【正文】 間常數(shù) 4??? ?R LLT dal (6)示波器采集到的轉(zhuǎn)速 時(shí)間波形 圖 31 突加給定后的電機(jī)電流響應(yīng) 由以上的波形圖可以大致求出系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù) 求出陰影部分的面積為 縱坐標(biāo)一格代表 ms183. 75A10. 5 ?????s AIdl ? AIdm ? 機(jī)電時(shí)間常數(shù)為 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系課程設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 ??? dldmm II sT 綜上，典型話后系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)的系數(shù)為 電動(dòng)勢(shì)系數(shù)eC 電源放大倍數(shù) sK 電磁時(shí)間常數(shù) lT 機(jī)電時(shí)間常數(shù) mT 失控時(shí)間（三相橋式）sT 表 37 模型參數(shù)的取值 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖為 圖 32 VM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 33 系統(tǒng)模型仿真和誤差分析 利用求取電動(dòng)勢(shì)系數(shù)的轉(zhuǎn)速 給定表和，不同電樞電流對(duì)應(yīng)的電源放大系數(shù)表可以對(duì)已經(jīng)建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)，雖然求電源放大系數(shù)時(shí)沒有加入勵(lì)磁磁通，電機(jī)沒有轉(zhuǎn)速，但鑒于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速帶來的反電動(dòng)勢(shì)不影響電源環(huán)節(jié)的輸入輸出，所以ctU和sK的關(guān)系是可以使用的。此外實(shí)驗(yàn)區(qū)線中的線性區(qū)也遠(yuǎn)不如期望曲線那樣直。但是實(shí)驗(yàn)時(shí)求取的電樞電流不夠精確，導(dǎo)致求不出精確的電源內(nèi)阻，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電源內(nèi)阻在 10~20?之間，所以所得的電阻值可以勉強(qiáng)使用。電動(dòng)勢(shì)系數(shù)直接反映了勵(lì)磁的強(qiáng)弱，實(shí)驗(yàn)中沒有改變勵(lì)磁回路的電阻，所以這個(gè)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)是一直適用的。 電感內(nèi)阻 dR 電樞回路總電阻 ?R dan RRRR ???? 電磁時(shí)間常數(shù)lT 用電感表測(cè)出電樞回路的總電感再除以總電阻，即 要斷開，否則就會(huì)偏小，相當(dāng)于并聯(lián)了其他電感 電樞電感 dI 平波電感 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系課程設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 ??? R LLT dal dL 電樞回路總電阻 ?R 機(jī)電時(shí)間常數(shù) mT 連上勵(lì)磁回路，斷開負(fù)載回路，突加給定使電機(jī)的峰值電樞電流達(dá)到堵轉(zhuǎn)電流（實(shí)驗(yàn)中是 ），記錄轉(zhuǎn)速 n和時(shí)間 t 的波形圖，利用以下公式可以計(jì)算出機(jī)電時(shí)間常數(shù) dzdmttABZamamZamemZazaamzeaIIttIdtIdtdiTIdtdiCCRGDCTidtdnGDICiCTTCRIUnBA?????????????????)(37537522 1.dzdmII ,分別為堵轉(zhuǎn)電流和 空載時(shí)的電流。 流。 測(cè)量幾組數(shù)據(jù)時(shí)電樞回路的電阻不能改變，特別是串接的 起動(dòng)電阻。再計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例增益和時(shí)間常數(shù) 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系課程設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 0RRK nn ? nnn CR?? 從而得到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的電阻和電容值 第三章 模型參數(shù)測(cè)定和模型建立 31 系統(tǒng)模型參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟和原理 名稱 測(cè)量方法 注意事項(xiàng) 實(shí)測(cè)值 電樞內(nèi)阻 aR 接通電源，施加給定，使電樞電流保持在 1A，但是斷開勵(lì)磁回路和負(fù)載回路，在電機(jī)靜止的狀態(tài)下，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，在互成?120夾角的三點(diǎn)測(cè)出電樞內(nèi)阻的大小，然后取平均值。 這些指標(biāo)包括兩大類，在下表中列出 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系課程設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 跟隨性能特性 名稱 備注 上升時(shí)間 輸出量第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所用的時(shí)間 超調(diào) 量 輸出量超過穩(wěn)態(tài)值最大時(shí)與穩(wěn)態(tài)值差值比上穩(wěn)態(tài)值 峰值時(shí)間 輸出量上升到最大值所用時(shí)間 調(diào)節(jié)時(shí)間 輸出量穩(wěn)定在穩(wěn)態(tài)值附近一定范圍內(nèi)所用時(shí)間 抗擾性能特性 動(dòng)態(tài)降落 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)突加負(fù)擾動(dòng)造成的輸出量降落 恢復(fù)時(shí)間 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)突加擾動(dòng)后輸出穩(wěn)定在一定范圍的時(shí)間 表 21 性能指標(biāo)及其定義 Ⅰ 型系統(tǒng)的閉環(huán)系統(tǒng)是一個(gè)二階系統(tǒng)，它的暫態(tài)響應(yīng)特性指標(biāo)與系統(tǒng)的阻尼比和自然振蕩頻率有關(guān)，并且可以歸納成下表 表 22 典型Ⅰ型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 Ⅱ 型系統(tǒng) 的閉環(huán)系統(tǒng)是一個(gè)三階系統(tǒng)，可以將它用主導(dǎo)零極點(diǎn)法簡(jiǎn)化成二階系統(tǒng)進(jìn)行分析，它的跟隨性能指標(biāo)也可以歸納為 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系課程設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 表 23 典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo) 23 非典型系統(tǒng)的典型化 實(shí)際控制對(duì)象的傳遞函數(shù)多種多樣，往往受很多參數(shù)影響，并且直接由微分方程建立的是高次模型。 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系課程設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 典型 Ⅱ 型的開環(huán)傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)為 )1( )1()( 2 ??? Tss sKsW ? )1( ?s?為一個(gè)比例微分因子 ，附帶了慣性環(huán)節(jié)11?Ts，比例微分因子存在的的作用是把系統(tǒng)的相頻特性提升到?180線以上，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。 ?與嵌入式操作系統(tǒng)結(jié)合，嵌入式操作系統(tǒng)的加入能使電力拖動(dòng)系統(tǒng)擁有更強(qiáng)大的功能，包括聯(lián)網(wǎng)的云檢測(cè)故障，大系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作等，此外，基于 Linux的數(shù)字伺服系統(tǒng)無疑是目前的研究熱點(diǎn)。 本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括： 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要求是： 性能指標(biāo) 靜態(tài) 靜差率 %s 5% 調(diào)速范圍Ds 3 (483rpm1450rpm) 動(dòng)態(tài) 電流超調(diào)量%i? 5% 轉(zhuǎn)速超調(diào)量n 10% 實(shí)驗(yàn)裝置 型號(hào) 規(guī)格 備注 電力電子傳動(dòng)平臺(tái) MCLⅢ 實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 示波器 TDS1012 帶寬 100MHZ 最高采樣頻率 1GS/s 得到轉(zhuǎn)速，電流波形，調(diào)節(jié)參數(shù)時(shí)參考 數(shù)字萬用表 GDM8145 測(cè)量電阻，電壓 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系課程設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 12 國內(nèi)外研究情況 雖然目前的直流調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)十分成熟，調(diào)速系統(tǒng)的信號(hào)給定已經(jīng)做成集成電路，許多邏輯判斷通過嵌入式系統(tǒng)或者工業(yè)控制機(jī)加入調(diào)速系統(tǒng)，但對(duì)它乃至電力拖動(dòng)系統(tǒng)的研究是不會(huì)結(jié)束的，當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的研究主要集中在 ?應(yīng)用現(xiàn)代控制理論，經(jīng)典控制理論雖然物理概念明確，理論分析直觀，但存在不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制和大系統(tǒng)控制等問題。四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系課程設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 目錄頁 第一章 緒論 ……………………………………………………………………… 2 11 課題背景，實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)設(shè)備…………………………………… …… 2 12 國內(nèi)外研究情況 …………………………………………………………… 3 第二章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論 ……………………………………………… 3 21 典型Ⅰ型和典型Ⅱ型系統(tǒng) ………………………………………………… 3 22 系統(tǒng)的靜，動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) ………………………………………………… 4 23 非典型系統(tǒng)的典型化 ………………………………………………… …… 6 24 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) ………………………………………… 7 第三章 模型參數(shù)測(cè)定和模型建立 ……………………………………………… 9 31系統(tǒng)模型參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)步驟和原理 ………………………………………… 9 32模型測(cè)定實(shí)驗(yàn)的計(jì)算分析 ………………………………………………… 11 33 系統(tǒng)模型仿真和誤差分析 ………………………………………………… 18 第四章 工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)和整定轉(zhuǎn)速，電流反饋調(diào)速系統(tǒng) …………… …… 22 41 設(shè)計(jì)整定的思路 …………………………………………… ……………… 22 42 電流調(diào)節(jié)器的整定和電流內(nèi)環(huán)的校正，簡(jiǎn)化 …………………………… 23 43 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的整定和轉(zhuǎn)速環(huán)的校正，簡(jiǎn)化 ……………………………… 25 44 系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行整定 ……………………………………………………… 27 45 關(guān)于 ASR 和 ACR 調(diào)節(jié)器的進(jìn)一步探討 …………………………………… 33 第五章 設(shè)計(jì)分析和心得總結(jié) …………………………………………………… 34 51 實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題 ………………………………………………………… 34 52 實(shí)驗(yàn)心得體會(huì) ……………… ……………………………………………… 35 第六