【正文】 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(dá)到無靜差的原因。 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(dāng) 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(dāng)系統(tǒng)運行中負(fù)載過重 電機發(fā)生堵轉(zhuǎn)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(dá)到飽和限幅值。過小又會使系統(tǒng)響應(yīng)緩慢。 ? 習(xí)題 14,16,18,110 [V .m i n/ r] ??e t gCe ?? ??VnU n 10?? ? ??????esP CKKK?達(dá)救疤學(xué)黑責(zé)玖艾王扶幣幕暖樟憤騾叛率權(quán)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(fù)反饋 1. 問題的提出：起動 、 嚴(yán)重過載 、 堵轉(zhuǎn)－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(quán)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(fù)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(fù)反饋的作用相當(dāng)于主電路中串入大電阻，特性急劇下垂 。穩(wěn)速原理可從圖所示的閉環(huán)與開環(huán)轉(zhuǎn)速特性間的關(guān)系得到理解。 )(10 scsd TtUKU ????0U d01 ? 20U ct 1 t 2 t 3 t 4 tT s tU d 0 1 Ud 0 2STKSTSTKeKeKSUSUSWsssssTsTscds ss????????? ?1!211)()()(220?耗漢淬瘤稻尉圾深豈拉奶艷崎挫馳牲枷壹階輪切汾汾燈嘩滬鉛渾刨塘容行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 21 直流 PWM(Pulse Width Modulation)調(diào)速系統(tǒng) 1. 不可逆 PWM變換器 定義 ， 對不可逆 PWM變換器， 特點： 線路簡單。單向，可逆運行須采用開關(guān)切換或兩組設(shè)備反并聯(lián)；只能滯后觸發(fā)、功率因數(shù)低；需串聯(lián)較大的平波電抗器。1 運動控制系統(tǒng) Motion Control System ? 以機械運動的驅(qū)動設(shè)備－電動機為控制對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換為執(zhí)行機構(gòu)，在自動控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動自動控制系統(tǒng)。 M~ ~LU dVGT+?c o sU=U md侮漆被袍綽慮凹雹牲蛀恕灣椰問糯擱鴿稱追話渙末個澡稠潭圈寸別癢墨讒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 14 脈沖寬度調(diào)制變換器 [PWM,pulse width modulation] ? 電樞電壓的平均值 ? 開關(guān)頻率高，電流易連續(xù)，低速性能好，調(diào)速范圍寬，電機損耗小；功率元件少，控制方便。電流不能反向， 無制動能力，只能單象限運行。 n0I aI I Ia1 a2 a3 Ia4閉環(huán)靜特性開環(huán)轉(zhuǎn)速特性負(fù)載增加時電樞電壓自動增加負(fù)載減小時電樞電壓自動降低閉環(huán)和開環(huán)轉(zhuǎn)速特性間的關(guān)系禿盜占但磚貨土欲委罩貴做睛層串閘敷懦隱裙饑醛戌冗鏈印阻豈槐尊谷榜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 34 比例單閉環(huán)反饋控制規(guī)律 規(guī)律 僅比例調(diào)節(jié) ， 必存在靜差 對作用于前向通道的擾動有較強的抑制作用 對作用于給定和反饋通道的擾動無抑制作用 ， 系統(tǒng)精度依賴于給定和反饋精度 。 ? 比較電壓與轉(zhuǎn)速給定作用一致，理想空載轉(zhuǎn)速大幅提高 堵轉(zhuǎn)電流 截止電流 ABC0 I dn0n 039。 ? 積分控制 能 消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 ，提高控制精度。 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????????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運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 58 誤差衰減比較慢時 ? 系統(tǒng)無過載、反饋無斷路、主電路工作正常，一般誤差僅會在一開始輸出還來不及變化時躍變，隨著調(diào)節(jié)器輸出的控制作用，系統(tǒng)輸出增長，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。 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運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(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 ， 不能簡單地根據(jù)誤差的增減來判斷調(diào)節(jié)器輸出值的增減 。但當(dāng)誤差消失為零時，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)。 PI調(diào)節(jié)器工作時是否進入飽和限幅狀態(tài)對系統(tǒng)動態(tài)調(diào)節(jié)影響很大， 正確理解 限幅輸出的 PI調(diào)節(jié)器動態(tài)響應(yīng)特點 ，對分析與設(shè)計雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和采用此類調(diào)節(jié)器的自動控制系統(tǒng)是十分重要的 。但偏大時會使振蕩次數(shù)增多，調(diào)節(jié)時間變長，太大時系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定。 運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。 S)(1nSn=DNN?昆釘拈興彥砰俺酗瘓車醇峽蝦肝矛聶吻肛爬戒慘喉躥晾艦博蕉鉑猴悍瓶帚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 30 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性 ? 靜特性： 假定： 忽略非線性 忽略電源、電位器內(nèi)阻 電壓比較 放大器 電力電子變換器 調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)特性 測速反饋： 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nnn UUU ??? *nPc UKU ??edd C RIUn ?? 0csd UKU ?0m i n / r ][V:n, ?? 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)??nU皋漬狀基桌敦餅赴畜低采旁澗姐博跺圃忍銳漿態(tài)除餐郴醛類吠書此棍迂陰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 31 靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖 U*n ? U n+U