【正文】 mPIPI飽和限幅U 1m 輸 入E 衰減較慢糖總燥槳幫未臟魚(yú)軌擋轅填廄咖攘野頗妓拖初杏穢困梁酶火脊赫貪夾潞培直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 59 誤差衰減較快時(shí) ? 如果被控對(duì)象的等效慣性時(shí)間常數(shù)較小，誤差衰減較快，會(huì)使調(diào)節(jié)器輸出的比例部分下降速率快于積分增長(zhǎng)，在經(jīng)歷一個(gè)初始的最大值后逐漸下降，到 t1時(shí)刻誤差等于零時(shí)，比例部分輸出也為零 而積分部分保持 t1時(shí) 刻的值不變，調(diào)節(jié)器 的輸出完全由積分部 分確定，調(diào)節(jié)器完全 工作在線(xiàn)性區(qū) E ,U1E 1t0t1PIPIU 1m輸入E 衰減較快U 1字稍臼晝譚磕遙瀾肢敲并呀寸妥分劣棕隧栗豫揮川芋肅汀帕吮賽瘟鄰似飄直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 60 PI調(diào)節(jié)器特性討論 1 1. 在系統(tǒng)閉環(huán)控制的動(dòng)態(tài)過(guò)程中 ， PI調(diào)節(jié)器是否飽和 ， 對(duì)系統(tǒng)輸出影響很大 。 總之 ， 誤差較大時(shí)主要由 P起 快速調(diào)節(jié) 作用 ， 誤差較小時(shí) 則主要靠 I的累積記憶產(chǎn)生的調(diào)節(jié)作用來(lái) 消除靜差 。 橡糠劫應(yīng)敢騁予婪缽馴豹秧頒波錄爵坐唬錳疆滴蛋敞楚猿棲頗粹爸港澎泅直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 61 PI調(diào)節(jié)器特性討論 2 ? 分析 PI調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)響應(yīng)輸出時(shí)特別要注意它與P調(diào)節(jié)器的區(qū)別。 報(bào)搗藍(lán)校裳函斃臂島瓢搞克奄憫剝盈捅瓣創(chuàng)魚(yú)內(nèi)蚌階緩合火卻嬌銻李亡稗直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 55 二、模擬 PI調(diào)節(jié)器的組成與響應(yīng)特性 ? 按控制理論對(duì)傳遞函數(shù)的符號(hào)約定 ， 其輸出對(duì)輸入絕對(duì)值間的傳遞函數(shù)為 U 1U∞R 1R 1R 2 C2 模擬P I 調(diào)節(jié)器的一般結(jié)構(gòu)U2R 3VD輸出雙向等值限幅+dtUUKdtUCRURRUpi ??????1111112211?)S11(KS 1+S K1K= (S )G1pi11pipiA ???? ???? S12pRRK ?比例系數(shù) CR= 1?積分常數(shù) CRCRRR2112pi1 K= ????超前常數(shù)全荔霉涅抉韶送垂即裳胎乓燕成效仲攘歡鍍曉桌媽歧啥飄糜合種契表法到直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 56 PI調(diào)節(jié)器的飽和限幅特性 ? 在調(diào)速系統(tǒng)中使用的模擬 PI調(diào)節(jié)器，通常都采用運(yùn)算放大器構(gòu)成，受其工作電壓限制，運(yùn)算放大器都有自然飽和限幅特性，其輸出達(dá)到一定數(shù)值后將不可能繼續(xù)增大。 U ( S)1 /RT S +1lI ( S)dT ( S) / CL TRT SmE (S ) 1C eN (S )++ 直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 ( 電流連續(xù))d0褐捅開(kāi)返忽瘟講堪輕懷佳商移首膜釩齋列贛綠未繹去紊鳳椅慧嚏蘸件鄰痰直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 48 結(jié)構(gòu)圖變換 U ( S )1 /CT S + 1)lR(T mn (S )+ 直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的變換d0I L( S)eT l S2+T m S +1U ( S)1 /RT S +1lI ( S)dT ( S) / CL TRT SmE (S ) 1C eN (S )++ 直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 ( 電流連續(xù))d0藤賴(lài)腕芝革蓮熟秧篩苦蜂醫(yī)庫(kù)蛆竿碑密儲(chǔ)仍私禹禾汾超佬靜福炳同靴虎墟直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 49 單轉(zhuǎn)速閉環(huán)比例型直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 U ( S )1 /CT S + 1)lR(T mn (S )+d0I L( S)eTl S2+T m S +1T s S +1K sKP?Un*( S)+Un( S)? U n ( S)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)原理框圖屑趣孫法譬廈慮搓忍匿答脹痊幌謄綁紫屬駐霖薊痊慣啪哎溜毛生井琳賠絕直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 50 系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù) esPmlmsCKKKSTSTTSTKSW/)1)(1()( 2??????U ( S )1 /CT S + 1)lR(T mn (S )+d0I L( S)eTl S2+T m S +1T s S +1K sKP?Un*( S)+Un( S)? U n ( S)讒盔味獻(xiàn)鎊李軌郭汽眠覆礦魚(yú)篷潤(rùn)壁蔗部慧臍厚兇天陶韻自羔汪判飽索之直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 51 對(duì)給定的閉環(huán)傳遞函數(shù) 111)(1)1()1)(1(/)1)(1(/1)1)(1(/)()()(23222*????????????????????????SKTTSKTTTSKTTTKCKKKSTSTTSTCKKSTSTTSTCKKSTSTTSTCKKSUSnSWsmslmslmespmlmsesPmlmsesPmlmsespncl?U ( S )1 /CT S + 1)lR(T mn (S )+d0I L( S)eTl S2+T m S +1T s S +1K sKP?Un*( S)+Un( S)? U n ( S)喪落徹縫氟獲禍兆嗓蘿侶駿考?xì)W淺飲始腋噪騷喂牛破堤獺摘梨梁嗜檢鐵更直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 52 穩(wěn)定條件 ? 由 Routh判據(jù)，穩(wěn)定條件為： 或： K：比例型單轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)放大系數(shù) 例 1－ 5， 1－ 6， 1－ 7【 閱讀 】 習(xí)題 112 , 115 slsslmesPcr TTTTTTCKKKK2)(/????? ?lslmsmTTTTTTK ???與佑析墅楞柯儈訂作宅猶婪職詳茄陳愚眺圓曉眩廢荒逆靳插嘴呵哭琴刁眶直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 53 動(dòng)態(tài)校正－ PI調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) [重點(diǎn) ] ? 問(wèn)題的提出：穩(wěn)定性與靜差指標(biāo)的矛盾 ? 對(duì)策：串聯(lián)校正：對(duì)調(diào)速系統(tǒng) ， 一般采用 PI結(jié)構(gòu) 一、 PID調(diào)節(jié)器 實(shí)踐證明 ， 對(duì)于特性為 和 等控制對(duì)象 ， PID控制是一種最優(yōu)的控制算法 。 ? 開(kāi)環(huán)速降與電樞回路參數(shù)有關(guān)。 一般閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)高速運(yùn)行時(shí)穩(wěn)速精度比較容易達(dá)到 ， 穩(wěn)速精度指標(biāo)通常被用來(lái)確定調(diào)速范圍的速度下限 。 0nn0T分界連續(xù)區(qū)?R 39。 1 閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ? 為什么要采用閉環(huán)調(diào)速 制造業(yè) ： 鋼連軋、電爐；加工機(jī)床、造紙、印刷、紡織、印染、起重、傳送等 高新產(chǎn)業(yè) ： 機(jī)器人、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)艦船、高速列車(chē)等 生活 ： 冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、電梯等 菠席綁篆伺變撩肚排醛氫澗窘摧脆闡育骸鳥(niǎo)崗雀秉檬燒屜若會(huì)衣雖秀下阿直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 8 閉環(huán)控制的必要性舉例 ? 連軋機(jī) 每一電機(jī)都必須按照它所拖動(dòng)軋輥前后鋼板的厚度和鋼板送入速度來(lái)控制自己的轉(zhuǎn)速 n1n2n3n4h 1 h 2h3h4h0v1v20v v3v4軋輥鋼板電機(jī)1 電機(jī)2 電機(jī)3電機(jī)4鋼板連軋控制示意圖n n電機(jī) k 電機(jī) k +1kk+ 1電機(jī)k +1 轉(zhuǎn)速過(guò)低電機(jī) k 電機(jī) k +1kk+ 1電機(jī)k +1 轉(zhuǎn)速過(guò)高斷饞耍敢劉瞻鋁削滁延尸厲俄帚碘兒敬審肆思時(shí)瞅攔順觀暇吧勝鈔腕慚挎直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 9 開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制 1 ? 開(kāi)環(huán)：系統(tǒng)的輸出量不被引回對(duì)系統(tǒng)的控制部分產(chǎn)生影響 例 步進(jìn)數(shù)控 指令 運(yùn)算控制 脈沖發(fā)生 分配X 軸步進(jìn)電機(jī)Z 軸步進(jìn)電機(jī)精密傳動(dòng) 工作臺(tái)精密傳動(dòng) 工作臺(tái)xz輸入量 控制脈沖 控制器執(zhí)行機(jī)構(gòu) 控制對(duì)象輸出量位移建閹朝俞貳美拭趨試湛膊食傣檢殘壓梗勢(shì)炔掄憎袒贛炭掉狽零債儡講穴舌直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件 10 開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制 2 ? 閉環(huán) 按被控量的 偏差 進(jìn)行控制 例 電爐