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电力拖动自动控制与运动控制系统(第四版)习题解答——陈伯时著

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简介:
《电力拖动自动控制与运动控制系统》(第四版)习题解答是由陈伯时编写的配套书籍,提供了原教材中各章节习题的详细解析和答案。 《电力拖动自动控制系统运动控制系统》是陈伯时教授的经典著作,主要涵盖了电力拖动系统自动化及运动控制系统的理论与实践内容。该书第四版在原有基础上进行了更新和扩展,以适应现代工业自动化技术的发展需求。 电力拖动自动控制系统属于电气工程领域的一个重要分支,它涉及电机驱动、电力电子技术和自动控制理论等多个方面的内容。其主要目标是通过自动控制手段使电动机能够稳定且高效地运行,并满足负载变化的需求。这包括对电动机速度、转矩和位置的精确控制以及系统的动态性能优化。 运动控制系统则是在电力拖动基础上增加了更高层次的控制策略,通常包括伺服驱动与步进驱动等技术,用于实现设备精确定位、高速响应及复杂轨迹控制等功能。这类系统广泛应用于机械制造、航空航天和精密仪器等多个领域。 陈伯时教授在该书中详细解析了各个章节的关键知识点,帮助读者深入理解电力拖动自动控制和运动控制的核心原理。例如,他可能会讲解如何设计PID控制器以改善系统的稳定性;利用矢量控制技术提升电动机的动态性能;以及应用现代控制理论如滑模控制、自适应控制等解决实际问题。 书中答案部分可能包括计算题、分析题及设计题解答等内容,覆盖电力拖动系统的基本概念、控制策略、系统建模、控制器设计和系统性能分析等方面。通过对这些问题的回答,读者可以检验自己是否掌握了电机的数学模型、控制系统传递函数、稳定性分析方法以及各种控制算法实现等关键知识点。 此外,《电力拖动自动控制系统运动控制系统》第四版及其答案部分还涉及到了电力电子变换器的工作原理(如变频器结构和控制方式),电动机调速方法(VF 控制与直接转矩控制)等内容。对于运动控制系统而言,书中可能还会介绍伺服系统的组成、伺服电机特性以及位置、速度及电流三环控制的设计。 《电力拖动自动控制系统运动控制系统》第四版及其答案部分是学习该领域理论知识和实践技能的宝贵资源,有助于读者全面提升在自动化控制领域的专业素养,并为未来的职业发展打下坚实基础。

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    《电力拖动自动控制与运动控制系统》(第四版)习题解答是由陈伯时编写的配套书籍,提供了原教材中各章节习题的详细解析和答案。 《电力拖动自动控制系统运动控制系统》是陈伯时教授的经典著作,主要涵盖了电力拖动系统自动化及运动控制系统的理论与实践内容。该书第四版在原有基础上进行了更新和扩展,以适应现代工业自动化技术的发展需求。 电力拖动自动控制系统属于电气工程领域的一个重要分支,它涉及电机驱动、电力电子技术和自动控制理论等多个方面的内容。其主要目标是通过自动控制手段使电动机能够稳定且高效地运行,并满足负载变化的需求。这包括对电动机速度、转矩和位置的精确控制以及系统的动态性能优化。 运动控制系统则是在电力拖动基础上增加了更高层次的控制策略,通常包括伺服驱动与步进驱动等技术,用于实现设备精确定位、高速响应及复杂轨迹控制等功能。这类系统广泛应用于机械制造、航空航天和精密仪器等多个领域。 陈伯时教授在该书中详细解析了各个章节的关键知识点,帮助读者深入理解电力拖动自动控制和运动控制的核心原理。例如,他可能会讲解如何设计PID控制器以改善系统的稳定性;利用矢量控制技术提升电动机的动态性能;以及应用现代控制理论如滑模控制、自适应控制等解决实际问题。 书中答案部分可能包括计算题、分析题及设计题解答等内容,覆盖电力拖动系统的基本概念、控制策略、系统建模、控制器设计和系统性能分析等方面。通过对这些问题的回答,读者可以检验自己是否掌握了电机的数学模型、控制系统传递函数、稳定性分析方法以及各种控制算法实现等关键知识点。 此外,《电力拖动自动控制系统运动控制系统》第四版及其答案部分还涉及到了电力电子变换器的工作原理(如变频器结构和控制方式),电动机调速方法(VF 控制与直接转矩控制)等内容。对于运动控制系统而言,书中可能还会介绍伺服系统的组成、伺服电机特性以及位置、速度及电流三环控制的设计。 《电力拖动自动控制系统运动控制系统》第四版及其答案部分是学习该领域理论知识和实践技能的宝贵资源,有助于读者全面提升在自动化控制领域的专业素养,并为未来的职业发展打下坚实基础。
  • ——5)》阮毅、杨影、 .zip (54419)
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    本书为《电力拖动自动控制系统——运动控制系统(第5版)》配套的学习资料,包含各章节习题的详细解答,帮助读者巩固和加深对教材内容的理解。 《电力拖动自动控制系统——运动控制系统(第5版)》阮毅、杨影、陈伯时(习题解答).zip
  • ——)》
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    本书为《电力拖动自动控制系统——运动控制》(第四版)教材的配套用书,提供了详尽的习题解答,帮助读者深入理解电机及其在自动化系统中的应用。 根据题目要求,《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》(第四版)这本教材中的部分习题及解答涉及到了电力电子技术、电机控制理论以及自动控制原理等知识点。下面将对这些习题及其解答进行详细的知识点梳理。 ### 习题2-2 **题目解析:** 调速系统的调速范围是指系统能够实现的最大转速与最小转速之比。静差率定义为系统稳态时,最大速度与最小速度之间的偏差与最大速度的比率。此题要求计算系统允许的稳态速降(即在特定条件下的最大速度偏差),其中稳态速降由以下公式计算得出: \[ \Delta n_{min} = \frac{n_{min} \times s}{1 - s} \] **知识点:** 1. **调速范围**:调速范围反映了调速系统的工作能力,通常用最高转速与最低转速的比值来表示。 2. **静差率**:静差率是衡量调速系统性能的一个重要指标,它表征了系统在不同负载情况下速度的稳定性。 3. **稳态速降**:稳态速降是在一定负载条件下,调速系统达到稳态后速度的变化量,用于评估系统的稳定性和精度。 ### 习题2-5 **题目解析:** 本题考查的是直流电机调速系统中的转速降落、静差率等概念。具体包括: 1. 当电流连续时,额定负载下的转速降落计算。 2. 开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率。 3. 在满足给定静差率和调速范围要求的情况下,额定负载下的转速降落。 **知识点:** 1. **转速降落**:指在给定负载下,由于电源电压下降或电机内部损耗等原因造成的实际转速与理想空载转速之间的差异。 2. **静差率**:在调速系统中,静差率是用来评价系统速度稳定性的关键参数之一,它反映了系统在负载变化时速度变化的程度。 3. **调速范围**:调速范围是指系统所能实现的最高转速与最低转速之比,体现了调速系统的调速能力。 4. **晶闸管整流器**:晶闸管整流器是一种利用晶闸管将交流电转换为直流电的设备,在直流电机调速系统中起着重要的作用。 ### 习题2-6 **题目解析:** 该题考查的是晶闸管稳压电源的稳态分析,主要包括输出电压的计算、开环与闭环输出电压的比较以及反馈系数变化对系统性能的影响。 **知识点:** 1. **晶闸管稳压电源**:晶闸管稳压电源是一种常见的直流稳压电源,通过调整晶闸管的导通角来实现电压的稳定输出。 2. **闭环控制系统**:闭环控制系统是指系统输出会反馈到输入端并与给定值进行比较,从而调整控制信号的控制系统,具有较高的精度和稳定性。 3. **开环控制系统**:开环控制系统没有反馈回路,输出不会影响控制信号,因此其稳定性较差。 4. **反馈系数**:反馈系数决定了反馈信号的大小,对于闭环系统的稳定性有重要影响。 5. **放大系数**:放大系数是指系统中各个环节的增益,对系统的整体性能有着直接影响。 通过以上习题及其解答的详细分析,我们可以更深入地理解电力拖动自动控制系统的基本原理和技术细节。这些知识点不仅有助于掌握相关领域的基础知识,还能为解决实际工程问题提供理论指导。
  • (阮毅、)课后思考案.doc
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    这份文档提供了《电力拖动自动控制与运动控制系统》课程中由阮毅和陈伯时编著教材的课后思考题详细解答,帮助学生深入理解和掌握相关理论知识及应用技能。 本段落介绍了电力拖动自动控制系统中的运动控制部分的课后思考题答案。主要内容包括直流电动机的各种调速方法及其特点、直流PWM变换器电路的基本结构以及其工作原理。其中,直流电动机的调速方式有:调压调速、弱磁调速、转子回路串电阻调速和变频调速;而直流PWM变换器则是通过改变控制脉冲占空比来调节输出电压大小,并且二极管在此电路中起到续流的作用。
  • (作者:、阮毅)
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    《电力拖动自动控制系统》由陈伯时和阮毅合著,全面解析了电机学及电力拖动领域中的自动控制技术,为读者提供了深入浅出的理论与实践指导。 ### 电力拖动自动控制系统知识点解析 #### 一、基础知识概览 在深入解析具体问题之前,我们首先简要回顾一下“电力拖动自动控制系统”的基本概念与原理。该系统利用电力电子技术对电机进行控制,主要用于实现对电机速度、位置或扭矩等参数的精确调节。这类系统广泛应用于工业自动化领域,例如机床控制和机器人驱动。 #### 二、关键知识点详解 ##### 2-2 调速系统的调速范围与静差率计算 **知识点说明:** - **调速范围**:指电机能够稳定运行的速度变化区间,通常表示为最高转速与最低转速的比值。 - **静差率**:衡量系统性能的重要指标之一,用来评估不同负载条件下速度稳定性。公式如下: \[ s = \frac{\Delta n}{n_N} \] 其中,$\Delta n$ 是稳态速降,$n_N$ 是额定转速。 **例题解析:** 题目给出调速系统的调速范围为1000~100 r/min,并要求静差率$s = 2\% $。计算系统允许的稳态速降$\Delta n$: 根据公式可得: \[ \Delta n = n_N \times s \] 代入数值,我们得到: \[ \Delta n = 100 \times (1 - 0.02) = 98\text{ r/min} \] ##### 2-5 晶闸管整流器-电动机调速系统的性能分析 **知识点说明:** - **晶闸管整流器**:一种将交流电转换为直流电的电力电子器件。 - **直流电机**:通过改变输入电压或励磁电流来调整速度。 **例题解析:** 1. **转速降落计算**: 在额定负载下,转速降落$\Delta n_N$ 可以用以下公式计算: \[ \Delta n_N = \frac{C_e \cdot R \cdot I_N}{n_N} \] 代入题目给定的参数: \[ \Delta n_N = \frac{0.2 \times 0.18 \times 305}{1000} = 0.274\text{ r/min} \] 2. **静差率计算**: 根据公式,我们有 \[ s_N = \frac{\Delta n_N}{n_N + \Delta n_N} \times 100\% \] 代入数值: \[ s_N = \frac{0.274}{1000 + 0.274} \times 100\% ≈ 2.15\% \] 3. **满足特定静差率与调速范围要求的转速降落计算**:题目要求满足 $s = 5\%, D = 20$ 的条件。 根据公式: \[ D = \frac{n_{max}}{n_{min}} \] 由静差率公式变形得到: \[ \Delta n_N = n_N \left(1 - \frac{s}{D}\right) \] 代入数值,我们计算出 \[ \Delta n_N = 1000\left(1 - \frac{0.05}{20} \right) = 2.63\text{ r/min} \] ##### 2-6 晶闸管稳压电源的性能分析 **知识点说明:** - **稳态结构**:指系统处于稳定状态时的状态。 - **比例调节放大系数、晶闸管装置放大系数和反馈系数**:这些参数决定了系统的增益和稳定性。 **例题解析:** 1. **输出电压计算**: \[ U_d = \frac{U_{*} \cdot K_p \cdot K_s}{1 + K_p \cdot K_s \cdot \gamma } \] 代入给定的参数,我们得到 \[ U_d = \frac{8.8\times2\times15}{1+2\times15\times0.7} = 12\text{ V} \] 2. **断开反馈线时的输出电压计算**: \[ U_d = U_{*}\cdot K_p \cdot K_s \] 代入数值,我们得到 \[ U_d =8.8\times2\times15=264\text{ V} \] 3. **减少反馈系数时的给定电压计算**:若要保持输出电压不变,需调整给定电压$U_*$。 根据公式重新计算: \[ U_{*}=\frac{U_d(1+K_p K_s \gamma)}{K_p K_s } \
  • 的PPT
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    该PPT介绍了陈伯时教授关于电力拖动自动控制系统的研究成果和理论知识,包括系统设计、分析及应用实例等内容。 电力拖动自动控制系统是电气工程领域的重要分支之一,它专注于研究电动机在自动化环境中的高效稳定运行方式。陈伯时教授所编写的PPT教程涵盖了该主题的八个关键章节,旨在为学习者提供深入理解电力拖动控制系统的理论基础和实践应用。 第一章:电力拖动系统概述 介绍工业生产中核心部分——电力拖动系统的基本概念、电动机类型(如交流电机与直流电机)、以及其工作原理。此外,还讨论了该技术在现代工业中的重要作用。 第二章:电机模型及动态特性 深入探讨不同类型的电机数学模型及其电磁转矩和电压电流的关系,并分析它们的静态特性和动态性能。这些内容对于系统控制设计至关重要。 第三章:电力拖动系统的稳态运行分析 讲解如何计算电动机在恒定负载下的速度、扭矩以及功率,同时介绍通过调整电源电压或电枢电阻来改变其工作状态的方法和原理。 第四章:电力拖动系统的暂态行为研究 关注系统启动、制动及负荷变化等非稳定条件下的表现,并引入常用分析方法如时间域分析与根轨迹法进行详细讲解。 第五章:自动控制理论基础 阐述控制器设计的基本原则,包括PID(比例积分微分)控制器以及反馈控制系统的工作机制。 第六章:电力拖动系统的控制策略 介绍常见的速度、转矩和位置控制技术及其对应的算法,并探讨现代矢量控制与直接转矩控制等先进技术的应用实例。 第七章:电力电子设备在控制系统中的应用 解析变频器、斩波器等工作原理及它们作为关键组件对整个系统性能的影响作用。 第八章:实际工业案例分析 通过电梯和风机水泵等多种应用场景展示电力拖动自动控制系统如何应用于实践中,帮助学习者将理论知识与现实问题相结合解决具体工程挑战。 综上所述,这套PPT教程旨在全面覆盖学生所需掌握的电力拖动控制系统的相关知识,并培养其在复杂工程项目中的实际应用能力。对于电气工程专业的师生及从业人员而言是一份极具参考价值的学习资料。
  • 4
    优质
    《电力拖动自动控制与运动控制系统》(第4版)系统地介绍了电力拖动系统的原理和设计方法,涵盖电动机运行、调速控制及现代运动控制技术等内容。 《电力拖动自动控制系统:运动控制系统(第4版)》由阮毅、陈伯时主编,在2003年出版的第3版基础上进行了更新。第3版主要反映了三项技术进步:全控型电力电子器件取代了半控型器件,变换技术从相位控制转变为脉宽调制;模拟电子控制被数字电子控制所替代;交流可调拖动系统逐步取代直流拖动系统的趋势明显,并且交流拖动控制技术也取得了显著进展。第4版在保留和发扬前一版本特色的基础上,进一步将计算机仿真与辅助设计融入运动控制系统性能分析和设计中。 本书共分为三篇:第一篇为直流调速系统;第二篇是交流调速系统;第三篇则涵盖了伺服系统的相关内容。编写思路延续了前三版的风格,即理论知识与实际应用相结合,利用自动控制理论解决运动控制系统的分析和设计问题,并且以转矩和磁链(或磁通)控制规律为线索进行阐述,逐步深入探讨系统的静态和动态性能。为了适应技术发展的需求,在新版中补充了一些新的内容供读者选择使用。
  • 5
    优质
    《电力拖动与自动控制系统》第五版全面介绍了现代电力驱动及自动化控制技术的基本原理和应用实例,特别强调了运动控制领域内的最新进展。 《电力拖动自动控制系统 运动控制系统 第5版》这本书详细介绍了电力拖动自动控制系统的原理及其在运动控制系统中的应用,并对相关技术进行了深入探讨。
  • 》(阮毅、)课后
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    《运动控制系统》是由阮毅和陈伯时两位专家编写的教材,本书深入浅出地介绍了运动控制系统的理论与应用。此文档提供该书各章节的习题解析及解答,帮助学生加深理解并掌握相关知识技能。 《电力拖动自动控制系统-运动控制系统》(阮毅、陈伯时著)的课后思考题及习题答案第二章至第六章的PDF版适合作为课程参考材料使用。
  • 二章至七章思考
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    本书为《电力拖动自动控制与运动控制系统》(第5版)教材中第二章至第七章各节后思考题和习题的参考答案,旨在帮助学生更好地理解和掌握课程内容。 电力拖动自动控制系统是电气工程领域的重要分支之一,主要研究如何通过自动化技术来控制电动机的运行,以实现高效且精准的运动控制。本资料聚焦于《运动控制系统》第五版第二章至第七章的内容,涵盖了该领域的核心概念和关键理论。 在第二章中通常会深入探讨电力拖动系统的基础知识,包括电动机的工作原理、动态特性以及电力拖动系统的组成结构。其中,交流电动机与直流电动机是电力拖动系统的核心部分,它们将电能转化为机械能。理解这些电机的电磁关系和运行状态对于设计和分析控制系统至关重要。 第三章至第六章会介绍几种典型的控制策略,例如转速、电流以及磁场定向等控制方法。其中,转速控制在许多工业应用中是至关重要的,它可以通过闭环反馈系统来实现精确调节电动机的速度;而电流控制则关注于保持内部电流的稳定性以确保系统的稳定性和防止过载现象的发生。 第七章可能涵盖现代电力拖动自动控制系统的设计与分析方法,包括PID控制器、状态空间模型和最优控制理论等。其中,PID控制器是最常见的反馈算法之一,通过比例、积分及微分三个部分来有效减少系统误差;而状态空间模型是描述系统动态特性的数学工具。 这些章节中的思考题和习题旨在帮助读者巩固所学知识并提升解决实际问题的能力。这些问题从基础计算到复杂系统的分析都有涉及,并要求学生具备扎实的数学背景,包括微积分、线性代数以及概率统计等学科的知识;同时还需要对电力电子技术和自动控制理论有深入的理解。 总的来说,《电力拖动自动控制系统-运动控制系统第5版-第二章~第七章思考题与习题答案》这份资料是学习和复习该技术的重要参考书,不仅涵盖了基础理论知识还提供了实践应用的训练机会。对于电气工程专业的学生或从业人员来说具有很高的价值。通过深入研究并解答这些题目,读者可以掌握电力拖动自动控制系统的关键技术和设计理念,并为未来在电力系统及工业自动化等领域的工作奠定坚实的基础。