【正文】 ? 高頻小慣性近似 lmci TT13??13ci sT? ?113ci o i sTT? ?78 電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn) ? 設計例： 【 例題 3－ 1】 U i∞RiR i C+? I02R 02R 02R 02C oiC oiRUc*d含濾波的P I 型電流調(diào)節(jié)器ioiiiiiCRTCRRRK000141,????例題 ? 要求： 解： 1) 近似處理 ： 2) 結(jié)構(gòu)選擇：典 I最佳參數(shù) ， 超調(diào)為 %， 滿足 。A S R 退飽和退飽和超調(diào)039。A S R 退飽和退飽和超調(diào)039。 剛退飽和時 ， TTL， 電機會繼續(xù)加速 ， 直到電流降到使 TTL轉(zhuǎn)速才會回落 ， 因此速度必超調(diào) 。 一個是突加起動時和過載時的 恒流 作用 ，這時它除了可保證系統(tǒng)以最快加速度起動外還可保護電機和電力開關不過流 ， 為取得最佳保護效果 ， 常希望電流在升至最大值時 超調(diào)盡量小 。 典 II系統(tǒng)超調(diào)量一般大于典 I系統(tǒng)，快速性優(yōu)于典 I。 典 Ⅰ 系統(tǒng)參數(shù)與 抗擾 性能指標的關系 1 2 21212K ( T S + 1 ) KW ( S ) = , W ( S ) =S ( T S + 1 ) T S + 1I 1 2 1 2 111W ( S ) = W ( S ) W ( S ) = , K K = , T = T2 T S ( T S + 1 ) 2 TF ( S )+C ( S )0 調(diào)速系統(tǒng)常用的擾動輸入典I 等效結(jié)構(gòu)ΔK 2T 2 S + 1K pi (?1S + 1 )?1 SK sT 1 S + 1 )(F ( S )+C ( S )0 ΔK 2T 2 S + 1K1( ? 2 S + 1 )S選擇 ? 1 =T 2 K1=KpiKs( T 1 S + 1 )/T 2控制對象調(diào)節(jié)器對調(diào)速系統(tǒng)擾動函數(shù)為階躍形式 ,擾動幅值為 F 典 I系統(tǒng)期望傳函增益取 為推薦最佳值 K=1/2T 考慮調(diào)速系統(tǒng)實際結(jié)構(gòu)，假定擾動作用點后被控對象是一個慣性環(huán)節(jié)，且它的時間常數(shù) T2遠大于期望傳函時間常數(shù) T。 多采用 I、 II型。 總結(jié)： 轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器的作用 2. 電流調(diào)節(jié)器的作用 （ 1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。如果生產(chǎn)工藝上要求快速制動，必須增設能耗制動線路或者采用可逆系統(tǒng)。 UUn0 ttt00U c , UU , n , E , UnnnUne0U ne 0 Une=0UiUi,UimUiU iUieU c mA C R 不飽和A S R 飽和t t t1 2 3 雙環(huán)系統(tǒng)起動過程動態(tài)波形Id=TLCTⅠ Ⅱ Ⅲ*****d0UUn0 ttt00U c , UnUne0U ne 0 Une=0UimUiU iUieU c mA C R 不飽和A S R 飽和t t t1 2 3 雙環(huán)系統(tǒng)起動過程動態(tài)波形βId=βTLCTⅠ Ⅱ Ⅲ***d0第 I階段區(qū)間 [0,t1)電流上升 ? 突加階躍時 ， n為 0， n反饋也為 0， ASR輸入等于指令值 、 輸出速增 ， 加到 ACR輸入端 ， 使 Uc、Ud0很快升高 ， 因電磁常數(shù)相對較小 ， 電流增長很快 ， 其反饋使 ACR輸入誤差衰減較快 ， 輸出經(jīng)一峰值后逐漸回落 。隨轉(zhuǎn)速的不斷上升，電流必不斷相應減小，使起動時不能保持電流恒為最大允許值，起動時間長，動態(tài)性能差。 0II dmP I 截止單環(huán)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性dnI d c rnoABI dN長期運行區(qū) 過載區(qū)*n n 0*i i dU U n nU U I? ? ? ? ?? ? ? U cU n U i 雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖U n U i* *++A S R A C R?K s1C en1 / CTR?I dT L+U d0限幅10 ? 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和： ASR輸出達到限幅值，轉(zhuǎn)速環(huán)呈開環(huán)， n變化對系統(tǒng)影響暫時隔斷。在電流降到與負載平衡之前，電磁轉(zhuǎn)矩仍 大于負載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速還會繼續(xù)上升，但加速度 逐漸減小，到轉(zhuǎn)矩平衡時轉(zhuǎn)速升達最大值。 0T mTnn0T T TL1 L2 L3n1 n2n3? 雙環(huán)系統(tǒng)在過載時 ASR飽 和并通過 ACR的恒流調(diào)節(jié) 將電機堵轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)對電 機和電力半導體的 限流保護 。 這兩個環(huán)都是無靜差的 ， 為分別確定兩個調(diào)節(jié)器的參數(shù) ， 需要根據(jù)速度 、 電流調(diào)節(jié)和其受控對象的不同特點確定兩個期望特性開環(huán)傳遞函數(shù) 。 KW ( S ) =S ( T S + 1 ) 2 0 d B / d e c1 / T 4 0 d B / d e cL / d Bωω c0 d B 典型I 型系統(tǒng)ω? 1 3 50 9 0 1 8 0?? s1? s1?c ?ccK ??41 典 Ⅰ 系統(tǒng) 穩(wěn)態(tài) 跟隨性能指標 ? 對階躍輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為 0； ? 對斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為常數(shù)； ? 對拋物線輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為無窮。 根據(jù)經(jīng)驗， h可在 3～ 10之間選擇。 校正成典型 II型系統(tǒng)的幾種調(diào)節(jié)器選擇 控制對象 調(diào)節(jié)器 參數(shù) 配合 )1( 2?TssK21212)1)(1(TTsTsTK????相近21212,)1)(1(TTsTsTsK??都很小21212,)1)(1(TTsTsTsK??3213212)1)(1)(1(TTTsTsTsTK、?????認為： pi 111()Kss??? ? ?ssK11pi 1?? ?ss??? )1)(1( 21 ??hT?1?21 hT??sTTs 11111 ??）（或）（或122211 ThThThT???? )( 211 TTh ???)( 321 TTh ???sTsT 11111 ??? ?ssK11pi 1?? ? ? ?ssK11pi 1?? ?65 傳遞函數(shù)的近似處理 （ 1）高頻段小慣性群的近似處理 實際系統(tǒng)中往往有若干個小時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，這些小時間常數(shù)所對應的頻率都處于頻率特性的高頻段，形成一組小慣性群。 ? 電流環(huán)傳函 iT2/1 ?iT ??? 2/1?d* 2 2i i iI ( S ) 11U ( S ) 2 T S + 2 T S + 1 2 1c l i i//W (S )TS??? ? ?? ? ??87 電流閉環(huán)傳函的近似處理 4 0 d B / d e c1 / TLωω c0 d B1/ ? 2 0 d B / d e c 6 0 d B / d e c1 / T 4 0 d B / d e c高頻段二階環(huán)節(jié)近 似處理對頻率特性的影響阻尼比 2階環(huán)節(jié) 忽略高階項的 1階近似 條件 12/ ?? ? ?inT??88 結(jié)構(gòu)圖的單位反饋變換 Un*( S ) +A S RT i S + 1T on S + 11 +T on S + 1?( S )U*i( S ) IdL( S )T m SR 1Cen ( S )∑ 21/ ?I dU n βWA S R( 2 T S + 1 )I d+單位反饋變換后的速度環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖( T S + 1 )on?α/∑ iIdL+RC T Se mn ( S )( S )*( S ) / ( S )( S )高頻段慣性群小時間常數(shù)等效 如果系統(tǒng)滿足近似條件 i o n i o n111 0 2 T T 3 2 T T? ?????U n βWASR( 2 T S + 1 )I d+( T S + 1 )on?α /∑ iIdL+RC T Se mn ( S )( S )*( S ) / ( S )( S )U n βWASR( T S + 1 )I d+?α /∑ nIdL+RC T Se mn ( S )( S )*( S ) / ( S )( S )T ∑ n = 2T ∑ i + T on90 速度環(huán)期望傳函的選擇 ? 雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)最顯著的優(yōu)點之一是它穩(wěn)態(tài)工作時的速度無靜差 。 U0 tU , n , InnA S R 飽和t t t1 2 3I d =T LC TⅠⅡ Ⅲt39。n39。即要求在速度調(diào)節(jié)器傳函中至少有一個積分環(huán)節(jié) ， 而在擾動作用點后 ， 系統(tǒng)固有部分已含一個積分環(huán)節(jié) ， 因此 ， 為了保證系統(tǒng)無靜差 ， 雙環(huán)系統(tǒng)速度環(huán)的開環(huán)期望傳函只能 選擇典型 II型系統(tǒng) 。 4 0 d B / d e c1/T 4 0 d B / d e cLωω c0dB 2 0 d B / d e c1/2? 2 0 d B / d e c 6 0 d B / d e c1/T 11/T 3T 2 + T 31 4 0 d B / d e c高頻段小慣性群近似處理對頻率特性的影響222 3 2 31 1 1 0/??T T T T??23 231110 3? ? ?b TT TT?3231TTc??1)(1)1)(1(13232 ????? TTSSTST（ 2）高階系統(tǒng)的降階處理 ? 對高階系統(tǒng)，在滿足一定條件下（截止頻率足夠低時），可忽略高階項，近似為一階系統(tǒng)處理： ? 近似條件： 32 01KW ( S ) , a , b , c , b c aa S b S c S? ? ?? ? ?32 11KKW (S )a S b S c S c S??? ? ? ?22221111010KKW ( j )( b ) j ( c a ) j cbca?? ? ? ?????? ? ? ????????????113ccm i n ( , )ba??（ 3）低頻段大慣性環(huán)節(jié)的近似處理 ? 若系統(tǒng)含有一個時間常數(shù)特別大的慣性環(huán)節(jié)，可將其按積分環(huán)節(jié)近似： ? 近似條件： 2 2 2 2221 1 1 31101 ? ? ? ? ? ? ? ? ?? cTTTTT ? ? ???111() ??T S T S 4 0 d B / d e cLωω c0 d B 2 0 d B / d e c1/ ? 2 0 d B / d e c1 / T1T 21 4 0 d B / d e c低頻段大慣性環(huán)節(jié)近似 處理對頻率特性的影響 4 0 d B / d e c近似原始對動態(tài)影響很小 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型與動態(tài)過程分析 調(diào)節(jié)器的工程設計方法 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設計方法 第 3章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 69 70 雙環(huán)調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的工程設計 ? 通過諧振峰值最小準則，已得到了兩種典型系統(tǒng)的期望開環(huán)