《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题2-2调速系统的调速范围是1000~100r/min ，要求静差率s=2%，那么系统允许的稳态速降是多少？解：系统允许的稳态速降)min (04.2)02.01(10002.0)1(min r s sn n N =−×=−=∆2-5某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。
已知直流电动机kW P N 60=，V U N 220=，A I N 305=，min 1000r n N =，主电路总电阻Ω=18.0R ，r V C e min 2.0•=，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）额定负载下的转速降落N n ∆为多少，才能满足%5,20≤=s D 的要求。
解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落)min (5.2742.018.0305r C R I n e N N =×==∆（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率%5.21215.05.27410005.274=≈+=∆+∆=N N N N n n n s （3）额定负载下满足%5,20≤=s D 要求的转速降落)min (63.2)05.01(2005.01000)1(r s D s n n N N ≈−××=−=∆2-6有一晶闸管稳压电源，其稳态结构如图所示，已知给定电压,8.8*V U u =比例调节放大系数,2=p K 晶闸管装置放大系数,15=s K 反馈系数7.0=γ。
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时的多少倍？（3）若把反馈系数减至5.30=γ，当保持同样的输出电压时，给定电压*u U 应为多少？解：（1）输出电压)V (128.87.015211521*=×××+×=+=u s p sp d U K K K K U γ；（2）若把反馈线断开，)V (2648.8152*=××==u s p d U K K U ；开环时的输出电压是闭环时的2212264=倍。
（3）若把反馈系数减至5.30=γ，当保持同样的输出电压时，给定电压)V (6.41215235.015211*=××××+=+=d s p s p u U K K K K U γ。
解：（1）22012.5 1.50.1341min/1500N d aeNU I RC V rn−−×===⋅12.5(1.5 1.00.8)307.6/min0.1341NopeRIn rC×++∆===15000.18.33/min(1)20(10.1)Ncln sn rD s×∆=≤=−×−（2）（3）（4）闭环系统的开环放大系数为307.61135.938.33opclnKn∆=−=−=∆运算放大器所需的放大倍数35.9313.77/350.01/0.1341 ps eKKK Cα===×解：4.8R =Ω/0.31251/3s R R =<图见49页解：计算系统中各环节的时间常数电磁时间常数0.050.021.5 1.0l L T s R ===+机电时间常数2 1.6(1.5 1.00.8)0.082303753750.13410.1341m e m GD R T s C C π×++===×××晶闸管装置的滞后时间常数为0.00167s T s =为保证系统稳定，应满足的稳定条件：22()0.082(0.020.00167)0.0016753.290.020.00167m l s s l sT T T T K TT ++×++<==×可以稳定运行，最大开环放大系数是53.292-12有一晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机kW P N .82=，V U N 220=，A I N .615=，min 1500r n N =，Ω=5.1a R ，整流装置内阻Ω=1rec R ，电枢回路电抗器电阻Ω=8.0L R ，触发整流环节的放大倍数35=s K 。
求：（1）系统开环时，试计算调速范围30=D 时的静差率s 。
（2）当%10,30==s D 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%10,30==s D ，在V 10*=n U 时N d I I =，N n n =，计算转速反馈系数α和放大器放大系数p K 。
解：先计算电动机的反电动势系数)min V (131.015005.16.15220r n R I U C N a N N e •=×−=−=系统开环时的额定转速降落)min (393131.0)8.015.1(6.15)(r C R R R I n e L rec a N Nop ≈++×=++=∆（1）系统开环时，调速范围30=D 时的静差率%.788887.039330150039330=≈×+×=∆+∆=N N N n D n n D s ；（2）当%10,30==s D 时，系统允许的稳态速降)min (56.5)1.01(301.01500)1(r s D s n n N N ≈−××=−=∆（3）如组成转速负反馈有静差调速系统，要求%10,30==s D ，则系统开环放大系数8.669156.53931≈−=−∆∆=cl op n n K ；转速反馈系数)min V (0067.0150010*r n U N n •≈==α放大器放大系数3.9380067.035131.08.669≈××==αs e p K KC K 。
2-13旋转编码器光栅数为1024，倍数系数为4，高频时时钟脉冲频率MHz 10=f ，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位计算器，M 法和T 法测速时间均为0.01s ，求转速n =1500r/min 和n =150r/min 时的测速分辨率和误差率最大值。
解：（1）M 法测速转速n =1500r/min 和n =150r/min 时的测速分辨率465.101.0410246060≈××==c ZT Q 转速n =1500r/min 时，10246001.040961500601=××==c nZT M ，误差率最大值%097.000097.01024111max =≈==M δ；转速n =150r/min 时，4.1026001.04096150601=××==c nZT M ，误差率最大值%97.00097.04.102111max =≈==M δ。
（2）T 法测速转速n =1500r/min 时，8.9150040961016060602≈×××==Zn f M ，测速分辨率≈×−×××=−=150040961016015004096606202Zn f Zn Q 171误差率最大值%3.10103.018.91112max =≈−=−=M δ。
转速n =150r/min 时，9815040961016060602≈×××==Zn f M ，测速分辨率≈×−×××=−=1504096101601504096606202Zn f Zn Q 1.55误差率最大值%03.10103.01981112max =≈−=−=M δ。
3-1双闭环直流调速系统的ASR 和ACR 均为PI 调节器，设系统最大给定电压V 15**==im nm U U ，min 1500r n N =，A 20=N I ，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻Ω=2R ，20=s K ，r C e min V 127.0⋅=，求：（1）当系统稳定运行在V 5*=n U ，A 10=dL I 时，系统的i i n U U U n 、、、*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：转速反馈系数)min V (01.0150015*r n U N nm ⋅===α电流反馈系数)A V (375.020215*=×==dm im I U β（1）当系统稳定运行在V 5*=n U ，A 10=dL I 时，)V (5*==n n U U )min (50001.05*r U n n ===α)V (75.310375.0=×==dL i I U β)V (75.3*==i i U U )V (175.420210500127.00=×+×=+==s dL e s d c K R I n C K U U 。
（2）当电动机负载过大而堵转时，n =0;)V (15202375.0*=××==dm i I U β)V (4202202=××==s dm c K R I U 。
3-2在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器ASR 、ACR 均采用PI 调节器。
已知参数：电动机：1000A 20V 220kW 7.3r n I U P N N N N ====，，，电枢回路总电阻Ω=5.1R ；设V 8**===cm im nm U U U ，电枢回路最大电流A 40=dm I ，电力电子变换器的放大倍数40=s K 。
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0d U ，*i U ，i U 和c U 的值。
解：（1）电流反馈系数)A V (2.0408*===dm im I U β转速反馈系数)min V (008.010008*r n U N nm ⋅===α。
（2）当电动机在最高转速发生堵转时，n =0;)V (605.14000=×+=+=R I n C U dm e d )V (8402.0*=×===dm i i I U U β)V (5.140600===s d c K U U 。
3-5某反馈系统已校正成典型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s t 和上升时间r t 。
（3）绘出开环对数幅频特性。