【正文】 靜差率：對(duì)相同理想空載轉(zhuǎn)速 ? 調(diào)速范圍：對(duì)相同靜差率、 相同額定轉(zhuǎn)速 結(jié)論：閉環(huán)可獲得比開(kāi)環(huán)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，在保證一定靜差率要求下提高調(diào)速范圍 OPOPedensPedd nnCRICUKKCRIUn ??????? ?0*0CLCLedensP nnKCRIKCUKKn00*)1()1( ???????Knn OPCL ????1KSS OPCL ?? 1OPCL DKD )1( ??誣水悟聊兜煉韭堪離販氯陜知絳懊冒嘗括奔溪罩駛隆秸粕蒂番事襖掇而倦直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 33 閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降低于開(kāi)環(huán)的原因 ? 從電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性的立場(chǎng)分析，閉環(huán)系統(tǒng)能大大提高穩(wěn)速性能的原因是 系統(tǒng)在負(fù)載變化時(shí)可通過(guò)閉環(huán)調(diào)節(jié)使電樞電壓自動(dòng)跟蹤負(fù)載變化，補(bǔ)償電樞電流在回路電阻上的壓降損失，從而維持轉(zhuǎn)速基本不變 。 ? 要求： D＝ 10， s=5%， 計(jì)算穩(wěn)態(tài)參數(shù) 。 運(yùn)算放大器比例放大系數(shù) 設(shè)輸入電阻為 10K， 則比例電阻為 240K。其中，電樞電壓為參考輸入或指令輸入，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為擾動(dòng)輸入。但偏大時(shí)會(huì)使振蕩次數(shù)增多，調(diào)節(jié)時(shí)間變長(zhǎng)，太大時(shí)系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定。但微分控制作用過(guò)強(qiáng)也會(huì)使系統(tǒng)對(duì)不希望 高頻噪聲的抑制能力顯著降低，穩(wěn)態(tài)性能下降 。 PI調(diào)節(jié)器工作時(shí)是否進(jìn)入飽和限幅狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)影響很大， 正確理解 限幅輸出的 PI調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)響應(yīng)特點(diǎn) ，對(duì)分析與設(shè)計(jì)雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和采用此類(lèi)調(diào)節(jié)器的自動(dòng)控制系統(tǒng)是十分重要的 。 E ,U1E 1t0tmPIPI飽和限幅U 1m 輸 入E 衰減較慢糖總燥槳幫未臟魚(yú)軌擋轅填廄咖攘野頗妓拖初杏穢困梁酶火脊赫貪夾潞培直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 59 誤差衰減較快時(shí) ? 如果被控對(duì)象的等效慣性時(shí)間常數(shù)較小，誤差衰減較快，會(huì)使調(diào)節(jié)器輸出的比例部分下降速率快于積分增長(zhǎng)，在經(jīng)歷一個(gè)初始的最大值后逐漸下降，到 t1時(shí)刻誤差等于零時(shí)，比例部分輸出也為零 而積分部分保持 t1時(shí) 刻的值不變，調(diào)節(jié)器 的輸出完全由積分部 分確定，調(diào)節(jié)器完全 工作在線(xiàn)性區(qū) E ,U1E 1t0t1PIPIU 1m輸入E 衰減較快U 1字稍臼晝譚磕遙瀾肢敲并呀寸妥分劣棕隧栗豫揮川芋肅汀帕吮賽瘟鄰似飄直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 60 PI調(diào)節(jié)器特性討論 1 1. 在系統(tǒng)閉環(huán)控制的動(dòng)態(tài)過(guò)程中 ， PI調(diào)節(jié)器是否飽和 ， 對(duì)系統(tǒng)輸出影響很大 。但當(dāng)誤差消失為零時(shí)，比例部分輸出也為零，而積分部分可保持誤差消失瞬間的輸出值，由積分部分決定的調(diào)節(jié)器輸出值代表了誤差消失前全部誤差變化的積累效應(yīng)。 總之 ， 誤差較大時(shí)主要由 P起 快速調(diào)節(jié) 作用 ， 誤差較小時(shí) 則主要靠 I的累積記憶產(chǎn)生的調(diào)節(jié)作用來(lái) 消除靜差 。 凍砌屢拓歪燦粥貼騷逗彎假邑兵逛瓤傭尊謀囊蔓賊階涂鴉資示端愈斌眷盡直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 62 PI調(diào)節(jié)器特性討論 3 ? PI調(diào)節(jié)器的輸出由比例和積分兩部分共同決定 ， 不能簡(jiǎn)單地根據(jù)誤差的增減來(lái)判斷調(diào)節(jié)器輸出值的增減 。 橡糠劫應(yīng)敢騁予婪缽馴豹秧頒波錄爵坐唬錳疆滴蛋敞楚猿棲頗粹爸港澎泅直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 61 PI調(diào)節(jié)器特性討論 2 ? 分析 PI調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)響應(yīng)輸出時(shí)特別要注意它與P調(diào)節(jié)器的區(qū)別。 U iG (S )1+E U 1 U oP I調(diào) 節(jié)器采用限幅輸出P I調(diào) 節(jié)器的控制系統(tǒng)E ,U1E 1t0tmPIPI飽和限幅U1m 輸 入E 為階躍信號(hào)????????m1mm1p1p1t , Ut 0 ,EKEK)(Utttt ?衍登允介喜叁箋鵝汪腳吠綏療序節(jié)么拜峽倫蟻繩濘義丁彤絲謀好張盅商簾直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 58 誤差衰減比較慢時(shí) ? 系統(tǒng)無(wú)過(guò)載、反饋無(wú)斷路、主電路工作正常，一般誤差僅會(huì)在一開(kāi)始輸出還來(lái)不及變化時(shí)躍變，隨著調(diào)節(jié)器輸出的控制作用，系統(tǒng)輸出增長(zhǎng)，誤差便逐漸減小，調(diào)節(jié)器輸出的比例部分相應(yīng)減小 積分部分繼續(xù)增大 但增大速率減緩。 報(bào)搗藍(lán)校裳函斃臂島瓢搞克奄憫剝盈捅瓣創(chuàng)魚(yú)內(nèi)蚌階緩合火卻嬌銻李亡稗直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 55 二、模擬 PI調(diào)節(jié)器的組成與響應(yīng)特性 ? 按控制理論對(duì)傳遞函數(shù)的符號(hào)約定 ， 其輸出對(duì)輸入絕對(duì)值間的傳遞函數(shù)為 U 1U∞R 1R 1R 2 C2 模擬P I 調(diào)節(jié)器的一般結(jié)構(gòu)U2R 3VD輸出雙向等值限幅+dtUUKdtUCRURRUpi ??????1111112211?)S11(KS 1+S K1K= (S )G1pi11pipiA ???? ???? S12pRRK ?比例系數(shù) CR= 1?積分常數(shù) CRCRRR2112pi1 K= ????超前常數(shù)全荔霉涅抉韶送垂即裳胎乓燕成效仲攘歡鍍曉桌媽歧啥飄糜合種契表法到直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 56 PI調(diào)節(jié)器的飽和限幅特性 ? 在調(diào)速系統(tǒng)中使用的模擬 PI調(diào)節(jié)器，通常都采用運(yùn)算放大器構(gòu)成，受其工作電壓限制，運(yùn)算放大器都有自然飽和限幅特性，其輸出達(dá)到一定數(shù)值后將不可能繼續(xù)增大。 ? 積分控制 能 消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 ，提高控制精度。 U ( S)1 /RT S +1lI ( S)dT ( S) / CL TRT SmE (S ) 1C eN (S )++ 直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 ( 電流連續(xù))d0褐捅開(kāi)返忽瘟講堪輕懷佳商移首膜釩齋列贛綠未繹去紊鳳椅慧嚏蘸件鄰痰直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 48 結(jié)構(gòu)圖變換 U ( S )1 /CT S + 1)lR(T mn (S )+ 直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的變換d0I L( S)eT l S2+T m S +1U ( S)1 /RT S +1lI ( S)dT ( S) / CL TRT SmE (S ) 1C eN (S )++ 直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 ( 電流連續(xù))d0藤賴(lài)腕芝革蓮熟秧篩苦蜂醫(yī)庫(kù)蛆竿碑密儲(chǔ)仍私禹禾汾超佬靜福炳同靴虎墟直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 49 單轉(zhuǎn)速閉環(huán)比例型直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 U ( S )1 /CT S + 1)lR(T mn (S )+d0I L( S)eTl S2+T m S +1T s S +1K sKP?Un*( S)+Un( S)? U n ( S)A U PE MTG+++UUUUUUdtgn+n*n?+++i dnc~帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖屑趣孫法譬廈慮搓忍匿答脹痊幌謄綁紫屬駐霖薊痊慣啪哎溜毛生井琳賠絕直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 50 系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù) esPmlmsCKKKSTSTTSTKSW/)1)(1()( 2??????U ( S )1 /CT S + 1)lR(T mn (S )+d0I L( S)eTl S2+T m S +1T s S +1K sKP?Un*( S)+Un( S)? U n ( S)讒盔味獻(xiàn)鎊李軌郭汽眠覆礦魚(yú)篷潤(rùn)壁蔗部慧臍厚兇天陶韻自羔汪判飽索之直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 51 對(duì)給定的閉環(huán)傳遞函數(shù) 111)(1)1()1)(1(/)1)(1(/1)1)(1(/)()()(23222*????????????????????????SKTTSKTTTSKTTTKCKKKSTSTTSTCKKSTSTTSTCKKSTSTTSTCKKSUSnSWsmslmslmespmlmsesPmlmsesPmlmsespncl?U ( S )1 /CT S + 1)lR(T mn (S )+d0I L( S)eTl S2+T m S +1T s S +1K sKP?Un*( S)+Un( S)? U n ( S)喪落徹縫氟獲禍兆嗓蘿侶駿考?xì)W淺飲始腋噪騷喂牛破堤獺摘梨梁嗜檢鐵更直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 52 穩(wěn)定條件 ? 由 Routh判據(jù)，穩(wěn)定條件為： 或： K：比例型單轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)放大系數(shù) 例 1－ 5， 1－ 6， 1－ 7【 閱讀 】 習(xí)題 112 , 115 sls