【正文】 飽和下界 , 改為 10。 按照退飽和過程計算超調(diào)量，其具體數(shù)值與 n*有關(guān) （ 2）反電動勢對轉(zhuǎn)速環(huán)和轉(zhuǎn)速超調(diào)量的影響 。實際上，由于表格數(shù)據(jù)是按線性系統(tǒng)計算的，而突加階躍給定時， ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按 ASR退飽和的情況重新計算超調(diào)量。 含給定濾波與反饋濾波的 PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 0RRK nn ?nnn CR??onon CRT 041? 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 例題 32 在例題 31中，除已給數(shù)據(jù)外，已知：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α=， 要求轉(zhuǎn)速無靜差，空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 σn≤10%。 ??? ilTT 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 3）計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù) ? 電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)： τi=Tl=。 111)(??sKsWIc l iiI TK??31? 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中等效為 結(jié)論： ?改造了控制對象 ?加快了電流的跟隨作用。21 TTjTjjW ????? ???T=T1+T2 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 ? 近似條件： 近似相等的條件是： 在工程計算中，一般允許有 10%以內(nèi)的誤差， 近似條件可寫成： 1221 ???TT2131TTc?? 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 高頻段小慣性群近似處理對頻率特性的影響 T=T1+T2 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 )1)(1()( 21 ??? sTsTsKsW )1()(39。 ? h=5是較好的選擇，這與跟隨性能中調(diào)節(jié)時間 最短的條件是一致的。取不同 m值，可計算出相應(yīng)的動態(tài)降落和恢復(fù)時間 221TTTTm ??51101201301%100m a x ??bCC % % % % tm / T tv / T 典型 I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 ?KT2bC F K?結(jié)論：當(dāng)控制對象的兩個時間常數(shù)相距較大時，動態(tài)降落減小，但恢復(fù)時間卻拖得較長。 % 176。 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 )1()( ?? TssKsW? 開環(huán)對數(shù)頻率特性 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 )1()( ?? TssKsW? 性能特性 對數(shù)幅頻特性的中頻段以 20dB/dec的斜率穿越零分貝線，只要參數(shù)的選擇能保證足夠的中頻帶寬度，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的，且有足夠的穩(wěn)定裕量，即選擇參數(shù)滿足： T1c ?? 1c ?T?或 于是，相角穩(wěn)定裕度： ???? 45a r c t g90a r c t g901 8 0 cc ?????? TT ??? 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 典型 Ⅰ 型系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性的幅值為 得到 相角裕度為： K值越大，系統(tǒng)響應(yīng)越快，截止頻率 ?c 也越大，相角穩(wěn)定裕度 ? 越小 ， 快速性與穩(wěn)定性之間存在矛盾。 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 ????????njjrmiiCsTssKsHsGsGsW110)1()1()()()()(??伯德圖與系統(tǒng)性能的關(guān)系： ?中頻段以 20dB/dec的斜率穿過 0dB，且這一斜率覆蓋足夠的頻帶寬度，則系統(tǒng)穩(wěn)定性好。 ? 工程設(shè)計方法： 在設(shè)計時，把實際系統(tǒng)校正、簡化和近似成典型的低階系統(tǒng)，對典型低階系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常。 ? 雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善。 調(diào)速系統(tǒng)的起動：在允許過載能力限制下，恒流起動時間最短。 ? 直到 t=t3時， Id= Idl ，轉(zhuǎn)速才到達(dá)峰值。 ACR不飽和，調(diào)節(jié)電流達(dá)到最大值。后面需要 PI調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 ? 靜特性 轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 ?在 IdIdm時， ASR起主要調(diào)節(jié)作用，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差。除非有反向的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和。 ? 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的提出 轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 ? 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的構(gòu)成 在系統(tǒng)中設(shè)置 兩個調(diào)節(jié)器 ，分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流， 把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器 UPE。 解決思路： 第 5章 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 希望能實現(xiàn)如下控制： ? 起、制動過程中，只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如：要求快速起制動、突加負(fù)載、動態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。 第 5章 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng) ?起動時間長： 僅靠強烈的負(fù)反饋作用限制電流的沖擊，不能很好地控制電流的動態(tài)波形。 轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 系統(tǒng)組成 ? 起動電流呈矩形波，轉(zhuǎn)速按線性增長。 ?ASR， ACR：帶限幅作用的 PI調(diào)節(jié)器。 ? 雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個電流無靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 ? ASR與 ACR的作用： 轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 2．各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算 ? 系統(tǒng)達(dá)穩(wěn)態(tài)時，對應(yīng)靜特性 AB段上一個 點（穩(wěn)態(tài)工作點） 。 ? 啟動過程分三個階段： 電流上升、恒流升速、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型與動態(tài)過程分析 ? 電流波形 ? 轉(zhuǎn)速波形 ? 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ? 電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型與動態(tài)過程分析 第 Ⅰ 階段：電流上升階段（ 0~t1） 突加 Un* → ΔUn很大 →ACR的給定輸入很大 → Id↑ → IdIdL電機不轉(zhuǎn) → IdIdL電機轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速不會很快增長→ ASR迅速飽和 →Ui*= Uim* →Id↑≈Idm 本階段： ASR由不飽和迅速飽和（ Un增長慢）。 Δui不是零 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型與動態(tài)過程分析 第 Ⅲ 階段：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) ⅠⅡⅢnn*ttt1t2t3t4IdId LId m00? 起動過程的轉(zhuǎn)速超調(diào)。 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型與動態(tài)過程分析 （ 2）轉(zhuǎn)速超調(diào) 由于 ASR采用了飽和非線性控制，起動過程結(jié)束進(jìn)入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段后，必須使轉(zhuǎn)速超調(diào)， ASR 的輸入偏差電壓 △ Un 為負(fù)值，才能使 ASR退出飽和。可以通過電流反饋得到比較及時的調(diào)節(jié)，使抗擾性能得到改善。 ? 在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流。 ? 抗擾性能指標(biāo)：動態(tài)降落和恢復(fù)時間。 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 ? 典型系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)都可以表示成 ????????njjrmiiCsTssKsHsGsGsW110)1()1()()()()(? 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 ? 分母中的 sr項表示該系統(tǒng)在 s= 0處有 r重極點，或者說，系統(tǒng)含有 r個積分環(huán)節(jié)，稱作 r型系統(tǒng)。 )1()( ?? TssKsW開環(huán)傳函： 結(jié)構(gòu)圖： 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 ? 參數(shù)： 開環(huán)傳遞函數(shù)包含兩個參數(shù)： 開環(huán)增益 K 和 時間常數(shù) T 。 ? 二階系統(tǒng)的性質(zhì) 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 由于在典 型 I型 系統(tǒng)中 KT 1，得 ? 。 ? 典型 Ⅰ 型系統(tǒng)已經(jīng)規(guī)定了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分析它的抗擾性能指標(biāo)的關(guān)鍵因素是 擾動作用點 。 ? 計算典型 Ⅱ 型系統(tǒng)參數(shù)公式： 122?? hhc??211?? hc??hT??11??21)(1212 2212111hhThKc??????? ??????ccchhh ????? 2121221 ?????? 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 （ 1）動態(tài)跟隨性能指標(biāo) ? 按 Mr最小準(zhǔn)則選擇調(diào)節(jié)器參數(shù)，典型 Ⅱ 型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ? 系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) )1(1)21()1()1()(2222 ???????Tssh T sThhTsssKsW ?112121)1(21)1()1(21)(1)()(22233222222????????????????h T ssThhsThhh T sh T sThhTssh T sThhsWsWsW cl 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 ? 當(dāng) R(t)為單位階躍函數(shù)時， ，則 ssR1)( ?]11212[1)(222332???????h T ssThhsThhsh T ssC 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 h 3 4 5 6 7 8 9 10 ? tr / T ts / T k % 3 % 2 % 2 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 典型 Ⅱ 型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo) (按 Mrmin準(zhǔn)則確定參數(shù)關(guān)系 ) 以 h=5的動態(tài)跟隨性能比較適中。 ? 兩種典型系統(tǒng)的比較 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 ? 典型 I型系統(tǒng)： 跟隨性能指標(biāo) 與參數(shù)之間的關(guān)系 抗擾性能指標(biāo) 與參數(shù)之間的