【正文】 間常數(shù) 4??? ?R LLT dal (6)示波器采集到的轉速 時間波形 圖 31 突加給定后的電機電流響應 由以上的波形圖可以大致求出系統(tǒng)的機電時間常數(shù) 求出陰影部分的面積為 縱坐標一格代表 ms183. 75A10. 5 ?????s AIdl ? AIdm ? 機電時間常數(shù)為 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 18 ??? dldmm II sT 綜上，典型話后系統(tǒng)各結構的系數(shù)為 電動勢系數(shù)eC 電源放大倍數(shù) sK 電磁時間常數(shù) lT 機電時間常數(shù) mT 失控時間（三相橋式）sT 表 37 模型參數(shù)的取值 系統(tǒng)的動態(tài)結構框圖為 圖 32 VM 系統(tǒng)結構框圖 33 系統(tǒng)模型仿真和誤差分析 利用求取電動勢系數(shù)的轉速 給定表和，不同電樞電流對應的電源放大系數(shù)表可以對已經(jīng)建立的模型進行檢驗，雖然求電源放大系數(shù)時沒有加入勵磁磁通，電機沒有轉速，但鑒于轉速和轉速帶來的反電動勢不影響電源環(huán)節(jié)的輸入輸出，所以ctU和sK的關系是可以使用的。此外實驗區(qū)線中的線性區(qū)也遠不如期望曲線那樣直。但是實驗時求取的電樞電流不夠精確，導致求不出精確的電源內(nèi)阻，根據(jù)經(jīng)驗，電源內(nèi)阻在 10~20?之間，所以所得的電阻值可以勉強使用。電動勢系數(shù)直接反映了勵磁的強弱，實驗中沒有改變勵磁回路的電阻，所以這個電動勢系數(shù)是一直適用的。 電感內(nèi)阻 dR 電樞回路總電阻 ?R dan RRRR ???? 電磁時間常數(shù)lT 用電感表測出電樞回路的總電感再除以總電阻，即 要斷開，否則就會偏小，相當于并聯(lián)了其他電感 電樞電感 dI 平波電感 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 11 ??? R LLT dal dL 電樞回路總電阻 ?R 機電時間常數(shù) mT 連上勵磁回路，斷開負載回路，突加給定使電機的峰值電樞電流達到堵轉電流（實驗中是 ），記錄轉速 n和時間 t 的波形圖，利用以下公式可以計算出機電時間常數(shù) dzdmttABZamamZamemZazaamzeaIIttIdtIdtdiTIdtdiCCRGDCTidtdnGDICiCTTCRIUnBA?????????????????)(37537522 1.dzdmII ,分別為堵轉電流和 空載時的電流。 流。 測量幾組數(shù)據(jù)時電樞回路的電阻不能改變，特別是串接的 起動電阻。再計算轉速調(diào)節(jié)器的比例增益和時間常數(shù) 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 9 0RRK nn ? nnn CR?? 從而得到轉速調(diào)節(jié)器的電阻和電容值 第三章 模型參數(shù)測定和模型建立 31 系統(tǒng)模型參數(shù)測定實驗步驟和原理 名稱 測量方法 注意事項 實測值 電樞內(nèi)阻 aR 接通電源，施加給定，使電樞電流保持在 1A，但是斷開勵磁回路和負載回路，在電機靜止的狀態(tài)下，手動旋轉電機轉軸，在互成?120夾角的三點測出電樞內(nèi)阻的大小，然后取平均值。 這些指標包括兩大類，在下表中列出 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 5 跟隨性能特性 名稱 備注 上升時間 輸出量第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所用的時間 超調(diào) 量 輸出量超過穩(wěn)態(tài)值最大時與穩(wěn)態(tài)值差值比上穩(wěn)態(tài)值 峰值時間 輸出量上升到最大值所用時間 調(diào)節(jié)時間 輸出量穩(wěn)定在穩(wěn)態(tài)值附近一定范圍內(nèi)所用時間 抗擾性能特性 動態(tài)降落 穩(wěn)態(tài)運行時突加負擾動造成的輸出量降落 恢復時間 穩(wěn)態(tài)運行時突加擾動后輸出穩(wěn)定在一定范圍的時間 表 21 性能指標及其定義 Ⅰ 型系統(tǒng)的閉環(huán)系統(tǒng)是一個二階系統(tǒng)，它的暫態(tài)響應特性指標與系統(tǒng)的阻尼比和自然振蕩頻率有關，并且可以歸納成下表 表 22 典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標和頻域指標與參數(shù)的關系 Ⅱ 型系統(tǒng) 的閉環(huán)系統(tǒng)是一個三階系統(tǒng)，可以將它用主導零極點法簡化成二階系統(tǒng)進行分析，它的跟隨性能指標也可以歸納為 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 6 表 23 典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標 23 非典型系統(tǒng)的典型化 實際控制對象的傳遞函數(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。 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 4 典型 Ⅱ 型的開環(huán)傳遞函數(shù)結構為 )1( )1()( 2 ??? Tss sKsW ? )1( ?s?為一個比例微分因子 ，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)結合，嵌入式操作系統(tǒng)的加入能使電力拖動系統(tǒng)擁有更強大的功能，包括聯(lián)網(wǎng)的云檢測故障，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。 本次實驗的實驗設備包括： 實驗設計的基本要求是： 性能指標 靜態(tài) 靜差率 %s 5% 調(diào)速范圍Ds 3 (483rpm1450rpm) 動態(tài) 電流超調(diào)量%i? 5% 轉速超調(diào)量n 10% 實驗裝置 型號 規(guī)格 備注 電力電子傳動平臺 MCLⅢ 實驗平臺 示波器 TDS1012 帶寬 100MHZ 最高采樣頻率 1GS/s 得到轉速，電流波形，調(diào)節(jié)參數(shù)時參考 數(shù)字萬用表 GDM8145 測量電阻，電壓 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 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)控制機加入調(diào)速系統(tǒng)，但對它乃至電力拖動系統(tǒng)的研究是不會結束的，當前國內(nèi)外關于電力拖動系統(tǒng)的研究主要集中在 ?應用現(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，但存在不能實現(xiàn)最優(yōu)控制和大系統(tǒng)控制等問題。四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 1 目錄頁 第一章 緒論 ……………………………………………………………………… 2 11 課題背景，實驗目的與實驗設備…………………………………… …… 2 12 國內(nèi)外研究情況 …………………………………………………………… 3 第二章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設計理論 ……………………………………………… 3 21 典型Ⅰ型和典型Ⅱ型系統(tǒng) ………………………………………………… 3 22 系統(tǒng)的靜，動態(tài)性能指標 ………………………………………………… 4 23 非典型系統(tǒng)的典型化 ………………………………………………… …… 6 24 轉速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的設計 ………………………………………… 7 第三章 模型參數(shù)測定和模型建立 ……………………………………………… 9 31系統(tǒng)模型參數(shù)測定實驗步驟和原理 ………………………………………… 9 32模型測定實驗的計算分析 ………………………………………………… 11 33 系統(tǒng)模型仿真和誤差分析 ………………………………………………… 18 第四章 工程設計方法設計和整定轉速，電流反饋調(diào)速系統(tǒng) …………… …… 22 41 設計整定的思路 …………………………………………… ……………… 22 42 電流調(diào)節(jié)器的整定和電流內(nèi)環(huán)的校正，簡化 …………………………… 23 43 轉速調(diào)節(jié)器的整定和轉速環(huán)的校正，簡化 ……………………………… 25 44 系統(tǒng)的實際運行整定 ……………………………………………………… 27 45 關于 ASR 和 ACR 調(diào)節(jié)器的進一步探討 …………………………………… 33 第五章 設計分析和心得總結 …………………………………………………… 34 51 實驗中出現(xiàn)的問題 ………………………………………………………… 34 52 實驗心得體會 ……………… ……………………………………………… 35 第六