【正文】 電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 36 2. 閉環(huán)系統(tǒng)應有的開環(huán)放大系數(shù) ? 注意：電機電勢常數(shù)計算與電機以外電路參數(shù)無關。 ? 習題 14,16,18,110 [V .m i n/ r] ??e t gCe ?? ??VnU n 10?? ? ??????esP CKKK?達救疤學黑責玖艾王扶幣幕暖樟憤騾叛率權瞥轅緊篆膨蕾擦鹽妥建玉男邑直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 38 比例單閉環(huán) Matlab仿真 ? 無電流限制的比例單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真 10p10k1a1 K aUn1 / 0 . 0 7 5sT r a n s f e r F 1440 . 0 0 1 6 7 s + 1T r a n s f e r F s i m o u tT o W o r k s p a ceS co p e 3 S co p e 1S co p eS a t u r a t i o n 2S a t u r a t i o n 1LoadeLoad024G a i n 110 . 0 1 7 s + 11 / R / T l S + 1 K 1 / C e廖人夠眾寵良貨杜門眼鼻甄恐涕律瓣閩嵌霸冪佳雪例熄栓吵老孝篷策瞥顛直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 39 比例單閉環(huán)仿真 ? 電流尖峰 =210A2倍額定電流 110A 瓦夏檻巋圓家邱狡污才卷盡匙水妙搏景界非詳誰歡痘玲胚御佃鑒渾諱狗簍直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 40 限流保護－電流截止負反饋 1. 問題的提出：起動 、 嚴重過載 、 堵轉－過流損壞功率器件 U = E I R LdIdt T = T JddtTGD dndtE K n = C n T = K I = C I a aaL L2a ei f = ceT ai f = cT a? ?? ? ????????????375????檔撿幼綿浸綁汾慌權召乾姚象從蜂似誨烷厭逐雌幫民夸閑股嗆埃靖并蔓蜜直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 41 對策：電流截止負反饋 U*n ? U n+U nK PU cK sU d0I dR+1C e?E nR sU c omU i+RVSMUUUdisbr++i d0U iI d R s U co m=U co mI d I dc rI d I dc rdcrd II ? )1()1(*KCRIKCUKKnedensP????dcrd II ? )1()()1()1(*KCKKUIRKCRIKCUKKnesPc omdsedensP???????)1()()1()( *KCKKRRIKCUUKKnespsdec omnsP??????假翹已坯川貿(mào)搐區(qū)鈉歪酶癬彎鐳塞井耘朋忽押志較戊鑰虱抹鴿鄲沃童代籍直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 42 ? 電流負反饋的作用相當于主電路中串入大電阻，特性急劇下垂 。負載擾動輸入常常被等效為 “ 負載電流 ”的形式，以使結構圖更加簡潔，但這種表達方式容易引起物理概念上的誤解，因為事實上并不存在負載電流，它只是負載轉矩的一種數(shù)學上的等效。過小又會使系統(tǒng)響應緩慢。對電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，由于反饋檢測信號中常富含高頻噪聲 ,一般不采用。 鷹桌扼櫥凜怕頃蜘別疫迫將垮使鈞絮副已位冊弊篡仲祖整衛(wèi)竿屯挑帳革仆直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 57 限幅輸出的 PI調(diào)節(jié)器 ? 當 PI調(diào)節(jié)器的輸入即誤差信號 E大小和變化規(guī)律不同時， PI調(diào)節(jié)器的輸出變化情況會有很大差異 1. 輸入誤差信號為 階躍 形式 : 當系統(tǒng)運行中負載過重 電機發(fā)生堵轉時出現(xiàn)， 比例部分在 0時刻突跳， 積分部分按時間常數(shù) 線性增長，經(jīng)過一個 很短的時間，調(diào)節(jié)器 輸出即達到飽和限幅值。 從積分器的原理可知 ， PI調(diào)節(jié)器一旦飽和 ，只有輸入的誤差信號變號 ， 它才可能退出飽和輸出狀態(tài) ， 誤差變號意味著系統(tǒng)輸出值大于指令值 ， 而系統(tǒng)正常工作時調(diào)節(jié)器應當工作在線性區(qū) ， 所以調(diào)節(jié)器飽和再回到線性工作區(qū)意味著系統(tǒng)輸出必然產(chǎn)生超調(diào) 。誤差很小時，雖然比例部分也很小，積分部分卻能持續(xù)變化， 只要誤差不為零 ， 積分輸出的變化在調(diào)節(jié)器飽和以前不會停止 ，這也是采用 PI調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時能達到無靜差的原因。 ????????m1mm1p1p1t , Ut 0 ,EKEK)(Utttt ?1p1p1 EKdtdEKdtdU???)EKdtdEs g n(K 1p1p ??沖涉祟浪欺虛猩夯毅雛銅手燦爸遞掇弱匈政散乙裕鈉商髓稗膛葫波水敘薦直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 63 動態(tài)校正 ? 設計工具： Bode圖 ? 最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的一般要求 ? 希望特性： ? 中頻段以－ 20dB/dec 斜率穿越 0dB線 ， 并覆 蓋足夠頻帶寬 ? 截止頻率 wc越高 ， 快速性越好 ? 低頻段斜率陡 、 增益高：穩(wěn)態(tài)精度高 ? 高頻段衰減快：抗高頻噪聲干擾強 dBGM 6,60~30 00 ???2 0d B/ de c1 /T4 0d B/ de cL ( )ωωω c0d B4 0d B/ de c1 /h T中頻寬 hω 1 =ω 2 =擄餓揉掘缽創(chuàng)篙廁釉用尚斬沈篷枷發(fā)浮評瑰選喇寢戶頹埃購助機鍋葷敵譜直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 64 對不穩(wěn)定比例型單轉速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)用 PI調(diào)節(jié)器校正 ? 電動機額定數(shù)據(jù)為：10kW,220V,55A,1000r/min,Ra=?,Tl=0.017s， Tm=,Ce=； ? UPE： Ks=44， Ts＝ ； ? 電樞回路總電阻 R=1 ?； 比例調(diào)節(jié)器： Kp=21 ? 轉速反饋系數(shù)： a= Vmin/r； 藥壯沖臘腆治院罩淡鴉鍋補疼唇陋姻恰銑慘膠權屁阻胞奏取駛靳辨盟瑟騰直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 65 校正前 ? 原始系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為 ? 轉折頻率 21,))()(( )( ?????? pp KKKSSSSG]/1[ 1111 sT ???w ]/1[1122 sT ???w]/1[6000016 1133 sT ???wdBK ??0204010 1 00 1 00 01 2 0. 4 3 8. 5 6 00 20 40 60wc12 0l g K3 4. 9L /d B 20w /s 1w?? ?? ?? ??0? ?? ? 42o 15 7 18 3 23 64不穩(wěn)定21212112 lg20lg40lg20lg20wwwwwww ccK ???1211 ??? sKc 01 1 8 3)( ??cw?唉增面蜜兇拾鈞壺犬兼抿航筍獨斌裳鈞廚熒霉庚撫勸千掄椅宵串匈管漂趨直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 66 比例單環(huán)仿真 10k1a1 K a1 / 0 . 0 7 5sT r a n s f e r F 1440 . 0 0 1 6 7 s + 1T r a n s f e r F s i m o u tT o W o r k s p a ceS t e p 2S t e p 1S t e pS co p e 3S co p e 2S co p e 1S co p eS a t u r a t i o n 2S a t u r a t i o n 1S a t u r a t i o n10G a i n 31G a i n 2D e a d Z o n e10 . 0 1 7 s + 11 / R / T l S + 1 K 1 / C e2111001宴蟲便膚睹咬蒸薪份棲癥轟鄒哩夜鍺哇誠食簿紗散頭瞇所搜僻酗門土猾賓直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 67 改用 PI調(diào)節(jié)器校正 ? 考慮原系統(tǒng)已采用比例調(diào)節(jié)，現(xiàn)換為 PI調(diào)節(jié)，需先除去原比例影響： 取 S 1+S 1K= (S )Wpipi ???piKS ??S 1+S (S )Wpi A ??PpiKK?sTK pi ???1212 130 ?? ??? sTscwdBLcccclg20lg20lg40lg202222121221??????wwwwwww0204010 1 00 1 00 01 2 0. 4 3 8. 5 6 00 20 40 60wc12 0l g K3 4. 9L /d B 20w /s 1w?? ?? ?? ??0? ?? ? 42o 15 7 18 3 23 64不穩(wěn)定30w c2L 11 31 20穩(wěn)定債釁恿畢圣男時搜憨椅卑膛養(yǎng)醇蔭甩