直流自动控制系统B卷谭树彬2

1、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S£10%，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）解：1. 先计算电动机电动势常数 开

2、环系统的静态速降为2. 满足调速要求所允许的静态速降为3. 采用转速负反馈系统的稳态结构图4. 当20V时，nnom1000rmin，则转速反馈系数为5. 闭环系统的放大倍数为 则所需的放大器放大系数为第二题（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

3、. 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，

4、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

5、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） 解：1电流环小时间常数之和. PI型电流调节器其传递函数为： 为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消，选择i=Tl=0.06s则电流环的动态结构图便成为其中 电枢回路电磁时间常数 Tl=0.06s。检查对电源电压的抗扰性能：，因而各项指标都是可以接受的。ACR的比例系数为检验近似条件电流环截至频率： 机电时间常数2. 电流环等效闭环传递函数为其中电流环等效时间常数则转速环节小时间常数      =+=选用PI调节器，其传递函数为ASR的超前时间常数为n = h=4*0.0124=0.0496转速开环增益ASR的比例系数检验近似条件 转速环截止频率 1）电流环传递函数简化条件为 满足简化条件。&#