《运动控制系统》课程教学资源（试卷习题）第1章 闭环控制的直流调速系统（含解答）

1调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母D表示。当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落，与理想空载转速之比，称作静差率S，nsD= Thax :An(1- S)Nhin2某一调速系统，测得的最高转速特性为nomx=1500r/min，，最低转速特性为nomx=150r/min，带额定负载时的速度降落An~=15r/min，且在不同转速下额定速降△n~不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？答：系统能够达到的调速范围为D="=1500-15=11150-15Nmin11×15DAnN一×100%=系统允许的静差率S=x100%=10%1500+11×15n+DAn3某闭环调速系统的调速范围是1500~150r/min，要求系统的静差率S≤2%，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min，则闭环系统的开环放大倍数应有多大？AnAny答：S=5noNmin +Ann150×0.02NminSAn == 3.06r /min1-s10.02AnopAnd=1+ Knop1002-1=K =-1=31.73.06And4某调速系统原理图如图所示

1 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？ 答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母Ｄ表示。 当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落，与理想空 载转速之比，称作静差率 s， 2 某一调速系统，测得的最高转速特性为 1500 / min, 0max n = r ，最低转速特性为 150 / min, 0max n = r 带额定负载时的速度降落 nN = 15r/ min ，且在不同转速下额定速降 N n 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ 答：系统能够达到的调速范围为 11 150 15 1500 15 min max = − − = = n n D 系统允许的静差率 100% 10% 1500 11 15 11 15 100%  = +    = +   = N N N n D n D n s 3 某闭环调速系统的调速范围是 1500~150r/min，要求系统的静差率 S  2% ，那么系统允 许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是 100r/min，则闭环系统的开环放大倍数 应有多大？ 答： N N N n n n n n S +   =  = 0 min 3.06 / min 1 0.02 150 0.02 1 min r S n S nN = −  = −  = K n n op cl +   = 1 1 31.7 3.06 100 −1 = − =   = cl op n n K 4 某调速系统原理图如图所示

IPERPRF已知：电动机额定数据为30KW220V.150A.1500r/min，电动机电枢电阻R，=0.1Q，整流装置内阻R=0.3Q，整流装置放大系数K，=40，系统中U=15V，系统静态性能指标 D= 30,S≤10%要求：（1）画出系统静态结构图，并写出静特性方程式（2）计算满足要求的放大器放大系数K，（3）当转速调节器采用运算放大器构成，R。=40kQ2时计算R,值。答：（1)RUEAU.UaonKK1/C人XCpU.K,K,U.K,K,αRI其中KC.(1+K) C.(1+K)C(2)U~-I,R。_220-150x0.1=0.137Vmin1500nnI%R_150×(0.1+0.3)=438r/Anop/min0.137Ce

已知：电动机额定数据为 30KW,220V,150A,1500r/min,电动机电枢电阻 Ra = 0.1 ，整流装 置内阻 Rrec = 0.3 ，整流装置放大系数 Ks = 40 ，系统中 Unm =15V  ，系统静态性能指 标 D = 30, S  10% 要求： （1）画出系统静态结构图，并写出静特性方程式 （2）计算满足要求的放大器放大系数 K p （3）当转速调节器采用运算放大器构成， R0 = 40k 时计算 R1 值。 答：（1） (1 ) (1 ) e d e * p s n C K RI C K K K U n + − + = 其中 e p s C K K K  = （2） r V n U I R C N N N a e 0.137 min 1500 220 150 0.1 = −  = − = min 438 0.137 150 (0.1 0.3) e N op r C I R n =  +  = =

1500×0.1nNs5.56Ana==/ minD(1- s)30(10.1)Anop-1=438K =-1=77.85.56Ana.Um15==0.01Vmin/rα=1500nNKC77.8×0.137K,=26.6一=K,α40×0.01(3)R,=K,R。=26.6×40=1064KQ

min 5.56 30(1 0.1) 1500 0.1 (1 ) N cl r D s n s n = −  = −  = 1 77.8 5.56 438 1 cl op − = − =   = n n K V r n U N nm 0.01 min/ 1500 15  = =   26.6 40 0.01 77.8 0.137 s e p =   = = K  KC K （3） R1 = KP R0 = 26.6 40 =1064K