运动控制系统思考题课后习题答案完整版 (1)(8)

us1us2ψs2?1ψs1us1ψs3ψs4us4us3?1us4us2us3

4.10采用电压空间矢量PWM调制方法，若直流电压

ud恒定，如何协调输出电压与输出频率

的关系。

解：直流电压恒定则六个基本电压空间矢量的幅值一定，

??开关周期T??,0?3Nw1?输出频率w1?,???u?,?u?t1u?t2u?t1U?t2Uej3,t1?,t2?ss12dd?T0T0T0T0T0T0?

?t1?,t2?,T?t1?t2?，零矢量作用时间增加，所以插入零矢量可以协调输出电压与输出

频率的关系。

u2t2u2T0usθ?3t1u1T0u1

4.11 两电平PWM逆变器主回路的输出电压矢量是有限的，若期望输出电压矢量于直流电压

us的幅值小

ud，空间角度?任意，如何用有限的PWM逆变器输出电压矢量来逼近期望的输

出电压矢量。 解：两电平PWM逆变器有六个基本空间电压矢量，这六个基本空间电压矢量将电压空间矢量分成六个扇区，根据空间角度?确定所在的扇区，然后用扇区所在的两个基本空间电压矢量分别作用一段时间等效合成期望的输出电压矢量。 4.12

给定积分环节的原理与作用：

由于系统本身没有自动限制起动制动电流的作用，因此频率设定必须通过给定积分算法产生平缓的升速或者降速信号。

??*??1???1(t)???1(t0)?????1(t0)????1??1*?t?tt0?1Ndt?up?1??1*

t0?1Ndt?1??1*?down

4.13 论述转速闭环转差频率控制的基本特点，实现方法以及系统优缺点。

答：转速闭环转差频率控制的基本特点即优点有：转差角频率?s*与实测转速?相加后

*得到定子频率?1，在调速过程中，实际频率?1随着实际转速?同步地上升或下降，有如水

涨而船高，因此加、减速平滑而且稳定。同时，由于在动态过程中转速调节器ASR饱和，系统以对应于?smax的最大转矩Temax启、制动，并限制了最大电流Ismax，保证了在允许条件下的快速性。

实现方法：使ASR的输出信号为转差频率给定?s*，?s*与实测转速信号?相加，即得

**定子频率给定信号?1，即?s，由?1和定子电流反馈信号Is从微机存储的????1**，用和Us?f(?1,Is)函数中查得定子电压给定信号U*?U1控制PWM电压型逆变器，ss*即得异步电动机调速所需的变压变频电源。

缺点：（1）转差频率控制系统是基于异步电动机稳态模型的，所谓的“保持磁通?m恒定”的结论只在稳态下成立，在动态中?m难以保持磁通恒定，这将影响到系统的动态性能。

（2）Us?f(?1,Is)函数关系中只抓住了定子电流的幅值，没有控制到电流的相位； （3）取?1??s??，使?1与转速?同步升降，这本来就是优点，但如果?不准确或存在干扰，会直接给频率造成误差。

4.14

临界转差频率：

?smRr'R?'?r?71.43

LlrLlr最大的允许转差频率?smax?0.9?sm?64.287?rad/s 起动时的定子电流和启动转矩：

定子电压：

US?Cg?smax

Cg?US?3.422 ?smaxEg起动时的定子电流：

'Ismax?IsQ?IrQ??1?'2?L?lr??2?Cg?Rr'????smax?'2?L?lr??2?327.03

?Rr'????smax起动转矩：

2Temax

?Eg??smax2?smax?TeQ?3np??3nC?13550.511 ?pg''Rr??1?Rr

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