直流自动控制系统

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2） A 卷（共 4 页）
总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
得分
答：1.
2.
nom nom a 220320.66
0.147V min/r 1350
e nom U I R C n Φ--⨯=
=≈⋅
nom op 320.8
174.15r/min 0.147
e R I n C Φ∑⋅⨯∆=
==
第一题（14分）
带有电流截止负反馈的单闭环调速系统，电动机参数为：U nom =220V ，I nom =32A ，n nom =1350rpm ，电枢电阻R a =0.66Ω，整流装置K s =30，电枢回路总电阻R =0.8Ω，生产机械要求：调速范围D ＝30，静差率S 0.1 1. 画出系统静态结构图； （2分）
2. 求开环系统静态速降n op ，调速要求所允许的静态速降n cl ；（2分）
3. 当给定电压U n *=10V 时，n =n nom ，求闭环系统开环放大倍数K ，调节器的放大倍数K P ，速度反馈系数α；（6分）
4. 若截止电压U com =9V ，堵转电流I dbL =2.2I nom ，求电流反馈系数β，截止电流I dcr 。

（4
分）
nom
cl (1)
S n D n S ⋅=
∆-
nom cl 0.11350135
5r/min (1)30(10.1)27
S n n D S ⋅⨯∴∆=
===--
3.
当*
n 10V U =时，nom 1350rpm n n ==代入n U n α=
100.0074V min/r 1350
n nom U n α*≈=≈⋅
op cl
174.15
1133.835
n K n ∆=
-=
-=∆ p s e K K K C αΦ
⋅⋅=
p s 33.830.147
22.4300.0074
e K C K K Φα⋅⨯∴=
=≈⋅⨯
4.当电动机堵转时0n =
*p s n com dbL p s ()
K K U U I R K K β
∑⋅⋅+=
+⋅⋅
1090.8
2.23222.4300.27/n com
dbL p S
R U U I K K V A β*
∑
+∴=-+=
-
⨯⨯≈ nom
dbr 9
33.330.27
U I A β
=
=
= 或忽略R ∑
com dbL ()1090.27/2.232
n U U V A I β*++≈=≈⨯
第二题（25分）
转速、电流双闭环无静差调速系统，电动机，，，整流装置内阻，电动机电枢电阻，电动机过载倍数，整流装置放大倍数，系统最大给定电压、速度调节器的限幅值与电流调节器的输出限幅值。

1．求以下各量（每个小问题2分）
（1）
（2）
（3）
2．当电动机在额定负载、额定转速下稳定运行时，求如下各量：（每个小问题2分）（1）=
（2）
（3）=
3．电动机在额定状态下运行时，转速反馈线突然断开，求稳态时各量：（每个小问题2分）
（1）
（2）
（3）
（4）
4．当电动机发生堵转时，求系统稳态时如下各量：（每个小问题1分）
（1）
（2）=
（3）
（4）=
（5）
答：1．求以下各量
（1）
*
nm
10
0.01V/r/min
1000/min
nom
U V
n r
α===
（2）
**
im im
nom
10V
0.25V/A
220A
dm
U U
I I
β
λ
====
⨯
（3）nom nom a
220200.5
0.21V min/r
1000
e
nom
U I R
C
n
Φ
--⨯
===⋅
2．当电动机在额定负载、额定转速下稳定运行时，
求如下各量：
（1）*
i
U=U i=βI nom =0.25⨯20=5V
（2）
()
nom nom
d0
0.211000200.50.5
9.583V
24
e
ct
s s
C n I R
U
U
K K
Φ
∑
⨯+⨯+
+
====
或d0nom nom
220200.5
9.58V
24
rec
ct
s s
U U I R
U
K K
++⨯
====
（3）
n
U= U*n= 10 V
3．电动机在额定状态下运行时，转速反馈线突然断开，
求稳态时各量：
（1）**
i im
10
U U V
==
（2）
i
0.25205
nom
U I V
β
==⨯=
（3）
ct
10
ctm
U U V
==
（4）
()
d0nom nom
2410200.50.5
1047.62rpm
0.21
s ct
e e
U I R K U I R
n
C C
ΦΦ
∑∑
⨯-⨯+
--
====
4．当电动机发生堵转时，求系统稳态时如下各量：
（1）**
i im
10
U U V
==
（2）
i
U=10 V
（3）
()
nom
2200.50.5
1.67V
24
ct
s
I R
U
K
λ
∑
⨯⨯+
===
（4）
n
U=0V
第三题（20分）
有环流可逆调速系统，采用=工作制，主电路的工作状态如下图所示（VF 为正转组晶闸管、VR为反转组晶闸管），请在图中标出两组晶闸管输出电压的极性、
答：﹙a﹚正向运转；﹙b﹚本组逆变；﹙c﹚它组建流；﹙d﹚它组逆变
VR
VF
VR
VF
VR
VF
VR
VF ﹙a﹚正向运转；﹙b﹚本组逆变；﹙c﹚它组建流；﹙d﹚它组逆变VR
VR VR VF VF VF VF
第四题（41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）；（15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。

（6分）
答：。