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1、运动控制系统课后习题答案22系统的调速范围是ioooioor min，要求静差率s=2%,那么系统允许的静差转速降是多少？解： n nnSD(1 s)1000 0.02 (10 0.98)2.04rpm系统允许的静态速降为 2.04rpm2.3某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为n0 max 1500 r孑min，最低转速特性为 nomin150r min，带额定负载时的速度降落nN15r min，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Dnmax nmin (均指额定负载情况下)nmaxn0maxnN1500 151485
2、n minn OminnN150 15135D nmax /nmin 1485./135112)静差率 s nN n015 15010%2.4 直流电动机为 PN=74kW,UN=220V，In=378A，nN=1430r/min，Ra=0.023Q。相控整流器内阻 Rrec=0.022Q。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: Ce (UNlNRa)； nN(220 378 0.023). 1430 0.1478V rpmn 1 n R： Ce378(0.0230.022), 0.1478115rpmDnN S n(1s)
3、143002115(10.2)3.1D nN S n(1s)14300.3 115(10.3)5.332.5 某龙门刨床工作台采用 V-M 调速系统。已知直流电动机PN60kW,UN 220V, I N305 代nN 1000r mi n，主电路总电阻 r=0.18 q ,Ce=0.2V?min/r,求：(1) 当电流连续时，在额定负载下的转速降落nN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SN多少？(3) 若要满足D=2O,SW 5%的要求，额定负载下的转速降落nN又为多少？解: (i) nNI N R ce 305 0.18. 0.2274.5r/min(2) SnnN
4、n。274.5(1000 274.5)21.5%(3) nnNS,D(1S)1000 0.05 200.952.63r / min2.6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Uu 8.8V、比例调节器放大系数Kp 2、晶闸管装置放大系数 KS 15、反馈系数Y =0.7。求：(i)输出电压Ud ; (2)若把反馈线断 开，Ud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Y =0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压 Uu应为多少？解: (1) Ud KpKSU；：(1 KpKS ) 2 15 8.8(1 2 15 0.7) 12V(2) Ud 8.8 2
5、 15264V，开环输出电压是闭环的22倍(3) U； Ud(1 KpKS ).；KpKS 12 (1 2 15 0.35). (2 15) 4.6V2.7 某闭环调速系统的调速范围是1500r/min150r/min，要求系统的静差率 S 5%，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： i) D nN s/ nN 1 s10 1500 2%/ nN 98%nN 1500 2%/98% 103.06r / min2) K np/ nci1 100/3.06 131.72.8某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动
6、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:np 1 K nci1 15 8 128如果将开环放大倍数提高到30,则速降为：ncinop / 1 K 128/ 1304.13rpm在同样静差率要求下，D可以扩大ncl1 / nci21.937倍2.9 有一 V-M 调速系统：电动机参数 PN=2.2kW, U n=220V, I n=12.5A, n n=1500 r/min，电枢电阻 Ra=1.5Q, 电枢回路电抗器电阻 RL=0.8 Q,整流装置内阻Rrec=1.0Q触发整流环节的放大倍数 Ks=35。要求系统满
7、足调 速范围D=20，静差率 S /Rs2515 U com / RsU com151.522.5V(R /3)1.01.50.8 /31.1 ,R (R /3)不符合要求，取Rs1.1 ,需加电流反馈放大器解：（1）(2)Rs1.5r+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Rs（3） 当 Id I dcr 时，有nKpKsUn/Ce 1 KKpKsKiRs 1 dUcom /Ce 1 KRId/Ce1 KKpKsU：KiUcom /Ce1 KRKpKsKiRs Id/Ce1K当n=0时，Idb
8、l KpKs U；KjUcom /RKpKsKiRs*UnKiUcom / Ki Rs2515 16.5Ki /1.1 KKi15/ 22.513.51.362 22.11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 GD =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：L 50mH，GD21.6Nm2，R 3.3，Ce 0.134V / rpmTlL/ R 0.05/3.3 0.015sTmGD2R / 375CeCm1.6 3.3/ 375 0.134 0.1
9、34 30/3.145.28/64.33 0.082sTs0.00333sK Tm T Ts Ts2 /TJs0.082 0.015 0.00333 0.003332 / （0.0151* 0.003330.0015 0.003332 / 0.00004983 30.52可见与前面的K35.955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：Pn 2.8kW， U n 220V， I N 15.6A，nN 1500r/min，Ra=1.5 Q，整流装置内阻 Rrec=1Q ,电枢回路电抗器电阻F =0.8 Q，触发整流环节的
10、放大倍数Ks 35。（1）系统开环工作时，试计算调速范围 D 30时的静差率s值。（2）当D 30 , s 10%时，计算系统允许的稳态速降。 如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D 30，s 10%，在U； 10V时Id In，n nN，计算转速负反馈系数 和放大器放大系数Kp。解：Ce 220 15.6 1.5 /15000.1311V min/r（1） IN R /Ce 15.6 3.3/0.1311 392.68r / minnmin 1500 / 30 50s nop / n0min 392.68/ 392.68 5088.7%（2）0.1 n/ n 50n 5/0.9 5.56r
11、/ min（3）*n KpKsUn /Ce 1 K R ld /Ce 1 K K Kp Ks/Ce1500 KpKsU：/Ce1 K R 15.6 /Ce 1 KK np/ nci1297.48/5.56152.52.13旋转编码器光栅数1024，倍频系数4,高频时钟脉冲频率f 01MHz ，旋转编码器输出的脉冲个数60606060和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器，m法测速时间为o.o1s，求转速n 1500r/min和n 150r / min时的测速分辨率和误差率最大值。解：(1)M法：分辨率Q60ZTC601024 4 0.011.465r /min最大误差率：n60M1HZTTnZTC n 1500r / min 时，M11500 4 1024 .0110246060n 150r / min 时，nZTc150 4 1024 0.016060102.41500r / min 时，max%1100%M1100%10240.098%150r/min 时，ma
