【正文】 下列關(guān)系 0* nnUU nn ?? ???dLdii IIUU ?? ???*結(jié)論： ? n由 U*n決定 ? ASR輸出由 IdL決定 ? UC大小由 U*n和 IdL決定 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 sdLnesdLesdc KRIUCKRInCKUU ????? ?/*00 這些關(guān)系反映了 PI調(diào)節(jié)器不同于 P調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)。穩(wěn)態(tài)時： dmimd IUI ?? ?*電流無靜差 只適用于 時， ASR退出飽和 0nn ?0nn? 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 ?AB段是兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時的靜特性，IdIdm, n=n0。 ?穩(wěn)態(tài)時，電流無靜差，轉(zhuǎn)速無靜差 ? 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 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 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 α—— 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) β—— 電流反饋系數(shù) 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 ?飽和 —— 調(diào)節(jié)器輸出達(dá)到限幅值，輸入量的大小變化不再影響輸出，處于開環(huán)工作狀態(tài)。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動（制動）過程。 第 5章 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng) ?為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值 Idm的恒流過程。第 5章 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問題： 采用 PI調(diào)節(jié)器后的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。 ?按照反饋控制規(guī)律， 采用某個物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變 ，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。 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 應(yīng)該在起動過程中只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，在達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。飽和的調(diào)節(jié)器暫時隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系。 ?BC段是 ASR調(diào)節(jié)器飽和時的靜特性， Id=Idm, nn0。比例環(huán)節(jié)的輸出量總是正比于其輸入量，而 PI調(diào)節(jié)器則不然，其輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關(guān)，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。 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 ⅠⅡⅢnn*ttt1t2t3t4IdId LId m00電流從 0到達(dá)最大允許值 ASR由不飽和快速進(jìn)入飽和狀態(tài)。轉(zhuǎn)速仍在上升。 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 （ 3）準(zhǔn)時間最優(yōu)控制 時間最優(yōu)控制：在設(shè)備物理上的允許條件下，實(shí)現(xiàn)最短時間的控制。 電網(wǎng)電壓擾動 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 對比分析 ? 在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動的作用點(diǎn)離被調(diào)量較遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)作用受到多個環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動的性能要差一些。 ? 當(dāng)電動機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護(hù)作用。 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 ? 可能性 大多數(shù)現(xiàn)代的電力拖動自動控制系統(tǒng)均可由低階系統(tǒng)近似。 ? 因此，為了保證穩(wěn)定性和較好的穩(wěn)態(tài)精度， 多選用 I型和 II型系統(tǒng) 。設(shè)計時，需要按照性能指標(biāo)選擇參數(shù) K 的大小。 % 176。 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)的在電壓擾動作用下的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 電壓擾動作用點(diǎn)前后各有一個一階慣性環(huán)節(jié)， 采用 PI調(diào)節(jié)器，則有電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖為： )(sWA CR?雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)電流環(huán)內(nèi)的抗電壓擾動性能分析 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 RKTTTTls????221電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu) R=0，輸出量為 ΔC 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 1)()1()1()1()1()(2221111????????sTKsWsTssKsTKssKsW sp ???系統(tǒng)開環(huán)傳函： )1()1(1)1()1()()()(121221121 ?????????TssKsTsKKsTKsTssKsWsWsW ?1 /psK K K ??2T? ? 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 在階躍擾動下， ，得到 在選定 KT=， 經(jīng)過拉普拉斯反變換，可得擾動輸出動態(tài)響應(yīng)表達(dá)式： sFsF ?)())(1()1(11)()(1)()(2222122212KsTssTTsFKTsKKssTFKsWsWsWsFsC????????????)122)(1()1(2)(2222?????TssTsTTsTFKsC? 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 ]2s i n2c os)1()1[(1222)(2/2//22 2TtmeTtememmmmFKtCTtTtTt???????????121 ??TTm式中 為控制對象中小時間常數(shù)與大時間常數(shù)的比值。而 跟隨性指標(biāo) 中 … ? 但是，當(dāng) h5時，由于振蕩次數(shù)的增加， h再小，恢復(fù)時間反而拖長了。 ?? TssKsW)(1111)(39。 含給定濾波與反饋濾波的 PI型電流調(diào)節(jié)器 0RRK ii ?iii CR??oioi CRT 041?? 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn) 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)的閉環(huán)傳遞函數(shù)： 111)1(1)1(/)()()(2*???????????sKsKTsTsKsTsKsUsIsWIIiiIiIidc l i?電流環(huán)在整個系統(tǒng)中的作用 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 采用高階系統(tǒng)的降階近似處理方法，忽略高次項(xiàng)，可降階近似為： 降價近似條件為 式中， ω—— 轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。 ? 檢查對電源電壓的抗擾性能： 查表： 典型 I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。 nNK ?、需要確定兩個參數(shù)： 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 模擬式 轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)器電路 U*n — 轉(zhuǎn)速 給定電壓； αn— 轉(zhuǎn)速 負(fù)反饋電壓； U*i — 電流調(diào)節(jié)器的給定電壓。 （ 1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件 （ 2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 11 ???? sKK nNN ???iI sTK ???? ??3131onI sTK ???? ? 3131 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 1313 1 ?????? ?sTTlm5 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 取 ?? kR 400????? kRKR nn 4 6 FFRCnnn ?? 1 8 8 104 7 00 8 63 ???????FFRTC onon ?11011040 630??????? ?取 470kΩ 取 μF 取 1μF 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 6 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量 當(dāng) h=5時，由 查表 得， σn%=%，不能滿足設(shè)計要求。 解 當(dāng) h=5時， 查表 得： mnNbbbn TTnnzCCnnCC ?????????*m a x*m a x )% ) ((2%)(% ??%10%0 1 7 1 4 6 01 3 3 6% ????????%?? bCC 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 注意： （ 1）轉(zhuǎn)速的退飽和超調(diào)量與穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速有關(guān)。 ．電流環(huán)的仿真 考慮到反電動勢變 化的動態(tài)影響 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 飽和非線性模塊 (Saturation)，來自于 Discontinuities組 飽和上界 , 改為 10。 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 PI參數(shù)按照： 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 ?KT設(shè)定 ?KTPI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 ?KT 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 2．轉(zhuǎn)速環(huán)的系統(tǒng)仿真 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 從 Signal Routing組中選用了 Mux模塊來把幾個輸入聚合成一個向量輸出給Scope 輸入量的個數(shù)設(shè)置為 2 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 雙擊階躍輸入模塊把階躍值設(shè)置為 10 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 2 0 0020040060080010001200140016001800滿載起動 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 0 0 . 5 1 1 . 5 2 0 002004006008001000120014001600