【正文】 JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。tjA shfP39。反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 — MATLAB 語言應(yīng)用 [M]然而，直流拖動控制系統(tǒng)畢竟在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且從控制角度看，它又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 1）零速封鎖電路部分。若 Id 已達(dá)規(guī)定的最大值，還不能被穩(wěn)住，說明電流負(fù)反饋沒起作用，這表明電流反饋信號 Ufi 偏小或ASR 輸出限幅值 Ugi 定得太高；還有一種原因可能是由于 ACR 給定回路及反饋回路的輸入電阻有差值。接通系統(tǒng)電源，緩慢增加給定電壓（ Ug），由于設(shè)計(jì)原因，電機(jī)轉(zhuǎn)速不會達(dá)到額定值。由 ASR 的可能輸出最大值與電流反饋環(huán)節(jié)特性 Ufi =β Id 的最大值來權(quán)衡選取，應(yīng)取兩者中的較小值，本系統(tǒng)取 – 。 （ 3）調(diào)節(jié)板的測試：插上調(diào)節(jié)板，將調(diào)節(jié)板處于開環(huán)位置。在這最后的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段內(nèi)， ASR和 ACR 都不飽和， ASR起主導(dǎo)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，而 ACR 則力圖使 dI 盡快地跟隨其給定值 *iU 。當(dāng) ACR 采用 PI調(diào)節(jié)器時(shí)，要使其輸出量按線性增長，其輸入偏差電壓 iimi UUU ??? * 必須維持一定的恒值，也就是說， dI應(yīng)略低于 dmI 。由于在起動過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、 退飽和三種情況，整個動態(tài)過程就分成圖中標(biāo)明的 I、 II、 III 三個階段。清華大學(xué)出版社 [4] 梁亦鉑 ,王正茂 本課題未來的研究重點(diǎn)是如何更好的解決快速性和穩(wěn)定性之間的矛盾，另外還可考慮設(shè)計(jì)雙閉環(huán)可逆系統(tǒng)。由此可見此電路的作用是當(dāng)輸入與轉(zhuǎn)速反饋電壓接近零時(shí)，封鎖住轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR，以免調(diào)節(jié)器零漂引起可控硅整流電路有輸出電壓造成電機(jī)爬行等不正?，F(xiàn)象。電機(jī)堵轉(zhuǎn)，將電位器 W5 調(diào)為反饋?zhàn)钊酰鏁r(shí)針旋到頭）。速度環(huán) ASR 即調(diào)好。 ●反饋電壓（ Ufn）極性的測定 ◎從零逐漸增加給定電壓（ Ug），輸出電壓 Ud 應(yīng)從 0V～ 300V 變化，將輸出電壓 Ud 調(diào)節(jié)到額定電壓 220V，用萬用表電壓檔測量電位器 W7 的中間點(diǎn)（對參考點(diǎn)）的電壓，看其極性是否為正，如為正值則極性正確，將其調(diào)為最大。β是反饋系數(shù)，由 W7 整定， Id 為主電路電流。 2．繼電控制電路的通電調(diào)試。轉(zhuǎn)速超調(diào)后， ASR 輸入偏差電壓變負(fù)，開始退出飽和狀態(tài)， *iU 和 dI 很快下降。當(dāng) dLd II ? 后，電機(jī)開始起動，由于機(jī)電慣性的作用，轉(zhuǎn)速不會很快增長，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR的輸入偏差電壓 nnn UUU ??? * 的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值 *imU ，強(qiáng)迫電流 dI XXI 迅速上升。但由于在起動過程 1,2 兩個階段中電流不能突變，所以實(shí)際起動過程與理想起動過程相比還有一些差距，不過這兩段時(shí)間只占全部起動時(shí)間中很小的成分。因此 , 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的堵轉(zhuǎn)電流 ID 與轉(zhuǎn)折電流 IB 相差很小 , 這樣便獲得了比較理想的“挖土機(jī)特性”。 (1) 電流上升階段。 這樣， 調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 n n n nn2n e m n n e m n( 1 ) ( 1 )()( 1 ) ( 1 )RK s K R sWss C T s T s C T s T s?? ? ??? ? ?????? ? ??? 令轉(zhuǎn)速環(huán) 開環(huán)增益為 nN n e mKRK CT???? 則 2 11Nnn n()() KsWs s T s?? ?? ? 不考慮負(fù)載繞動時(shí)，校正后的調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖 311 n ( s )+U * n ( s )?)1()1(2 ??? sTssKnnN ? 圖 311轉(zhuǎn)速換的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及其化簡 （校正后成為典型Ⅱ型系統(tǒng)） 按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取 5h? ，則 ASR 的超前時(shí)間常數(shù)為 ?? ?nn hT? 5 = 轉(zhuǎn)速開環(huán) 增益 ?????? ?? 22222 62 1 sThhK nN ASR 的比例系數(shù) ? ? 1 ????? ?????? ? n men RTh TChK ? ? XVII 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率 11 ?????? sKwKw NnN ? 1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為 iI wsTK ??? ?? 滿足簡化條件。 3） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l 件 cimoi wsTT ? 131131 ????? 滿足近似條件。 簡化的近似條件為 113ci s oiTT? ? 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖最終簡化成圖 36。由測速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，濾波時(shí)間常數(shù)用 onT 表示，根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時(shí)間常數(shù)為 onT 的給定濾波環(huán)節(jié)。 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器一般都采用 PI調(diào)節(jié)器，其原理圖示于圖二。電動機(jī)的最大電流 (堵轉(zhuǎn)電流 )可以通過整定速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅值來改變。 其原理圖如圖 22 所示： VII 圖 22 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 由 給定電壓、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、三相集成觸發(fā)器、三相全控橋、直流電動機(jī) 及轉(zhuǎn)速、電流檢測裝置組成， 圖中還表示了兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出限幅電壓 Uim*決定后了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器 ACR的輸出限幅電壓 Ucm限制電壓 Ucm 限制了電力電子變換器的最大輸出電壓 Udm。因傳遞函數(shù)中包含指數(shù)函數(shù) ,使系統(tǒng)成為非最小相位系統(tǒng) ,給分析和設(shè)計(jì)帶來了麻煩 ,一般情況下 ,把它近似成一階慣性環(huán)節(jié)。 GD2— 電力拖動系統(tǒng)整個運(yùn)動部分折算到電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn) 動慣量。但由于直流電動機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在理論和實(shí)踐上都比較成熟 ,具有極好的運(yùn)行和控制性能 ,在工業(yè)生產(chǎn)中仍占有相當(dāng)?shù)谋壤?,其雙閉 環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 11所示。然后按照自動控制原理，對雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析和計(jì)算，利用 Simulink 對系統(tǒng)進(jìn)行了各種參數(shù)給定下的仿真，通過仿真獲得了參數(shù)整定的依據(jù)。 關(guān)鍵詞 ： 雙閉環(huán) ； 直流調(diào)速系統(tǒng) ； Simulink 仿 真 前言 在工業(yè)生產(chǎn)中 ,需要高性能速度控制的電力拖動場合 ,直流調(diào)速系統(tǒng) ,特別是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)揮著極為重要的作用。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是由單閉環(huán)自動調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展而來的。應(yīng)掌握轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本組成及其靜特性；從起動和抗擾兩個 方面分析其性能和轉(zhuǎn)速與電流兩個調(diào)節(jié)器的作用；應(yīng)用工程設(shè)計(jì)方法解決雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)問題，等等。 V 2． 直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型 在電力拖動控制系統(tǒng)中 ,直流電機(jī)通常以電樞電壓為輸入量 ,以電機(jī)轉(zhuǎn)速為輸出量。 Tm— 電力拖動系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù) (s)。 兩者之間實(shí)行嵌套連接，且都帶有輸出限幅電路。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)做電流調(diào)節(jié)器的輸入，在用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器。另外電流調(diào)節(jié)器的小時(shí)間常數(shù) , 還能夠?qū)σ螂娋W(wǎng)波動引起的電動機(jī)電樞電流的變化進(jìn)行快速調(diào)節(jié) ,可以在電動機(jī)轉(zhuǎn)速還未來得及發(fā)生改變時(shí) ,迅速使電流恢復(fù)到原來值 ,從而使速度更好地穩(wěn)定于某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行 。 第四章 .晶閘管 電動機(jī)主電路的設(shè)計(jì) 主電路設(shè)計(jì) X 晶閘管 電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（ VM系統(tǒng)）主電路原理圖如圖 31 所示： 圖 31 VM系統(tǒng)主電路原理圖 圖中 VT 是晶閘管可控整流器，它由三相全控橋式整流電路組成，如圖 32所示： 圖 32 三相全控橋式整流電路 通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置 GT的控制電壓 cU 來移動脈沖的相位，即可改變平均整流電壓 dU ，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 在按動態(tài)性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電動勢變化的動態(tài)影響，即 ?E≈ 0。 為了讓調(diào)節(jié)器零點(diǎn)與控制對象的大時(shí)間常數(shù)極點(diǎn)對消，選擇 τi=Tl 則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖便成為圖 37 所示的典型形式，其中 isIiKKK R??? 10L / d B? ci 2 0 d B / d ec? / s 1 4 0 d B / d ecT ∑ i∑∑∑ （ a b) 圖 37 校正成典型 I 型系統(tǒng)的電流環(huán) a) 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 b) 開環(huán)對數(shù)幅頻特性 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù) Tl=。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇 電流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個環(huán)節(jié)，為此，須求出它的閉環(huán)傳遞函 XV 數(shù)。 取 0 40Rk??，則 4 2400 5 ???? onn RKR KΩ ，取 443 KΩ FFRC nnn ?? ??? ， FRTC oonon ?24 ?? ，取 2μF。當(dāng)負(fù)載增大時(shí) , 自動調(diào)速過程如下 :在自動調(diào)速過程中 , 轉(zhuǎn)速環(huán)是主環(huán) , 在穩(wěn)速過程起主導(dǎo)作用 , 其主要作用是保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定 , 能將轉(zhuǎn)速保持在給定值 Ug/α n 上。 二、 轉(zhuǎn)速超調(diào)。 第 五 章 .雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖 41，增加了濾波環(huán)節(jié)，包括電流濾波、轉(zhuǎn)速濾波和兩個給定信號的濾波環(huán)節(jié)。 第 II 階段（ 21~tt ）是恒流升速階段 ， ASR 飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，在恒值電流給定 *imU 下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流 dI 恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長。此后，電動機(jī)開始在負(fù)載的阻力下減速，與此相應(yīng)，在 43~tt 時(shí)間內(nèi)， dI dLI? ，直到穩(wěn)定。 （ 2）觸發(fā)脈沖檢測：插入觸發(fā)板，調(diào)節(jié)斜率值，使其為 左右。負(fù)限值：給定電壓（ Ug）最小，調(diào)電位器 W4 ，使 UK =– 1V。將調(diào)節(jié)板 K1 跳線置于閉環(huán)位置。緩慢調(diào)節(jié) W7 電位器，使電樞電流為電機(jī)額定電流的 ～2倍，本系統(tǒng)設(shè)定為 Id =2Ied =2*=13A。即雙閉環(huán)無靜差系統(tǒng)。 XXV TJB(雙閉環(huán)調(diào)節(jié)板 )調(diào)整電位器名稱 W1: 轉(zhuǎn)速反饋 S1 : Ugn W2: 電流反饋 S2 : ASR 輸出 W3: 保護(hù)值比較電壓 S3 : ACR 輸出 W4: 過流值 S4 : 過流值 雙閉環(huán)控制部分連接示意圖 總結(jié) ： 直流電機(jī)具有良好的起動、制動性能，宜在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速。北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021學(xué)會了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并能熟練地掌握轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇和計(jì)算，在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上更加認(rèn)識到直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用之廣泛。當(dāng) dLd II ? 后，電機(jī)開 始起動，由于機(jī)電慣性的作用，轉(zhuǎn)速不會很快增長，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR的輸入偏差電壓 nnn UUU ??? * 的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值 *imU ，強(qiáng)迫電流 dI迅速上升。轉(zhuǎn)速超調(diào)后， ASR 輸入偏差電壓變負(fù)，開始退出飽和狀態(tài)， *iU 和 dI 很快下降。 2． 繼電控制電路的通電調(diào)試。β是反饋系數(shù)，由 W7 整定， Id 為主電 路電流。 ●反饋電壓（ Ufn）極性的測定 ◎從零逐漸增加給定電壓（ Ug），輸出電壓 Ud 應(yīng)從 0V～ 300V 變化，將輸出電壓 Ud 調(diào)節(jié)到額定電壓 220V，用萬用表電壓檔測量電位器 W7 的中間點(diǎn)（對參考點(diǎn)）的電壓 ，看其極性是否為正