E
s
7 396.4s
. E . . A ;
0.087s
ASR 的比例系数为 KM （4）检验近似条件 转速环截止频率为 w<M
/T UV
E
.
7 11.7
K Q τM
396.4 0.087s
/
7 34.5s
.
1） 电流环传递函数简化条件 @5 6 ∑0 件
@
/
.
s @
7 63.7s
.
? w<M 满足条 ? w<M 满
运动控制系统 期中考试
电控学院 自动化 0905 贺奎（0906050509）
解： 电流调节器的设计 （1） 确定时间常数 1）整流装置滞后时间常数T 。三相桥式电路的平均失控时间T =0.0017s。 2）流滤波时间常数T 。据题意给定T =0.002s。
3）电流环小时间常数之和T∑ 。按小时间常数近似处理T∑ = TS + Toi =0.0037s。 4）电磁时间常数T 。T
.
s
0.03s 。 C 0.18s
π
5）电力拖动系统机电时间常数T 。 T
C 0.132V min/r 所以T
C
（2）选择调节器结构 根据设计要求σ * 5%,并保证稳态电流无差，可按典Ｉ设计电流调节器。电 流环控制对象是双惯性型的， 因此可用 PI 调节器。 传递函数为W. 检查对电源电压的抗扰性能：5 6
. A
.
C ω< ? ω<
满足近似条件
3）校验电流环小时间常数近似处理条件
: 5D0
（5）计算调节器电阻和电容 取R
C R KR
0
.
.
E
满足近似条件
τ0 ;5K0
L
;
.
1.013 40kΩ F
0.75 10 I F
40kΩ 40.52kΩ
0.75uF 0.2uF
取 40 kΩ 取 0.2 uF
取 0.75 uF
5
∑0
/0 1τ0 23 4 τ0 2
。
.
.
7 8.11,其动态性能指标都可以接受。
（3）计算电流调节器参数 电流调节器超前时间常数：τ T 0.03s。 电流环开环增益：要求σ * 5%时，应取K T∑
K 0.5 T∑ K
0.5 0.0037 7 135.1s s
/6 τ0 /: β ; . .
0.5,因此
∆
1uF
∆_` 5∑ O M 5
取 1 uF
（6）校验转速超调量
σM ∆nQ
[
\ 1λ ] z4 ②
①
abT
联立①②得 求 综上所述
σM
2 81.2% 1.5 W.
. 1 . .
V c L.d L.V
;I
.
. A
;
7 8.31% C 10%
. 1 . A 23 4 . A 2
符合设计要
2
23 4
W.2
触发电路
控制电压 Uk 输出电路和反馈电路的部分电路
电源部分
整流部分和反馈电路的部分电路
Port5 所接晶 闸管晶闸管 Port4 所接同 步电源
VT1 -usc
VT2 Usb
整流各元件同步电压 VT3 VT4 -usa Usc
VT5 -usb
VT6 usa
系统结构框图为
Un
W.2
W.
K2 T N1 β
2）转速环小时间常数近似处理条件 @5 6 足条件 （5）τO
O
KO
.
s
7 38.7s
;
L
. A ;
11.7 40kΩ F
取R
0.185 10 I F 1 10 I F
YZ
40kΩ 468kΩ
0.185uF
取 470 kΩ
取 0.2 uF
M
;5KO
;
.
F W
的大小。触发电路的电阻电容需要根据所需的触发调节使得波形刚好是 所得要求的波形。 5）平波电抗器主要是为了，滤掉脉动电流，使电流平稳，因此选择大点 的平波电抗器。 6）转速环和电流环的放大器选用 LF353。
于是，ACR 的比例系数为
.
7 1.013
（4）校验近似条件 电流环戒指频率： ω< K 135.1s 1）校验晶闸管整流装置传递函数近似条件
5: .
s
7 196.1 ? ω< s s 7 40.82s 7 180.8s
满足近似条件
2）校验忽略反电动势变化对电流环动态影响条件
3 @5 @5
56
3 @ @
C
;
;
.
E
F
0.2 10 I F
转速调节器的设计 （1） 确定时间常数
1） 电流环等效时间常数 。 K T∑ 1 K
/6
0.5,则 2 0.0037s 0.0074s
2 T∑
2） 转速滤波时间常数T M。根据题意T M 0.01s。 3）转速环小时间常数T∑ M 。按小时间常数近似处理，取 1 T∑ M N T M 0.0074s N 0.01s 0.0174s K
（2）选择转速调节器结构 按照设计要求，选用 PI 调节器，其传递函数为 W.2
/O 1τO 23 4 τO 2
（3）计算转速调节器参数 按跟随和抗扰性能都较好的原则，取 h=5,则 ASR 的超前时间常数为 转速环开环增益 KQ
τM
R3
hT∑ M
5 0.0174s
I . I ; . .
ER 5∑ O 1R3 4β ERα 5∑ O 5
1 R1T s N 14
R T s
α
n
1 C
一、原理图实现直流调速系统的原理： （1） 通过实验调节 RP3 使得电流反馈系数即电流反馈电压与电枢电流之比为 0.05 （2） 通过实验调节 RP2 使得转速反馈系数即转速反馈电压与转速之比为 0.007 （3） 通过实验调节 R1 和 C1， 使得触发电路的 R1 和 C1 构成一个滞后π/3 的滤 波电路，这样由于余弦交点触发电路的输出φ相位与控制电压成比例关 系，从而控制整个整流电路的触发，从而控制电机的转速 （4） 接下来就是电机的控制运行 当电机刚启动时，由于电机转速变化很慢，几乎等于 0，此时转速 环饱和，电流环起作用，且电流环的给定达到最大值，使得电枢电流达 到最大值，此时得到最大转速加速度，电机以定加速度上升直至转速达 到最大值， 此时， 电动机仍旧因为转速环是积分环节使得电动机仍加速， 当转速超过给定值时，转速环节输入偏差为负，使它退出饱和，电枢电 流很快下降， 此时电流环节饱和， 转速环起作用。 从而使电机平稳运行。 当电机停止时与之相反。 （5） 整个控制过程均是由电流环的输出电压线性改变控制角，从而改变整流 装置的晶闸管的触发，进而改变输出平均电压 Ud。 二、每个元件选择依据 （1~1.5）ij 1.5 300k，开关频率为 200HZ 2）电源变压器选择：1:1 变压器，耐压 400V,耐流 150A. 3）触发的同步互感器用 12:1 的互感器。 4）转速环和电流环的电阻电容的大小在上面应经算出来了，直接用上面 1）晶闸管的选择：耐压（2~3）√6hE =1200V，最大电流