【正确答案】解: 图中所示的直流电机闭环调节系统由比例放大环节、可控硅功率放大环节、电动机和反馈环节构成。电动机转速根据给定电压的大小变化而变化。
(1) 确定系统输入、输出量
输入量为给定电压,输出量为电动机转速。
(2) 编写各环节的微分方程。
① 比例放大环节
(2-1)
即 (2-2)
假定,则
(2-3)
② 可控硅整流功率放大环节
(2-4)
式中:为电压放大系数。
③ 直流电动机,在不考虑负载的情况下,求出的直流电动机微分方程式可得:
(2-5)
式中:、为时间常数;为反电势系数。
④ 反馈环节(测速发电机),测速发电机的输出电压与其转速成正比,则有:
(2-6)
式中:为比例系数。
(3)消去中间变量,得出系统微分方程
将式(2-3)、式(2-4)代入式(2-5)中,经整理得:
(2-7)
令为正向通道放大系数,为开环放大系数,可得到闭环系统的微分方程式:
(2-8)
用算子表示,则系统算子方程为:
(2-9)
【答案解析】