直流自动控制系统B卷谭树彬(2).doc

东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 直流自动控制系统 试 卷（作业考核 线上） B 卷学习中心： 院校学号： 姓名 （共 3 页） 总分题号一二三四五六七八九十得分第一题（15分）有一V-M调速系统，电动机参数为，；整流装置内阻，触发整流装置的放大倍数。要求调速范围D20，静差率S10%，试求1. 计算开环系统的静态速降；（3分）2. 计算调速要求所允许的静态速降；（3分）3. 采用负反馈组成闭环系统，试画出系统的静态结构图；（3分）4. 调整该系统，使时转速，此时转速反馈系数应为多少（可认为）？（3分）5. 计算所需放大器的放大倍数。（3分）第二题（20分）某调速系统如下图所示，已知数据为：电动机参数为，；整流装置内阻，触发整流装置的放大倍数；最大给定电压，当主电路电流最大时，整定。系统的设计指标为：D=20，S=10%，。1. 画出系统的静态结构图；（4分）2. 计算转速反馈系数；（3分）3. 计算放大器放大倍数；（4分）4. 计算电流反馈系数；（3分）5. 当时，求的数值；（3分）6. 计算稳压管的击穿电压。（3分）解：1） 2） 当时，代入3） 由 ，得 4） 当 V时，则有所以 V/A5） 6） V第三题（20分）设控制对象的传递函数为式中，；。要求阶跃输入时系统超调量。分别用P、I、PI和PID调节器将系统校正成二阶典型系统，试设计各调节器参数（可不作近似条件的验证）。（20分）解： (1) 用P调节器校正时，调节器传递函数为需近似处理后才能校正成为二阶典型系统则校正后系统开环传递函数为式中，为使，取二阶工程最佳参数，因此调节时间(2) 用I调节器校正时，调节器传递函数为(也可以写成)按二阶典型系统校正，校正后开环传递函数为式中，。 按，可取，所以调节时间。(3)用PI调节器校正时，调节器传递函数为取，并将，看成小时间常数，令则按二阶典型系统校正时系统开环函数为同样，取，则调节时间。(4)用PID调节器校正时，其传递函数为取，令，则按二阶典型系统校正后系统开环传递函数为同样，取，则调节时间。比较采用不同调节器的ts，可知采用PID调节器调节时间最短，效果最好；采用I调节器调节时间最长，效果最差；采用P调节器和PI调节器虽然有相同的调节时间，但采用P调节器时，系统是有差系统，因此两者的稳态性能是截然不同的。第四题（45分）某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，变流装置采用三相全控桥式整流电路，已知如下数据：直流电动机： ， , ,;变流装置：，;电枢回路总电阻：;时间常数：，;电流反馈: ，转速反馈：，设计要求：1. 电流环按二阶典型系统设计（取工程最佳参数），请计算电流调节器参数（不要求计算电阻电容值）；（20分）2. 转速环按对称三阶系统设计（取对称最佳参数，），请计算转速调节器参数（不要求计算电阻电容值）；（20分）3. 计算带额定负载启动到额定转速时的超调量和启动时间。（5分）（1） 计算带额定负载启动到额定转速时的超调量和启动时间。参考答案(1) 电流环小时间常数为电流调节器ACR的传递函数为电流环开环放大倍数：电流调节器参数选择为积分时间常数：比例放大系数：选择ACR输入电阻 则ACR的反馈电阻和电容可计数如下：， 实取滤波电容为近似条件校验：电流环截止频率：所以满足近似条件（2）转速环小时间常数为转速调节器ASR的传递函数为按对称三阶系统设计，取对称最佳参数，则转速环开环放大倍数：转速调节器参数选择为积分时间常数：比例放大系数：对近似条件进行如下校验：转速环的截止频率为电流环传递函数简化条件（）满足近似处理条件。转速环小时间常数近似处理条件（）满足近似处理条件。选择ASR输入电阻 则ASR的反馈电阻和电容可计数如