閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-11-12 04:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 當負載轉(zhuǎn)矩由 TL1突增到 TL2時，有靜差調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速 n、偏差電壓 ?Un 和控制電壓 Uc 的變化過程如右圖所示。 ? 突加負載時的動態(tài)過程 ?偏差電壓 ?Un 2 ?Un 1； ?控制電壓 Uc 2 Uc 1的變化過程示于； ?變化過程中控制電壓跟隨偏差電壓的變化而變化。 ?轉(zhuǎn)速變化 n2 n1 ； 可見，當負載轉(zhuǎn)矩由 TL1 突增到 TL2 時： (2)無靜差（積分）調(diào)速系統(tǒng) 可見，當負載轉(zhuǎn)矩由 TL1 突增到 TL2進入穩(wěn)態(tài)時 ： 當負載轉(zhuǎn)矩由 TL1突增到 TL2時，無靜差調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速 n、偏差電壓 ?Un 和控制電壓 Uc 的變化過程如右圖所示。 ?偏差電壓 ?Un = 0； ?控制電壓 Uc 2 Uc1 （在這里， Uc 的改變并非僅僅依靠 ?Un 本身，而是依靠 Un 在一段時間內(nèi)的積累） ； ?變化過程中控制電壓 Uc跟隨偏差電壓的變化而變化，當偏差電壓 =0時，控制電壓維持恒定不變。 ?轉(zhuǎn)速變化 n2 = n1 ； t1 t2 比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀； 而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。 特別注意： t1 t2 t1 t2 比例積分控制規(guī)律 積分調(diào)節(jié)器可以消除靜差，比例調(diào)節(jié)器依靠靜差控制，故而積分調(diào)節(jié)器可以構(gòu)成無靜差控制系統(tǒng)。 但是，積分調(diào)節(jié)器的工作原理本質(zhì)上是“電容充電”作用，而電容兩端的電壓不能跳變，這樣會帶來什么問題呢？ 影響系統(tǒng)的快速性問題?。。?！ 比如，在同樣的階躍輸入作用之下，比例調(diào)節(jié)器的輸出可以立即響應，而積分調(diào)節(jié)器的輸出卻只能逐漸地增加。 在控制的快速性上，比例控制是優(yōu)于積分控制的！ Uexp a) P調(diào)節(jié)器 Uin t Uin Uex O 如圖可見，在相同的階躍輸入作用下，當 t0時，比例調(diào)節(jié)器即可快速輸出；而積分調(diào)節(jié)器的輸出要經(jīng)過一個上升時間。 τ Uexi Uin t Uin Uex O b) I調(diào)節(jié)器 t1 比如，積分調(diào)節(jié)器要達到比例調(diào)節(jié)器相同的輸出，要經(jīng)歷一個延時時間 t1 。 能否構(gòu)造一個即能具有比例調(diào)節(jié)器的快速性特性，又有積分調(diào)節(jié)器的無靜差特性的調(diào)節(jié)器呢？ 兩種調(diào)節(jié)器快速性比較： 比例積分（ PI）調(diào)節(jié)器具備這樣的特性的?。? 比例積分（ PI）調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)組成 在模擬電子技術中，學過可采用運用運算放大器實現(xiàn) PI調(diào)節(jié)器，具體線路如圖所示。 比例積分（ PI）調(diào)節(jié)器 Uex + C1 Rbal Uin R0 + A R1 電路器件包括運算放大器、電阻、電容等。 ? ? + = + = t U U K t U C R U R R U d 1 d 1 in in pi in 1 0 in 0 1 ex t PI輸入輸出解析關系分析 按照運算放大器的輸入輸出關系，可得： 式中： — PI調(diào)節(jié)器比例部分的放大系數(shù)； — PI調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)。 由此可見， PI調(diào)節(jié)器的輸出電壓由比例和積分兩部分相加而成。 R R 0 1 K pi = t = C R 1 0 Uex + C1 Rbal Uin R0 + A R1 兩側(cè)的拉氏變換 ， 移項后 ， 得 PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù) 。 ssKsKsUsUsWttt11)()()( pipiinexpi+=+==s s K s s s W 1 1 pi 1
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