运动控制系统思考题和课后习题问题详解

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V-M µ÷ËÙ-ϵͳԭÀíͼª­ 2.ªªÎÞÖƶ¯ºÍÓÐÖƶ¯ª«Ö±Á÷ PWM ±ä»»Æ÷-µç¶¯»ú-µç·ԭÀíͼª­3.תËÙ¸º·´À¡Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳ-ϵͳԭÀíͼª­ 4.תËÙ¸º·´À¡Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳ-¾²Ì¬½á¹¹Í¼ª­ 5.תËÙ¸º·´À¡Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳ-¶¯Ì¬½á¹¹Í¼ª­ 6.´øµçÁ÷½ØÖ¹¸º·´À¡µÄ±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳ-¾²Ì¬½á¹¹Í¼ª­ 1.ÓÐÖƶ¯µçÁ÷ͨ·µÄ²»¿ÉÄæ PWM ±ä»»Æ÷-Ö±Á÷µç¶¯»úϵͳ¸÷¹¤×÷״̬ϵĵçѹºÍµçÁ÷²¨ÐΪ­ 2.´øµçÁ÷½ØÖ¹¸º·´À¡±ÈÀý¿ØÖƱջ·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳ-¾²ÌØÐÔª­µÚ3ÕÂÈý¡¢Ë¼¿¼Ìâ3-1 ÔÚºãÁ÷Æ𶯹ý³ÌÖЪ¬µçÊàµçÁ÷ÄÜ·ñ´ïµ½×î´óÖµ Idmª®ÎªÊ²Ã´ª®´ðª­²»ÄÜ¡£ÒòΪºãÁ÷ÉýËÙ¹ý³ÌÖЪ¬µçÁ÷±Õ»·µ÷½ÚµÄÈŶ¯Êǵ綯»úµÄ·´µç¶¯Êƪ¬ÊÇÒ»¸öÏßÐÔ½¥ ÔöµÄбÆÂÈŶ¯Á¿ª¬¶øµçÁ÷±Õ»·²ÉÓÃµÄ PI µ÷½ÚÆ÷¶ÔбÆÂÈŶ¯ÎÞ·¨Ïû³ý¾²²îª¬¹Ê Id ÂÔµÍÓÚ Idm¡£3-2 ÓÉÓÚ»úеԭÒòª¬Ôì³ÉתÖá¶ÂËÀª¬·ÖÎöË«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳµÄ¹¤×÷״̬¡£ ªªÎ´ÑéÖ¤ª«´ðª­µç¶¯»ú¶ÂתÔòתËÙºãΪÁ㪬ÔÚÒ»¶¨µÄ¸ø¶¨Ïª¬Æ«²îµçѹÏ൱´óª¬´Ó¶øʹ ASR ѸËÙ´ïµ½±¥ ºÍª§Óֵ綯»úתËÙÓÉÓÚתÖá¶ÂËÀÎÞ·¨ÌáÉýª§¹Ê ACR ÎÞ·¨Í˱¥ºÍª§Òò´Ëϵͳ´¦ÓÚ ASR ±¥ºÍ״̬¡£3-3 Ë«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳÖЪ§¸ø¶¨µçѹ Un*²»±äª§Ôö¼ÓתËÙ¸º·´À¡ÏµÊý ¦Áª§ÏµÍ³Îȶ¨ºóתËÙ·´À¡ µçѹ Un ºÍʵ¼ÊתËÙ n ÊÇÔö¼Ó¡¢¼õС»¹ÊDz»±äªªª¥ÒÑÑéÖ¤ª¦ ´ðª¨×ªËÙ·´À¡ÏµÊý ¦ÁÔö¼Óª§ÔòתËÙ·´À¡µçѹ Un Ôö¼Óª§¸ø¶¨µçѹ Un*ª§ÔòתËÙÆ«²îµçѹ¼õСª§ Ôò ASR ¸ø¶¨µçѹUi*¼õСª§Ôò¿ØÖƵçѹ Uc ¼õСª§ÔòתËÙ n ¼õСª©×ªËÙ n ¼õСª§ÔòתËÙ·´À¡µçѹ Un ¼õСª§Ö±µ½×ªËÙÆ«²îµçѹΪÁ㪩¹ÊÎÈ̬ʱתËÙ·´À¡µçѹ Un ²»±äª§ÇÒʵ¼ÊתËÙ n ¼õС¡£3-4 Ë«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳµ÷ÊÔʱª§Óöµ½ÏÂÁÐÇé¿ö»á³öÏÖʲôÏÖÏ󪪪¥Î´Í¨¹ýÑéÖ¤ª§Çó½ãª¦ ª¥1ª¦µçÁ÷·´À¡¼«ÐÔ½Ó·´¡£ ª¥2ª¦×ªËÙ¼«ÐÔ½Ó·´¡£´ðª¨ ª¥1ª¦ÓÉÓÚµçÁ÷»·µÄÕý·´À¡×÷Ó꧵çÊàµçÁ÷½«³ÖÐøÉÏÉýª§×ªËÙÉÏÉý·É¿ìª§µç¶¯»ú·É³µ¡£ª¥2ª¦ÓÉÓÚתËÙ»·µÄÕý·´À¡×÷Óê§ACR ÎÞ·¨Í˱¥ºÍª§µç¶¯»úתËÙ³ÖÐøºãÁ÷ÉÏÉý¡£3-5 ij˫±Õ»·µ÷ËÙϵͳª§ ASR¡¢ ¾ù²ÉÓà PI µ÷½ÚÆ÷ª§ ACR µ÷ÊÔÖÐÔõÑù²ÅÄÜ×öµ½ Uim*=6V ʱª§Idm=20Aª© ÈçÓûʹ Un*=10V ʱª§n=1000rpmª§Ó¦µ÷ʲô²ÎÊýªª´ðª¨ ª¥1ª¦µ÷½ÚµçÁ÷·´À¡ÏµÊý ¦Â=0.3ª© ª¥2ª¦µ÷½ÚתËÙ·´À¡ÏµÊý ¦Á=0.01¡£3-6 ÔÚתËÙ¡¢µçÁ÷Ë«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳÖЪ§ÈôÒª¸Ä±äµç¶¯»úµÄתËÙª§Ó¦µ÷½Úʲô²ÎÊýªª¸Ä±äתËÙ µ÷½ÚÆ÷µÄ·Å´ó±¶Êý Kn Ðв»ÐЪªª¥= =|ª¦¸Ä±äµçÁ¦µç×ӱ任Æ÷µÄ·Å´ó±¶Êý Ks Ðв»ÐЪª¸Ä±äת ËÙ·´À¡ÏµÊý ¦Á Ðв»ÐЪªÈôÒª¸Ä±äµç¶¯»úµÄ¶ÂתµçÁ÷ª§Ó¦µ÷½ÚϵͳÖеÄʲô²ÎÊýªª´ðª¨Í¨³£¿ÉÒÔµ÷½Ú¸ø¶¨µçѹ¡£¸Ä±ä Kn ºÍ Ks ¶¼²»ÐЪ§ÒòΪתËÙµçÁ÷Ë«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳ¶ÔÇ° ÏòͨµÀµÄ½×Ô¾ÈŶ¯¾ùÓÐÄÜÁ¦¿Ë·þ¡£Ò²¿ÉÒÔ¸Ä±ä ¦Áª§µ«Ä¿µÄͨ³£ÊÇΪÁË»ñµÃ¸üÀíÏëµÄ»úеÌØÐÔ¡£ ÈôÒª¸Ä±ä¶ÂתµçÁ÷ª§Ó¦µ÷½ÚµçÁ÷·´À¡ÏµÊý ¦Â¡£3-7 תËÙµçÁ÷Ë«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳÎÈ̬ÔËÐÐʱª§Á½¸öµ÷½ÚÆ÷µÄÊäÈëÆ«²îµçѹºÍÊä³öµçѹ¸÷ÊǶà ÉÙª©ÎªÊ²Ã´ª©´ðª§ÊäÈëÆ«²îµçѹ½ÔÊÇÁã¡£ÒòΪϵͳÎÞ¾²²î¡£ Ôò ASR Êä³öµçѹ Ui*=Ui=¦ÂId=¦ÂIdLª¨ACR Êä³öµçѹ Uc=Ud0/Ks=¼û P62¡£3-8 ÔÚË«±Õ»·ÏµÍ³ÖЪ¦ÈôËٶȵ÷½ÚÆ÷¸ÄΪ±ÈÀýµ÷½ÚÆ÷ª¦»òµçÁ÷µ÷½ÚÆ÷¸ÄΪ±ÈÀýµ÷½ÚÆ÷ª¦¶ÔϵͳµÄ ÎÈ̬ÐÔÄÜÓ°ÏìÈçºÎª©´ðª§Ëٶȵ÷½ÚÆ÷¶Ô½×Ô¾ÈŶ¯µÄ¾²²îÓÉ 0 ±äΪ 1/ª¤1+Knª¥ ª¦»òµçÁ÷µ÷½ÚÆ÷¶Ô½×Ô¾ÈŶ¯µÄ¾²²îÓÉ 0 ±äΪ 1/ª¤1+Kcª¥ ª¦¶ø¶ÔбÆÂÈŶ¯µÄ¾²²î±äµÃ¸ü´ó¡£3-9 ´ÓÏÂÊöÎå¸ö·½ÃæÀ´±È½ÏתËÙµçÁ÷Ë«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳºÍ´øµçÁ÷½ØÖ¹¸º·´À¡»·½ÚµÄתËÙµ¥±Õ »·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳª§ ª¤1ª¥µ÷ËÙϵͳµÄ¾²Ì¬ÌØÐÔ¡£ ª¤2ª¥¶¯Ì¬ÏÞÁ÷ÐÔÄÜ¡£ ª¤3ª¥Æ𶯵ĿìËÙÐÔ¡£ ª¤4ª¥¿¹¸ºÔØÈŶ¯µÄÐÔÄÜ¡£ ª¤5ª¥¿¹µçÔ´µçѹ²¨¶¯µÄÐÔÄÜ¡£ ´ðª§ 3-10 ¸ù¾Ý ASR ºÍACR µÄ×÷Óꦻش𪤾ùΪ PIRª¥ª¤ÒÑÑéÖ¤ª¥ ª§ ª¤1ª¥Ë«±Õ»·ÏµÍ³ÔÚÎȶ¨ÔËÐÐÖЪ¦Èç¹ûµçÁ÷·´À¡ÐźÅÏ߶Ͽªª¦ÏµÍ³ÈÔÄÜÕý³£¹¤×÷Â𪩠ª¤2ª¥Ë«±Õ»·ÏµÍ³Ôڶ¸ºÔØÏÂÎȶ¨ÔËÐÐʱª¦Èôµç¶¯»úͻȻʧ´Åª¦×îÖյ綯»ú»á·É³µÂ𪩠´ðª§ ª¤1ª¥ÎÈ̬ʱתËÙ²»±äª¦µçÁ÷¼õС¡£ ª¤2ª¥²»»á·É³µª¦¶øÊÇͣת¡£Ò»¡¢¿ÉÒÔ×÷ΪÌî¿ÕÌâ»ò¼ò´ðÌâµÄ3-1 ΪÁËʵÏÖª¤µçÁ÷µÄʵʱ¿ØÖƺͿìËÙ¸úË檥 ª¦Ï£ÍûµçÁ÷µ÷½ÚÆ÷ª¤²»Òªª¥½øÈë±¥ºÍ״̬ª¦Òò´Ëª¦ ¶ÔÓÚ¾²ÌØÐÔÀ´Ëµª¦Ö»ÓЪ¤×ªËÙµ÷½ÚÆ÷µÄ±¥ºÍÓë²»±¥ºÍÁ½ÖÖÇé¿öª¥ ¡£3-2 µ±Á½¸öµ÷½ÚÆ÷¶¼²»±¥ºÍÇÒÎÈ̬ʱª¦ËüÃǵÄÊäÈëÆ«²îµçѹ·Ö±ðΪª¤0ª¥ ¡£3-3 µ± ASR Êä³öª¤´ïµ½ÏÞ·ùÖµ Uim*ª¥ ª¦×ªËÙÍâ»·³Êª¤¿ª»·×´Ì¬ª¥ ª¦×ªËٱ仯¶ÔתËÙ»·ª¤²»»áª¥²ú ÉúÓ°Ï쪦˫±Õ»·ÏµÍ³±ä³ÉÒ»¸öª¤µçÁ÷ÎÞ¾²²îµÄµ¥µçÁ÷±Õ»·µ÷½Úϵͳª¥ ¡£ÎÈ̬ʱª¦Idª¤=ª¥Idm¡£3-4 µçÁ÷ÏÞ·ùÖµ Idm È¡¾öÓÚª¤µç¶¯»úµÄÈÝÐí¹ýÔØÄÜÁ¦ºÍϵͳҪÇóµÄ×î´ó¼ÓËٶȪ¥ ¡£ 3-5 ¼òÊö²ÉÓÃÁ½¸ö PI µ÷½ÚÆ÷·Ö±ðÐγÉÍâ±Õ»·µÄЧ¹û¡£ ´ðª¨ Ë«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳµÄ¾²ÌØÐÔÔÚ¸ºÔصçÁ÷СÓÚ Idm ʱ±íÏÖΪתËÙÎÞ¾²²îª§ ´ËʱתËÙ¸º·´ À¡ÆðÖ÷Òªµ÷½Ú×÷Óᣵ±¸ºÔصçÁ÷´ïµ½ Idm ʱª§¶ÔÓ¦ÓÚתËÙµ÷½ÚÆ÷Ϊ±¥ºÍÊä³ö Uim*ª§´ËʱµçÁ÷µ÷ ½ÚÆ÷ÆðÖ÷Òªµ÷½Ú×÷Óê§ÏµÍ³±íÏÖΪµçÁ÷ÎÞ¾²²îª§Æðµ½¹ýµçÁ÷µÄ×Ô¶¯±£»¤×÷Óá£3-6 ¼òÊö ASR µÄÍ˱¥ºÍÌõ¼þ¡£ ´ðª¨µ± ASR ´¦ÓÚ±¥ºÍ״̬ʱª§Èôʵ¼ÊתËÙ´óÓÚ¸ø¶¨×ªËÙª§Ôò·´À¡µçѹ´óÓÚ¸ø¶¨µçѹª§Ê¹Æ«²î µçѹСÓÚÁ㪧Ôò ASR ·´Ïò»ý·Öª§´Ó¶øÍ˱¥ºÍª§·µ»ØÏßÐÔµ÷½Ú״̬¡£ 3-7 ¼òÊöתËÙµçÁ÷¸º·´À¡¿ØÖƵçÁ÷µ÷ËÙϵͳÆ𶯹ý³Ì¡£63 3-8 ¼òÊöË«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳÆ𶯹ý³ÌµÄÌص㡣 ª¥±¥ºÍ·ÇÏßÐÔ¿ØÖƪ©×ªËÙ³¬µ÷ª©×¼Ê±¼ä×îÓÅ¿ØÖƪ¦3-9 Ë«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳµÄ¿¹ÈÅÐÔÄÜÖ÷Òª°üÀ¨ª¥¿¹¸ºÔØÈŶ¯ª©¿¹µçÍøµçѹÈŶ¯ª¦ ¡£3-10 ¼òÊöË«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳÖÐתËÙµ÷½ÚÆ÷µÄ×÷Óᣠ´ðª¨×÷ΪÖ÷µ¼µ÷½ÚÆ÷ª§ÔÚתËÙ¶¯Ì¬¹ý³ÌÖЪ§Ê¹×ªËÙ¿ìËÙ¸úËæ¸ø¶¨µçѹ±ä»¯ª§ÎÈ̬ʱ¼õСתËÙ Îó²îª§²ÉÓà PIR ¿ÉʵÏÖÎÞ¾²²î¡£ ¶Ô¸ºÔر仯Æ俹ÈÅ×÷ÓᣠÆäÊä³öÏÞ·ùÖµ¾ö¶¨µç¶¯»úÔÊÐí×î´óµçÁ÷¡£3-11 ¼òÊöË«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳÖеçÁ÷µ÷½ÚÆ÷µÄ×÷Óᣠ´ðª¨×÷Ϊ»·µ÷½ÚÆ÷ª§ÔÚתËÙµ÷½Ú¹ý³ÌÖЪ§Ê¹µçÁ÷½ô½ô¸úËæ¸ø¶¨µçÁ÷±ä»¯¡£ ¶ÔµçÍøµçѹ²¨¶¯Æð¼°Ê±¿¹ÈÅ×÷ÓᣠÔÚתËÙ¶¯Ì¬¹ý³ÌÖЪ§±£Ö¤»ñµÃµç¶¯»ú×î´óÔÊÐíµçÁ÷ª§´Ó¶ø¼Ó¿ì¶¯Ì¬¹ý³Ì¡£ µ±µç¶¯»ú¹ýÔØ»ò¶Âתʱª§ ÏÞÖƵçÊàµçÁ÷×î´óÖµª§ Æð¿ìËÙµÄ×Ô¶¯±£»¤×÷Óᣠһµ©¹ÊÕÏÏûʧª§ ϵͳÁ¢¼´×Ô¶¯»Ö¸´Õý³£¡£¶þ¡¢¹«Ê½ºÍÌØÐÔ1. P62 ÎÈ̬ʱª¨ Un*=Un=¦Án=¦Án0 Ui*=Ui=¦ÂId=¦ÂIdL Uc=Ud0/Ks=(Cen+IdR)/Ks=(Ce(Un*/¦Á)+IdR)/Ks2. תËÙ·´À¡ÏµÊýª¨¦Á=Un*m/nm3. µçÁ÷·´À¡ÏµÊýª¨¦Â=Ui*m/Idm 1.תËÙµçÁ÷·´À¡¿ØÖÆÖ±Á÷µ÷ËÙϵͳ-ϵͳԭÀíͼª¨ 2.תËÙµçÁ÷·´À¡¿ØÖÆÖ±Á÷µ÷ËÙϵͳ-ÎÈ̬½á¹¹Í¼ª¨ 3.תËÙµçÁ÷·´À¡¿ØÖÆÖ±Á÷µ÷ËÙϵͳ-¶¯Ì¬½á¹¹Í¼ª¨ 1.ʱ¼ä×îÓŵÄÀíÏë¹ý¶É¹ý³Ìª¦ 2.Ë«±Õ»·Ö±Á÷µ÷ËÙϵͳ¾²ÌØÐÔª¦µÚ4ÕÂÒ»¡¢¿ÉÒÔ×÷ΪÌî¿ÕÌâ»ò¼ò´ðÌâµÄ4-1 Ö±Á÷ PWM ¿ÉÄæµ÷ËÙϵͳÖе±µç¶¯»úֹͣʱª¥µçÊàµçѹ˲ʱֵª£ª¤Á㪥ÊǪ£Õý¸ºÂö¿íÏàµÈµÄ½» ±äÂö³åµçѹª¤ ª¥¹Êª£µçÁ÷Ò²Êǽ»±äµÄª¤ ª¥³ÆΪª£¸ßƵ΢ÕñµçÁ÷ª¤ ª¥Æäƽ¾ùֵΪª£ª¤ ª¥²»ÄܲúÉúª£Æ½ ¾ùת¾Øª¤ ¡£4-2 ¸ßƵ΢ÕñµçÁ÷¶Ôµç»úÓкÎÓ°Ï쪧 ´ðª¦Ïû³ýµç»úÕý·´ÏòʱµÄ¾²Ä¦²ÁËÀÇøª¥Æð¶¯Á¦Èó»¬×÷Óá£Í¬Ê±Ò²Ôö´óÁ˵ç»úµÄËðºÄ¡£¶þ¡¢¹«Ê½ºÍÌØÐÔ1. 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