电力拖动自动控制系统——运动控制系统：第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统.ppt

电力拖动自动控制系统——运动控制系统第三章转速、电流反馈控制的直流调速系统目录转速、电流反馈控制直流调速系统的组成转速、电流反馈控制直流调速系统的组成转速、电流反馈控制直流调速系统的组成稳态结构图与参数计算稳态结构图与参数计算-稳态结构8稳态结构图与参数计算-转速调节器饱和稳态结构图与参数计算-静特性总结稳态结构图与参数计算-稳态工作点和稳态参数计算稳态结构图与参数计算-稳态工作点和稳态参数计算转速、电流反馈控制直流调速系统的动态数学模型转速、电流反馈控制直流调速系统的动态过程分析转速、电流反馈控制直流调速系统的动态过程分析-起动过程分析转速、电流反馈控制直流调速系统的动态过程分析-起动过程分析转速、电流反馈控制直流调速系统的动态过程分析-起动过程分析n上升到了给定值n*，ΔUn=0，因为Id>Idm，电动机仍处于加速过程，使n超过了n*，称之为起动过程的转速超调；
转速的超调造成了ΔUn<0，ASR退出饱和状态，UI和Id很快下降，转速仍在上升，直到时t=t3，Id=IdL，转速才到达峰值；
在t3~t4时间内，Id<IdL，转速由加速变为减速，直到稳定；
如果调节器参数整定的不够好，也会有一段振荡过程。
在第III阶段中，ASR和ACR都不饱和，电流内环是一个电流随动子系统。双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：
饱和非线性控制——调节过程中，ASR处理饱和和非饱和两种状态，饱和过程中是一种非线性控制
转速超调——采用PI调节器，转速必然会有超调，如果不允许超调，要采用其它措施转速、电流反馈控制直流调速系统的动态过程分析-动态抗扰性能分析1)抗负载扰动2)抗电网压扰动1)转速调节器的作用2)电流调节器的作用控制系统的动态性能指标控制系统的动态性能指标-跟随性能指标控制系统的动态性能指标-跟随性能指标控制系统的动态性能指标-抗扰性能指标控制系统的动态性能指标-抗扰性能指标调节器的工程设计方法调节器的工程设计方法调节器的工程设计方法-典型I型系统333435式中：陈鑫([e-mail])38陈鑫([e-mail])陈鑫([e-mail])陈鑫([e-mail])二阶系统在不同值时的瞬态响应曲线欠阻尼二阶系统的动态过程分析上升时间tr单位阶跃响应单位阶跃响应单位阶跃响应48调节器的工程设计方法-典型I型系统-动态跟随性能指标调节器的工程设计方法-典型I型系统-动态跟随性能指标调节器的工程设计方法-典型I型系统-动态抗扰性能指标525354调节器的工程设计方法-典型I型系统-动态抗扰性能指标5758调节器的工程设计方法-典型II型系统调节器的工程设计方法-典型II型系统-Mr最小准则h调节器的工程设计方法-典型II型系统-Mr最小准则63表3-4典型II型系统阶跃输入跟随性能指标（按Mrmin准则确定关系时）表3-4典型II型系统阶跃输入跟随性能指标（按Mrmin准则确定关系时）调节器的工程设计方法-典型II型系统-动态抗扰性能指标6869表2-7典型II型系统动态抗扰性能指标与参数的关系（控制结构和阶跃扰动作用点如图2-18，参数关系符合最小Mr准则）调节器的工程设计方法-典型II型系统-动态抗扰性能指标72近似后，惯性环节的频率特性为：7475767778按工程设计方法设计转速、电流反馈控制直流调速系统的调节器双闭环调速系统动态结构图1．电流调节器的设计——忽略反电动势影响3.3转速、电流反馈控制直流调速系统的设计Ts和T0i一般都比Tl小得多，可以近似为一个惯性环节，其时间常数为
T∑i=Ts+Toi典型系统的选择：采用I型系统
电流调节器选择：PI型的电流调节器：
因为Ti>>TΣi，选择τi=Ti，用调节器零点消去控制对象中大的时间常数极点，
其中

希望电流超调量i≤5%，选=0.707，KITi=0.5，则
模拟式电流调节器电路按典型Ⅰ型系统设计的电流环的闭环传递函数为

采用高阶系统的降阶近似处理方法，忽略高次项，可降阶近似为

降价近似条件为

式中，ωcn——转速环开环频率特性的截止频率电流环在转速环中等效为

电流的闭环控制把双惯性环节的电流环控制对象近似地等效成只有较小时间常数的一阶惯性环节
加快电流的跟随作用，这是局部闭环（内环）控制的一个重要功能。某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：
直流电动机：220V，136A，1460r/min，Ce=0.132Vmin/r，允许过载倍数λ=1.5；
晶闸管装置放大系数：Ks=40；
电枢回路总电阻：R=0.5Ω；
时间