自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)---高壓變頻技術(shù)在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-10 13:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 i + － Ufi Ui Ud I1 Ifz U1 高壓變頻技術(shù)在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用 6 4 系統(tǒng)的校正設(shè)計(jì) 校正的基本方法 動(dòng)態(tài)校正的方法很多，而且對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能夠符合要求的校正方案也不是唯一的。在電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，最常用的是 串聯(lián)校正和反饋校正。串聯(lián)校正比較簡(jiǎn)單，也容易實(shí)現(xiàn)。對(duì)于帶電力電子變換器的直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，由于其傳遞函數(shù)的階次較低，一般采用 PID 調(diào)節(jié)器的串聯(lián)校正方案就能完成動(dòng)態(tài)校正的任務(wù)。 PID 調(diào)節(jié)器中有比例微分 （ PD）、比例積分 （ PI）和比例積分微分 （ PID）三種類型。由 PD 調(diào)節(jié)器構(gòu)成的超前校正，可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，并獲得足夠的快速性，但穩(wěn)態(tài)精度可能受到影響；由 PI 調(diào)節(jié)器構(gòu)成的滯后校正，可以保證穩(wěn)態(tài)精度，卻是以對(duì)快速性的限制來(lái)?yè)Q取系統(tǒng)穩(wěn)定的；用 PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的滯后 超前校正則兼有二者的優(yōu)點(diǎn)，可以全面提高系統(tǒng)的 控制性能，但具體實(shí)現(xiàn)與調(diào)試要復(fù)雜一些。一般調(diào)速系統(tǒng)的要求以動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度為主，對(duì)快速性的要求可以差一些，所以主要采用 PD 調(diào)節(jié)器；在隨動(dòng)系統(tǒng)中，快速性是主要要求，須用 PI或 PID 調(diào)節(jié)器。在設(shè)計(jì)校正裝置時(shí)，主要的研究工具是伯德圖 ，即開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性的漸近線。它的繪制方法簡(jiǎn)便，可以確切地提供穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕度的信息，而且還能大致衡量閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)的性能。正因?yàn)槿绱耍聢D是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中普遍使用的方法 校正的基本原理 在實(shí)際系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性不僅必須保證，而且還要有一定的裕 度，以防參數(shù)變化和一些未計(jì)入因素的影響。在伯德圖上，用來(lái)衡量最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的指標(biāo)是：相角裕度 和以分貝表示的增益裕度 GM. 一般要求 γ =30? ～ 60? ， GM6dB 保留適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定裕度，是考慮到實(shí)際系統(tǒng)各環(huán)節(jié)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)不致使系統(tǒng)失去穩(wěn)定。在一般情況下，穩(wěn)定裕度也能間接反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的平穩(wěn)性，穩(wěn)定裕度大，意味著動(dòng)態(tài)過(guò)程振蕩弱、超調(diào)小。 在定性地分析閉環(huán)系統(tǒng)性能時(shí)，通常將伯德圖分成低、中、高三個(gè)頻段，頻 段的分割界限是大致的，不同文獻(xiàn)上的分割方法也不盡相同，這并不影響對(duì)系統(tǒng)性能的定性分析。圖 ,.3 繪出了自動(dòng)控制系統(tǒng)的典型伯德圖，從其中三個(gè)頻段的特征可以判斷系統(tǒng)的性能，這些特征包括以下四個(gè)方面： 1）中頻段以 .40db/dec 的斜率穿越 0db線，而且這一斜率能覆蓋足夠的頻帶寬度，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性好。 2） 截止頻率 （或稱剪切頻率） !d越高，則系統(tǒng)的快速性越好。 3） 高頻段的斜率陡、增益高，說(shuō)明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度高。 4） 高頻段衰減越快，即高頻特性負(fù)分貝值越低，說(shuō)明系統(tǒng)抗高頻噪聲干擾的能力越強(qiáng)。 以上四個(gè)方面常常是互相矛盾的。對(duì)穩(wěn)態(tài)精度要求很高時(shí)，常需要放大系數(shù)大，卻可能使系統(tǒng)不穩(wěn)定；加上校正裝置后，系統(tǒng)穩(wěn)定了，又可能犧牲快速性；提高截止頻率可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)，又容易引入高頻干擾；如此等等。設(shè)計(jì)時(shí)往往須用多種手段，反復(fù)試湊。在穩(wěn)、準(zhǔn)、快和抗干擾這四個(gè)矛盾的方面之間取得折中，才能獲得比較滿意的結(jié)果。采用微處理器數(shù)字控制后，控制器不一定是線性的，其結(jié)構(gòu)也不一定是固定的，可以很方便地應(yīng)用各種控制策略，解決矛盾就容易多了，具體設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，選擇基本高壓變頻技術(shù)在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用 7 部件，按穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算參數(shù)，形成基本的閉環(huán)控 制系統(tǒng)，或稱原始系統(tǒng)。然后，建立原始系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，畫(huà)出其伯德圖，檢查它的穩(wěn)定性和其他動(dòng)態(tài)性能。如果原始系統(tǒng)不穩(wěn)定或動(dòng)態(tài)性能不好，就必須配置合適的動(dòng)態(tài)校正裝置，使校正后的系統(tǒng)全面滿足所要求的性能指標(biāo)。 調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 圖 41 PI調(diào)節(jié)器線路圖 本次設(shè)計(jì)使用的是 PI 調(diào)節(jié)器， PI調(diào)節(jié)器的性
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