【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是在反饋控制的基礎(chǔ)上，引入輸入補(bǔ)償構(gòu)成的校正方式，可以分為以下兩種：一種是引入給定輸入信號(hào)補(bǔ)償，另一種是引入擾動(dòng)輸入信號(hào)補(bǔ)償。校正裝置將直接或間接測(cè)出給定輸入信號(hào) R(s)和擾動(dòng)輸入信號(hào) D(s)，經(jīng)過適當(dāng)變換以后，作為附加校正信號(hào)輸入系統(tǒng)，使可測(cè)擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響得到補(bǔ)償。從而控制和抵消擾動(dòng)對(duì)輸出的影響，提高系統(tǒng)的控制精度。 為滿足控制系統(tǒng)的靜態(tài)性能要求，最直接的方法是增大控制系統(tǒng)的開環(huán)增益，但當(dāng)增益增大到一定數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)有可能變?yōu)椴环€(wěn)定，或即使能穩(wěn)定，其動(dòng)態(tài)性能一般也不會(huì)理想。為此，需在系統(tǒng)的前向通道中加一超前串聯(lián)校正裝置，以實(shí)現(xiàn)在開環(huán)增益不變的前提下，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能亦能滿足設(shè)計(jì)的要求。 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 3 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)的詳細(xì)任務(wù) 建立小功率直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，確立 自動(dòng)控制元部件參數(shù)的測(cè)試方法，記錄未校正控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線，確定原系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)；用自動(dòng)控制原理設(shè)計(jì)系統(tǒng)校正網(wǎng)絡(luò)并自動(dòng)控制系統(tǒng)校正裝置參數(shù)的調(diào)整方法。 設(shè)計(jì)要求 （ 1）控制性能：控制范圍 0~最大轉(zhuǎn)速、 Ts 在開環(huán)的基礎(chǔ)上減少 70%、 δ5% 。 （ 2）使用儀器：直流穩(wěn)壓電源、示波器 直流電動(dòng)機(jī)、直流發(fā)電機(jī)（測(cè)量轉(zhuǎn)速）、直流穩(wěn)壓電源、示波器、萬(wàn)用表。 （ 3）設(shè)計(jì)自動(dòng)控 制系統(tǒng)校正網(wǎng)絡(luò)。 （ 4）根據(jù)設(shè)計(jì)好的校正網(wǎng)絡(luò)，采用有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)校正網(wǎng)絡(luò)電路板（可用 LM324， LM358運(yùn)放器）；確定校正網(wǎng)絡(luò)電模擬參數(shù)。 （ 5）用 PROTEL 軟件設(shè)計(jì)校正網(wǎng)絡(luò)電路板。 （ 6）校正環(huán)節(jié)的 調(diào)試及參數(shù)測(cè)試。 （ 7）設(shè)計(jì)報(bào)告書需參照《徐州工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）》模板規(guī)定的格式撰寫。 要求內(nèi)容翔實(shí)連貫，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，突出技術(shù)細(xì)節(jié)。 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 4 3 調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理 調(diào)速系統(tǒng)原理 該系統(tǒng)以直流電機(jī)轉(zhuǎn)速為反饋信號(hào)，構(gòu)成轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，用以測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置為測(cè)速發(fā)電機(jī)，該裝置可將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換位于電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比 的電壓信號(hào)，反饋到系統(tǒng)輸入端。反映轉(zhuǎn)速變化的電壓信號(hào)在與期望轉(zhuǎn)速相關(guān)的給定電壓比較后，其偏差信號(hào)送入速度調(diào)節(jié)器。速度調(diào)節(jié)器對(duì)偏差進(jìn)行控制運(yùn)算后得到的便是控制晶閘管的移相控制電壓 Uct，整流橋的觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖經(jīng)功放后加到晶閘管的門極和陰極之間以改變“三相全控整流”的輸出電壓，進(jìn)而改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而構(gòu)成了速度負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。其原理圖如圖 31 所示。 圖 31 調(diào)速系統(tǒng)原理圖 控制結(jié)構(gòu)圖 有了原理圖之后，把各環(huán)節(jié)的靜態(tài)參數(shù)用自控原理中的結(jié)構(gòu)圖表示，就得到了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖 32。 圖 32 環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 各部件相關(guān)參數(shù)選擇 VM系統(tǒng)介紹 晶閘管 — 電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 V— M 系統(tǒng)），其簡(jiǎn)單原理圖如圖 33。圖中 VT 是晶閘管的可控整流器，它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型。 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 5 優(yōu)點(diǎn)：通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置 GT 的控制電壓來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變整流電壓從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。 缺點(diǎn)：由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難；元件對(duì)過電壓、過電流以及過高的 du/dt 和 di/dt 都十分敏感，其中任一指標(biāo)超過允許值都可能 在很短時(shí)間內(nèi)損壞元件。 此必須有可靠的保護(hù)裝置和符合要求的散熱條件，而且在選擇元件時(shí)還應(yīng)有足夠的余量。 圖 33 VM 系統(tǒng)原理圖 比例放大器 運(yùn)算放大器用作比例放大器（也稱比例調(diào)節(jié)器、 P 調(diào)節(jié)器），如圖 34， exUUin和 為放大器的輸入和輸出電壓， balR 為同相輸入端的平衡電阻，用以降低放大器失調(diào)電流的影響。 放大系數(shù)為 01RRUUKinexp ?? 式 （ ） 比例放大器的原理如圖 34 所示。 圖 34 比例放大器的原理圖 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 6 整流電路：采用三相橋式全控整流 三相橋式整流電路如圖 36。 圖 36 三相橋式整流電路 三相橋式全控整流電路原理圖如圖所示。三相橋式全控整流電路是由三相半波可控整流電路演變而來的，它由三相半波共陰極接法 (VT1， VT3， VT5)和三相半波共陽(yáng)極接法(VT1， VT6， VT2)的串聯(lián)組合。其工作特點(diǎn)是任何時(shí)刻都有不同組別的兩 只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，構(gòu)成電流通路。接線圖中晶閘管的編號(hào)方法使每個(gè)周期內(nèi) 6 個(gè)管子的組合導(dǎo)通順序VT1VT2VT3VT4VT5VT6。 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 7 4 調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速指標(biāo) 參數(shù)計(jì)算 轉(zhuǎn)速控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速指標(biāo) 生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 maxn 和 錯(cuò)誤 !未找到引用源。minn 最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母 D 表示，即 minmaxnnD? 式（ ） 當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 nomn? ，與理想空載轉(zhuǎn)速 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 0n 之比，稱作靜差率 s，即 0nns nom?? 式 （ ） 靜差率用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度。它和機(jī)械特性的硬度有關(guān)，特性越硬，靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度越高。 調(diào)速范圍和靜差率兩項(xiàng)指標(biāo)并不是彼此孤立的必須同時(shí)提才有意義。脫離了對(duì)靜差率的要求，任何調(diào)速系統(tǒng)都可以得到極高的調(diào)速范圍；反過來，脫離了調(diào)速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易得多了。 3．調(diào)速范圍、靜差率和額定速降的關(guān)系 以電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 nomn 為最高轉(zhuǎn)速，若帶額定 負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落為 nomn? ，則該系統(tǒng)的靜差率應(yīng)該是最低速時(shí)的靜差，即 min0nns nom?? 式 （ ） 于是 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 s nsnsnnnn nomnomnomnomo ?????????? )1(m i nm i n，而調(diào)速范圍為 m inm inm ax nnnnD nom?? 式 （ ） 將上面的式代入 minn ，得 )1( sn snD no mno m??? 式 （ ） 上式即為調(diào)速范圍、靜差和額定速降之間所應(yīng)滿足的關(guān)系。對(duì)于一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)，它的特性硬度或 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 nomn? 值是一定的