中，當放大器的放大系數Kp 發生變化時系統有調節作用，再通過反饋控制作用，因為他們的變化最終會影響到轉速。電動機勵磁電流、電樞電阻Ra 發生變化時仍然和開環系統一樣， 因為電樞電阻處于反饋環外。當供電電網電壓發生變化時， 系統有調節作用。反饋控制系統服從給定。當電壓反饋系數發生變化時，它不能得到反饋控制系統的抑制，反而會增大 被調量的誤差。反饋控制系統所能抑制的只是被反

18、饋環包圍的前向通道上的擾動。2參照三相坐標系和兩相正交坐標系圖，按照磁動勢相等的等效原則，三相合成磁動勢與兩相合成磁動勢相等，寫出兩套繞組磁動勢在a 3軸上的投影應相等的表達式。a）定子、轉子坐標系b）能轉正交坐掾系“幾=弘& -弘4匕8令-弘“g 送33=弘匕_詁_訊= 垃dmin手 e 腫sin殳3.繪出異步電動機矢量變換及等效直流電動機模型圖，并說明。在三相坐標系上的定子交流電流iA、iB、ic，通過 3/2 變換可以等效成兩相靜止正交坐標系上的交流電流 isa和 isB,再通過與轉子磁鏈同步的旋轉變換，可以等效成同步旋轉正交坐標系上的直流電流 ism和 ist。如上所述，以 i

19、sm和 ist為輸入的電動機模型就是等效直流電動機模型，見圖中點畫線右側。從圖的輸入輸出端口看進去，輸入為A、B、C 三相電流，輸出為是一臺轉速3異步電動機。從內部看，經過 3/2 變換和旋轉變換 2s/2r，變成一臺以 ism和 ist為輸入、3為輸出的直流電動機。m 繞組相當于直流電動機的勵磁繞組，ism相當于勵磁電流，t 繞組相當于電樞繞組，ist相當于與轉矩成正比的電樞電流。4繪出異步電動機定子 、轉子坐標系到旋轉正交坐標系的變換圖，并敘述其作用。定子、轉子 坐標系到族轉正交坐標系的變換（6 分）對圖 a 所示的轉子坐標系a B作旋轉變換（旋轉正交坐標系到靜止兩相正交坐標系的變換），即

20、將a B坐標系順時針旋轉0角，使其與定子a 3坐標系重合，且保持靜止，即用靜止的兩相轉子正 交繞組等效代替原先轉動的兩相繞組，如圖b。4 .繪出基于電流跟隨控制變頻器的矢量控制系統原理結構圖，并敘述系統的特點。g 一控制器1 g1-03f21/-矢量控制系統原理結構圖忽略變頻器可能產生的滯后，認為電流跟隨控制的近似傳遞函數為1,且 2/3 變換與電動機內部的3/2 變換環節相抵消，反旋轉變換 2r/2s 與電動機內部的旋轉變換2s/2r 相抵消，則圖中點畫線框內的部分可以用傳遞函數為 1 的直線代替，那么，矢量控制系統就相當于直流調速系統了。6.敘述按轉子磁鏈定向的矢量控制系統的轉子磁鏈的模型

21、的確定，特點。按轉子磁鏈定向的矢量控制系統的關鍵是準確定向，也就是說需要獲得轉子磁鏈矢量的空間位置。在構成轉子磁鏈反饋以及轉矩控制時，轉子磁鏈幅值也是不可缺少的信息。轉子磁鏈的直接檢測比較 困難，多采用按模型計算的方法。利用容易測得的電壓、電流或轉速等信號，借助于轉子磁鏈模型，實時計算磁鏈的幅值與空間位置。在計算模型中，由于主要實測信號的不同，又分為電流模型和電壓模型兩種。根據描述磁鏈與電流關系的磁鏈方程來計算轉子磁鏈，所得出的模型叫做電流模型。在a 3坐標系上計算轉子磁鏈的電流模型和 在 mt 坐標系上計算轉子磁鏈的電流模型。兩種計算轉子磁鏈的電流模型都需要實測的電流和轉速信號，不論轉速高低

22、時都能適用。 受電動機參數變化的影響。 電動機溫升和頻率變化都會影響轉子電阻，磁飽和程度將影響電感。這些影響都將導致磁鏈幅值與位置信號失真，而反饋信號的失真必然使磁鏈閉環控制系統的性能降低，這是電流 模型的不足之處。根據電壓方程中感應電動勢等于磁鏈變化率的關系，取電動勢的積分就可以得到磁鏈。在a 3坐標系上計算轉子磁鏈的電壓模型，電壓模型包含純積分項，積分的初始值和累積誤差都影響計算結果，在低速時，定子電阻壓降變化的影響也較大。電壓模型更適合于中、高速范圍，而電流模型能適應低速。有時為了提高準確度，把兩種模型結 合起來。計算題1 某閉環調速系統的調速范圍是1500150r/min ，要求系統的

23、靜差率 s 2%，那么系統允許的靜態速降是多少？如果開環系統的靜態速降是100r/mi n,則閉環系統的開環放大倍數應有多大？內為一込込一% ”皿 +150 x0 02 亠 1.r.Art 亠,= j =- = j .Oor / mill1 l-s 1 - u.022.在轉速、電流雙閉環調速系統中，兩個調節器ASR、ACR 均采用 PI 調節器。已知參數：電動機：PN= 3.7kW,UN= 220V, IN= 20A, nN= 1000r / min,電樞回路總電阻R=.5Q，設Unm二Uim二Uom二8V,電樞回路最大電流Idm= 40A,電力電子變換器的放大系數Ks二40。試求：（1）電流

24、反饋系數 B 和轉速反饋系數 a；2）當電動機在最高速發生堵轉時的Ud 0、Ui、Ui、Uc值。a n -nun.r心1000（2卜電功 n 右M匸:戢生址轉 114D-0U武=+=5=典型n型系統，在階躍輸入下系統超調量二30%（按線性系統考慮）.試決定調節器結構，并選擇其參 數.=生=聖_ & _ 40=j 573.有一個閉環系統，其控制對象的傳遞函數為Wobj(s)K1S仃S 1),要求校正為S（0.02S 1）解:被控對象Wobj（s）S(TS1)要設計成典 IIw(s)k( s 1)2s2(TS 1)為此必須選擇（設計成） s +1Pl 調節器。Wpi(s)二Kpi-下一步決

25、定1和kpi值，根據要求C30%查表 2-6/P70102“ =7* 0.02s = 0.14s(h 1)*10.14*82 2 2 22k1h2T22*10* 72* 0.022說明，習題中給出的（參見 2-74/P82）等是第二版教材中的公式和表， 和第四版的公式序號不同。4.旋轉編碼器光柵數為 1024,倍頻系數為 4，高頻時鐘脈沖頻率f0=1MHZ，旋轉編碼器輸出的脈沖個數和高頻時鐘脈沖個數均采用16 位計數器,M 法和 T 法測速時間均為 0.01s ,求轉速n=1500r/min 和 n=150r/min 時的測速分辯率和誤差率最大值。卜：機林;k- Pl 2048-40961）M

26、J：稠it60 60 -v ou = 1.40? inuiZTr4096x0.0160A/II磁瞇事量大值九.護wo決島叱磁 =29.8% :：: 30%滿足要求 從.h對應 h （中頻帶寬）為 7從 h 定義引出公式.=hT ( 2-38 式 /P69)T=0.02S h=7代入，求得從 K=h 12h2T2式，求 K 值,w(s)二kis(TS 1)1s 1 k1* kpi*(1S 1)_21S-1s (TS 1)代入上式：k1=10h 12h2T2已h=7 T=0.02已求出“ =0.14s二2.85714二2.8660(矚矚+1) 602iY.ZT瓦ZTcn604096x0.01-15

27、0060100% = 0.09S%n=150rmin -1.4096x001 門 5060k1E=15OJ3Tmid .=ZJ/;l) )ZAZl/. M-l (50./；-ZJ60 x1-4096x15005.有一轉速、電流雙閉環調速系統，主電路采用三相橋式整流電路，已知電動機參數為：PN=555kw,UN=750V,IN=760A,nN=375r/min,電動勢參數 Ce=1.82v.min/r, 電樞回路總電阻 R=0.14Q,允許電流過載倍數 入=1.5,觸發整流環節的放大倍數Ks=75,電磁時間常數T|=0.031S,機電時間常數 Tm=0.112s,電流反饋濾波時間常數Toi=0.

28、002s,轉速反饋濾波時間常數A* *Ton=0.02s。設調節器輸入輸出電壓Unm=uim=Ucm=10V,調節器輸入電阻R0=40kQ。設計指標：穩態無靜差，電流超調量 6 5%,空載起動到額定轉速時的轉速超調量二nW10%電流調節器已按典型 I 型系統設計，并取參數 KT=0.5。(1) 選擇轉速調節器結構，并計算其參數；(2) 計算電流環的截止頻率3ci 和轉速環的截止頻率3cn,并考慮它們是否合理。解:選擇并計算 ASR 必須求出電流相關參數.依題意 ACRE定為典 I 型.(參見 P79)確定時間常數：1.參見表 2-2，三相橋式電路Ts取 0.0017s2.已知：Toi=0.00

29、2s3AZJI60 xl0ff4096500E=JX_100% = X1OQ%=12.5%9-1n=i50raiiii -1.4096xl50a測遽分俳率O_60人-劄rmin =l.55r luinLLJK甌-ix32.由(2-33 式 P68)知Wcn= kn* n3.TT=Ts+Toi=0.0037sTL已知：TL=0.031SK|=05=135.1STE計算 ASR 參數：因5 =：TL_2_5 代入 R=0.14KS* :KS=7510V0.00877760* 1.5135* 0.031* 0.14=0.8975* 0.008772.根據求出K|求 ASR 相關參數；確定時間常數1.

30、電流的等效時間常數 1/K|（ 2-66/P80）=2T口=2* 0.0037S = 0.0074S2.Tn=0.0213.T育（轉速的時間常數）T=Ton=0.0074S 0.02S = 0.0274S_ k|選擇 ASR 法為 PI 調節器，使之為典二型計算轉速調節器參數：為保證跟隨和抗擾性能，取h=5,則 ASR 的常數.n為（參見 2-74/P82）n=hT%=5* 0.0274s = 0.137s10由公式(2-76/P82) Q= 0.0267vmin/ r375，/ (h+1)0CeTm6*0.00877*1.82* 0.112“一Kn10.472haRT知2* 5* 0.026

31、7* 0.14* 0.0274由公式(2-77.78.79/p82 )Rn= kn* R0= 10.74* 4* 10= 429K取 420K5 益二尿巾31取 O3Con4TOn4*0.02R040* 103F3.求 和Wcn11.由典 I 電流公式(2-60/P78 )知k|=wciwci= 135.1s2.由(2-33 式 P68)知Wcn= kn* n滿足條件3.電流時間常數近似處理條件1=1* J-1-= 180.8sa wci= 135.1 s滿足條件3TS*Toi3 . 0.0017s* 0.002s#校驗速度參數計算條件：已知Wcn= 22S，1.電流傳遞函數簡化條件為:2.轉

32、速時間常數近似處理條件為:4.校退飽和超調量的計算方法計算此題。查表 2-7760* 0.140.0274二9.29：10%滿足設計要求0.112kN2 22h T；2* 25* 0.0274Wen=k5*0.0274* 62 22* 5 *(0.0274)21.8s = 22s0.2744.校驗校驗電流環1.晶閘管整流裝置傳遞函數的近似條件3TI1196.1swci=135.1s，滿足條件2.忽略反電動勢變化對電流動態影響的條件1=50.9 S:=135.1s1 kIJ1353T丁3 0.0037=63.67s4Wcn22s4滿足計算條件（簡化）1 fkT _ 1 135.1Sa3 Ton一

33、31 0.02= 27.4 Wen= 22s滿足近似條件Cmax=2(_Cb)(-z)Tm題中指出 z=0、R（開環穩態）Ce-2*81.2*1.5*1.8237531:0.112* 0.031S說明，習題中給出的（參見 2-74/P82）等是第二版教材中的公式和表， 和第四版的公式序號不同。6.有一轉速、電流雙閉環控制的H 形雙極式 PWM 直流調速系統,已知電動機參數為：pN=200W,UN=48V,IN=3.7A,n”=200r/min,電樞電阻 Ra=6.5Q,電樞回路總電阻 R=8Q,允許電流反饋濾波時間常數Toi=0.001s,轉速反饋濾波時間常數Ton=0.005s。設調節器輸入

34、輸出電壓U；m二Ui；二Ucm=1V,調節器輸入電阻R0=4OkQ.已計算出電力晶體管D202 的開關頻率 f=1kHz, PWM環節的放大倍數 Ks=4.8。試對該系統進行動態參數設計，設計指標：穩態無靜差，電流超調量 cri 5%空載起動到額定轉速時的轉速超調量 匚nW20%過渡過程時間ts 0.1s。解；求解步驟分析1.確定時間常數脈寬調制器和 PWM頻器的滯后時間常數Tpwm與傳遞函數的計算Tpw和Wpwm(s)電流濾波時間常數Toi電流環時間常數4.校驗近似條件Tn=2T +Ton，根據穩態無靜差及其它動態指標要求，按典丨丨型系統設計轉速環 ASR流過載倍數入=2,電勢系數 Ce=0

35、.12v.min/r,電磁時間常數T|=0.015s,機電時間常數Tm=0.2s,電2.選擇電流調節器。校典I 型設計WACRG 空5%3.選擇電流調節器參數,TT- TPWM Toi從Tj=TLKI丁-0.5求出k|, 再求kiTi* Rki=k|Rkpwm1要求Wci乞一3T要求Wci3 3一1,.TM*TL要求Wci5.計算 ACR 的電阻和電容從已求出.j，求R, 根據公式(2-63/P78 )i二Ri*Ci口 二丄Ro*：4(2-64/P78 ) (2-62 )求：R. G .Coi根據上面的出參數，判定系統的J 5%否、轉速環的設計1.確定時間常數;電流環等效時間常數2T轉速濾波時

36、間常數Ton3.選擇 ASR 參數：kn.n.kN.h4.校驗近似條件1要求Wcn一5Tsi5 計算 ASR 電阻和電容6.校驗轉速超調量7.校驗過度過程時間ts=tv=tz空載起動到額定轉速的過渡過程時間求解步驟電流環的設計1.確定時間常數*上I01.35V/AIdm3.7*2Ts=110.001sf 1000hzToi已給出：Toi=0.001sT7 = TsToi= 0.001s 0.001s = 0.002s1.選擇電流調節器法根據設計要求 J 乞5%，并保證穩態電流無差，可按典 I 型系統設計電流調節器。選用PI 調節+1WACR(S)二Ki丄isT 0 015s校查對電流電壓的抗干

37、擾性能：丄7.5T爸0.002s的典 I 型系統動態抗擾性能指標要求Wen蘭-*Ton從Ro求出Rn求出CRnCon4TonRo:CmaxCb*2（，-z）* nnom*nTmU*nmnmax0.05v. mi n/r2.選擇(計算)電流調節器參數電流調節器超時間常數.j=TL= 0.015s、轉速環的設計j-20%Ts 01S電流環開環增益：要求.j_5%時，按表 2-2，應取k|*T0.50 50 5因此匕二0505250sT里0.002s于是，ACR 的比例參數kjki jRks -250*0.015*84.8*1.35306.48= 4.6296 = 4.63也可直接進行第 5 步3.校驗近似條件電流環截止頻率：wci= k|= 250sJ變流裝置傳遞函數的近似條件13Ts1333.3s- wci3* 0.001s= 250s滿足近似條件忽略反電動勢變化對電流環動態影響的條件（2-54）3T