【正文】 關(guān)于實驗報告的完成，這次實驗報告相比自己以前的，無論是在排版還是在思路上都有提高，排版上保持實驗過程，分析過程，計算推導(dǎo)過程結(jié)構(gòu)化，特別是實驗過程，用表格的形式，可以給需要完成實驗的人一目了然的說明。對于晶閘管整流電源，我們就抓住了整流類型對輸出的影響（平均失控時間）和電源輸出電壓與控制電壓的關(guān)系（電源放大系數(shù)）。 ② 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的電容過大。忽略轉(zhuǎn)速對電流的影響會減少電流波 動，影響 ACR 和 ASR的比例，時間常數(shù)。 ② 調(diào)節(jié)電機的給定分別到 5V，改變負(fù)載電機串入的電阻值，記錄電機的電流和轉(zhuǎn)速。 ③ 將給定電壓調(diào)到最大的 5V，施加給定，用示波器觀察電樞電流的波形是否穩(wěn)定，若不穩(wěn)定則減小 ASR 給定端輸入電阻或增大給定 輸出電容值，直到波形穩(wěn)定，并記錄此時的 ASR電阻電容值。 Ⅰ .這個環(huán)節(jié)是單元測試，除了 ACR 以外的環(huán)節(jié)都不接入給定 . Ⅱ .ACR 的給定值多大不重要，但必須是負(fù)給定，這樣在正式運行時的限幅值才會正確。 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動化系課程設(shè)計 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 22 ③ 改變模型中的電源放大系數(shù)，考慮到模型電源放大系數(shù)的非線性性， 圖 36 改變電源放大系數(shù)對轉(zhuǎn)速的影響 仿真和實驗時給定電壓 時的轉(zhuǎn)速分別為 867rpm 和 1086rpm，由上圖可以看到 Ks 的偏大會使轉(zhuǎn)速偏大，實際轉(zhuǎn)速較模型仿真出的轉(zhuǎn)速偏大，可能是模型電源放大系數(shù)偏小帶來的，但這是不合理的，因為在計算平均放大系數(shù)時所用線性段放大系數(shù)都是偏大的，很難想象模型的放大系數(shù)還會出現(xiàn)偏小的情況。 要得到模型中放大系數(shù)sK，可以用線性區(qū)中幾組sK的平均值。 (3)電源等效內(nèi)阻nR 計算公式 1212ddddn II UUR ??? 計算內(nèi)阻nR/? 電源端電壓dU/V 電樞電流dI/A 205 10 204 20 202 20 200 10 199 10 198 14 平均電源內(nèi)阻 表 34 電源內(nèi)阻的測量結(jié)果 通過聯(lián)立電樞回路的 KVL 方程，利用轉(zhuǎn)速為 0，電樞電流與電源端電壓的關(guān)系，消去轉(zhuǎn)速和電樞回路電阻，求電源內(nèi)阻。 ，此時是由萬用表本身供電的。 電樞端電壓raU, 電源端電壓d 電樞電流 dI 電動勢轉(zhuǎn)速系數(shù)eC 利用電機的機械特性方程聯(lián)立，消去未知的電樞回路電阻，僅由兩次測量的電壓差值和轉(zhuǎn)速差值求出電動勢轉(zhuǎn)速 系數(shù) edd C RIUn 011 ?? edd C RI 022 ? ctU得到，只需要測端電壓和轉(zhuǎn)速，不需要關(guān)心電樞電流，勵磁回路也要。 22 系統(tǒng)的靜，動態(tài)性能指標(biāo) 在控制系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)節(jié)器是為了改善系統(tǒng)的靜，動態(tài)性能，而要衡量調(diào)節(jié)器的設(shè)置和調(diào)整是否恰當(dāng)，就需要一些相應(yīng)的指標(biāo)。 ?研發(fā)新型的電力電子器件，隨著電力電子器件走向耐高壓，大功率，高頻化和智能化，新型的電力拖動系統(tǒng)能擁有更可靠的性能，能適應(yīng)更極端的工作條件。四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動化系課程設(shè)計 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 1 目錄頁 第一章 緒論 ……………………………………………………………………… 2 11 課題背景，實驗?zāi)康呐c實驗設(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(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 ………………………………………… 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(shè)計方法設(shè)計和整定轉(zhuǎn)速，電流反饋調(diào)速系統(tǒng) …………… …… 22 41 設(shè)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(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的整定和轉(zhuǎn)速環(huán)的校正，簡化 ……………………………… 25 44 系統(tǒng)的實際運行整定 ……………………………………………………… 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)計分析和心得總結(jié) …………………………………………………… 34 51 實驗中出現(xiàn)的問題 ………………………………………………………… 34 52 實驗心得體會 ……………… ……………………………………………… 35 第六章 實驗原始數(shù)據(jù) …………………………………………………………… 38 61 建模測定數(shù)據(jù) ……………………………………………………………… 38 62 系統(tǒng)調(diào)試實驗數(shù)據(jù) ………………………………………………………… 39 四川大學(xué)電氣信息學(xué)院自動化系課程設(shè)計 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 2 第一章 緒論 11 課題背景，實驗?zāi)康呐c實驗設(shè)備 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制的調(diào)速系統(tǒng)是一種動靜態(tài)特性優(yōu)良的直流調(diào)速系統(tǒng)，它的控制規(guī)律是建立在經(jīng)典控制規(guī)律的基礎(chǔ)上的，用傳遞函數(shù)建立動態(tài)數(shù)學(xué)模型，并從傳遞函數(shù)模型和開環(huán)頻域特性去總結(jié)其控制規(guī)律，用跟隨 和抗擾兩個方面的指標(biāo)去衡量它的動靜態(tài)性能。 ?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。 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)院自動化系課程設(shè)計 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)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(fù)擾動造成的輸出量降落 恢復(fù)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(biāo)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(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)是一個三階系統(tǒng)，可以將它用主導(dǎo)零極點法簡化成二階系統(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)院自動化系課程設(shè)計 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 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。 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。 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(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)院自動化系課程設(shè)計 轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)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(fù)載回路，突加給定使電機的峰值電樞電流達(dá)到堵轉(zhuǎn)電流（實驗中是 ），記錄轉(zhuǎn)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(zhuǎn)電流和 空載時的電流。但是實驗時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，