雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)簡介電子專業(yè)畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-02-14 13:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在額定勵磁下，其中為電動機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)（）額定勵磁下直流電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下：晶閘管觸發(fā)和整流裝置模型晶閘管觸發(fā)和整流裝置的傳遞函數(shù)構(gòu)成系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)是晶閘管觸發(fā)和整流裝置和直流電動機。不同晶閘管觸發(fā)和整流裝置的傳遞函數(shù)，它們的表達式都是相同的晶閘管觸發(fā)與整流裝置動態(tài)結(jié)構(gòu)比例放大器和測速發(fā)電機模型直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)還有比例放大器和測速反饋環(huán)節(jié)，它們的響應(yīng)都可以認為是瞬時的，因此它們的傳遞函數(shù)就是它們的放大系數(shù)，即 放大器測速反饋 運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4，為放大器的輸入和輸出電壓，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 圖4 P調(diào)節(jié)器原理圖 圖5 P調(diào)節(jié)器輸出特性直流測速發(fā)電機模型測速發(fā)電機(tachogenerator)是一種檢測機械轉(zhuǎn)速的電磁裝置。它能把機械轉(zhuǎn)速變換成電壓信號，其輸出電壓與輸入的轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，如圖31 所示。在自動控制系統(tǒng)和計算裝置中通常作為測速元件、校正元件、解算元件和角加速度信號元件等。自動控制系統(tǒng)對測速發(fā)電機的要求，主要是精確度高、靈敏度高、可靠性好等對于不同的負載電阻L R ，測速發(fā)電機輸出特性的斜率也不同，它將隨負載電阻的增大而增大，如圖34 中實線所示。第四章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的整體設(shè)計 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型由雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)（見圖24），即可繪制出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖31所示。圖中和分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。為了引出電流反饋，在電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖中必須把電樞電流顯露出來。 圖31 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：系統(tǒng)的動態(tài)校正PI調(diào)節(jié)器設(shè)計轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖21所示： 圖21 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖由于電流檢測信號中常含有交流分量，為了不使它影響到調(diào)節(jié)器的輸入，需加低通濾波。這樣的濾波傳遞函數(shù)可用一階慣性環(huán)節(jié)來表示，其濾波時間常數(shù)按需要選定，以濾平電流檢測信號為準。然而，在抑制交流分量的同時，濾波環(huán)節(jié)也延遲了反饋信號的作用，為了平衡這個延遲作用，在給定信號通道上加入一個等時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱作給定濾波環(huán)節(jié)。由測速發(fā)電機得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，濾波時間常數(shù)用表示，根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時間常數(shù)為的給定濾波環(huán)節(jié)。系統(tǒng)設(shè)計的一般原則是：先內(nèi)環(huán)后外環(huán)。在這里，首先設(shè)計電流調(diào)節(jié)器，然后把整個電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，再設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。在按動態(tài)性能設(shè)計電流環(huán)時，可以暫不考慮反電動勢變化的動態(tài)影響，即DE≈0。這時，電流環(huán)如圖22所示。 圖22電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及其化簡（忽略反電動勢的動態(tài)影響）忽略反電動勢對電流環(huán)作用的近似條件是式中ωc電流環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。如果把給定濾波和反饋濾波兩個環(huán)節(jié)都等效地移到環(huán)內(nèi)，同時把給定信號改成U*i(s) /b ，則電流環(huán)便等效成單位負反饋系統(tǒng)。 圖23電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及其化簡（等效成單位負反饋系統(tǒng)）最后，由于Ts 和 Toi 一般都比Tl 小得多，可以當作小慣性群而近似地看作是一個慣性環(huán)節(jié)，其時間常數(shù)為 T∑i = Ts + Toi 簡化的近似條件為 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖最終簡化成圖24。 圖24電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及其化簡（小慣性環(huán)節(jié)的近似處理）2．電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇首先考慮應(yīng)把電流環(huán)校正成哪一類典型系統(tǒng)。從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無靜差，再從動態(tài)要求看，實際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時有太大的超調(diào)，以保證電流在動態(tài)過程中不超過允許值，而對電網(wǎng)電壓波動的及時抗擾作用只是次要的因素，為此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，即應(yīng)選用典型Ⅰ型系統(tǒng)。電流環(huán)的控制對象是雙慣性型的，要校正成典型I型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI型的電流調(diào)節(jié)器。其傳遞函數(shù)可以寫成 (41)式中 K——電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；——電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。為了讓調(diào)節(jié)器零點與控制對象的大時間常數(shù)極點對消，選擇 (42)則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖便成為圖43所示的典型形式。 (33)圖43 校正成典型Ⅰ性系統(tǒng)的電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖圖44繪出了校正后電流環(huán)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性。上述結(jié)果是在一系列假定條件下得到的。2電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇根據(jù)設(shè)計要求：穩(wěn)態(tài)無靜差,超調(diào)量，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計電路調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器其傳遞函數(shù)為：式中 Ki — 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； ti — 電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。為了讓調(diào)節(jié)器零點與控制對象的大時間常數(shù)極點對消，選擇τi=Tl則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖便成為圖25所示的典型形式，其中 a) b)圖25 校正成典型I型系統(tǒng)的電流環(huán)a) 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 b)
教學教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1