【文章內(nèi)容簡介】 程為 ?電動機軸上的動力學(xué)方程為 ? 額定勵磁下的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩分別為 —— 包括電動機空載轉(zhuǎn)矩在內(nèi)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，（ Nm） —— 電力拖動裝置折算到電動機軸上的飛輪慣量， (Nm2) —— 電動機額定勵磁下的轉(zhuǎn)矩系數(shù)， (Nm/A) nCE e? dme ICT ?LT2GDem CC ?30?2）電機電路傳遞函數(shù) EdtdILRIU ddd ???0 )(0 dtdITIREU dldd ???dtdERTII mdLd ??mLdL CTI ?dtdERCCRIIdtdECGDICICdtdnGDTTmedLdedLmdmLe1375137537522????????由 得 RLTl ?電樞回路電磁時間常數(shù) (s) mem CCRGDT3752? 電力拖動系統(tǒng)機電時間常數(shù) (s) 2）電機電路傳遞函數(shù) ，取拉氏變換，得電壓與電流間的傳遞函數(shù) (241) ? ? )1()()()()()()(00sTRsIssITsIRsEsUdtdITIREUlddldddldd????????11)()()(0 ??? sT RsEsU sIlddsTRsIsIsEmdLd?? )()( )()()()( ssERTsIsIdtdERTIImdLdmdLd???? 圖 221 額定勵磁下直流電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 (a)電壓電流間的結(jié)構(gòu)框圖 (b)電流電動勢間的結(jié)構(gòu)框圖 (c）直流電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu) 框圖 11)()()(0 ??? sT RsEsU sIlddsTRsIsIsEmdLd?? )()( )(① 直流電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 ? 直流電動機有兩個輸入量， ? 一個是施加在電樞上的理想空載電壓 Ud0，是控制輸入量， ? 另一個是負(fù)載電流 IdL。擾動輸入量。 ? 如果不需要在結(jié)構(gòu)圖中顯現(xiàn)出電流，可將擾動量的綜合點移前，再進行等效變換，得圖 222。 11)1(11)1(1)( 2???????sTsTTsTRsTRsTRsTRsWmlmmlml? 額定勵磁下的直流電動機是一個二階線性環(huán)節(jié)， ? 時間常數(shù) Tm表示機電慣性 ? 時間常數(shù) Tl表示電磁慣性。 圖 222 直流電動機動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖的變換 圖 223 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 ② 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 ③ 轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) )1)(1()()()(2 ?????? sTsTTsTKsUsUsWmlmsnn(244) 式中 esp CKKK /??④ 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) KsTsTTsTCKKsTsTTsTCKKsTsTTsTCKKsUsnsWmlmsespmlmsespmlmsespncl??????????????)1)(1(/)1)(1(/1)1)(1(/)()()(222* ?111)(1)1(23 ??????????sKTTsKTTTsKTTTKCKKsmslmslmesp（ 245） 比例控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 的優(yōu)點和特點 1. 比例控制閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的優(yōu)點 開環(huán)系統(tǒng)機械特性為 比例控制閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性為 opopedenspedd nnCRICUKKCRIUn ???????0*0clcledensp nnKCRIKCUKKn ??????? 0*)1()1(（ 1）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)系統(tǒng)機械特性硬得多 (轉(zhuǎn)速降落小） ? 在同樣的負(fù)載擾動下， 開環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落 閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落 ? 它們的關(guān)系是 (248) edop CRIn ??)1( KCRInedcl ???Knn opcl ????1（ 2）閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要比開環(huán)系統(tǒng)小得多 ?閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率為 ?開環(huán)系統(tǒng)的靜差率為 ?當(dāng) 時， （ 249） clclcl nns0??opopop nns0??clop nn 00 ?Kss opcl??1（ 3）如果所要求的靜差率一定，則閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍 ? 如果電動機的最高轉(zhuǎn)速都是 nN，最低速靜差率都是 s，可得 )1( snsnDopNop ???)1( snsnDclNcl ???opcl DKD )1( ??得到 開環(huán)時 閉環(huán)時 圖 224 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán) 系統(tǒng)機械特性的關(guān)系 為什么稱為閉環(huán)系統(tǒng)靜特性？ nAnBnCnD △ UnA△ UnB △ UnC UcA UcB UcC UdAUdB UdC 開環(huán)系統(tǒng) IdL ? ? n? 例如：在圖 224中工作點從 A ? A′ 閉環(huán)系統(tǒng) IdL ? ? n? ? Un? ? ?Un? ? Uc? ? Ud0? ? n? 例如：在圖 224中工作點從 A ? B ? 比例控制直流調(diào)速系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實質(zhì)：在于它的自動調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電壓。 例題 23 在例題 22中，龍門刨床要求 D=20，s≤5%，已知 Ks=30,α= ，Ce=，采用比例控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)滿足上述要求時，比例放大器的放大系數(shù)應(yīng)該有多少？ 解 : ?開環(huán)系統(tǒng)額定速降為 =275 r/min， ?閉環(huán)系統(tǒng)額定速降須為 r/min，由式（ 248）可得 ?則得 ?即只要放大器的放大系數(shù)等于或大于 46。 opn??? cln ???????clopnnK????esp CKKK?2．反饋控制規(guī)律（特點） （ 1） 比例控制 的反饋控制系統(tǒng)是被調(diào)量有靜差的控制系統(tǒng) )1( KCRInedcl ??? espCKKK /??比例控制反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)值越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能越好。 但只要比例放大系數(shù) Kp＝常數(shù)，開環(huán)放大系數(shù) K≠∞，反饋控制就只能減小穩(wěn)態(tài)誤差，而不能消除它， 這樣的比例控制系統(tǒng)叫做有靜差控制系統(tǒng)。 （ 2）反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動 , 服從給定 ? ，凡影響 Kp、 Ks、Ce的擾動均不會對 n有大的影響。即凡是作用在前向通道的擾動都可以通過反饋通道得到有效地抑制。 ??*nnnUnnUU ???? 圖 225 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的給定作用和擾動作用 （ 3）系統(tǒng)的精度依賴于給定 Un*和反饋檢測 α的精度 ? 反饋控制系統(tǒng)無法鑒別是對給定電壓的正常調(diào)節(jié)還是不應(yīng)有的給定電壓的電源波動。 ? 反饋檢測裝置的誤差也是反饋控制系統(tǒng)無法克服的。 ? 現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是用 數(shù)字給定和數(shù)字測速 來提高調(diào)速系統(tǒng)的精度。 3． 比例控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性 ? 比例控制閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為 根據(jù)三階系統(tǒng)的勞斯 古爾維茨判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是 整理后得 (252) 0111 )(1 23 ?????? ??? sKTTsK