單回路pid控制ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-06-02 13:11 本頁面
【文章內容簡介】 中可以看出 ， 由于采用了比例放大器 ， 閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù) K值越大 ， 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能越好 。 然而 ， Kp =常數(shù) ， 穩(wěn)態(tài)速差就只能減小 ， 卻不可能消除 。 因為閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為 只有 K = ?，才能使 ?ncl = 0，而這是不可能的。因此，這樣的調速系統(tǒng)叫做有靜差調速系統(tǒng) 。實際上，這種系統(tǒng)正是依靠被調量的偏差進行控制的。 )(edc KICRInl ???2. 抵抗擾動 , 服從給定 反饋控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能 ，它能有效地抑制一切被負反饋環(huán)所包圍的前向通道上的擾動作用 ， 但對給定作用的變化則唯命是從 。 ? 擾動 ——除給定信號外 ， 作用在控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)上的一切會引起輸出量變化的因素都叫做 “ 擾動作用 ” 。 ? 調速系統(tǒng)的擾動源 – 負載變化的擾動（使 Id變化）； – 交流電源電壓波動的擾動（使 Ks變化）； – 電動機勵磁的變化的擾動（造成 Ce 變化 ）； – 放大器輸出電壓漂移的擾動（使 Kp變化）； – 溫升引起主電路電阻增大的擾動（使 R變化）； – 檢測誤差的擾動（使 ?變化） 。 在圖 127中，各種擾動作用都在穩(wěn)態(tài)結構框圖上表示出來了，所有這些因素最終都要影響到轉速。 ? 擾動作用與影響 圖 127 閉環(huán)調速系統(tǒng)的給定作用和擾動作用 勵磁變化 Id變化 電源波動 Kp變化 電阻變化 檢測誤差 Kp Ks ? 1/Ce U*n Uc ?Un E n Ud0 Un + + R ? 抗擾能力 ? 反饋控制系統(tǒng)對被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動都有抑制功能 。 – 例如： Us? ? Ud0? ? n? ? Un? ? ?Un ? ? n? ? Ud0 ? ? Uc? ? 抗擾能力（續(xù)） ? 但是，如果在反饋通道上的測速反饋系數(shù)受到某種影響而發(fā)生變化，它非但不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會增大被調量的誤差。 – 例如： ?? ? Un? ? ?Un? ? Uc ? ? Ud0? ? n? 因此，反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動。 ? 給定作用 與眾不同的是在反饋環(huán)外的給定作用 ， 如圖 127中的轉速給定信號 ， 它的些微變化都會使被調量隨之變化 ， 絲毫不受反饋作用的抑制 。 ? 結論： 反饋控制系統(tǒng)的規(guī)律是：一方面能夠有效地抑制一切被包在負反饋環(huán)內前向通道上的擾動作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對給定信號的任何變化都是唯命是從的。 五、反饋控制閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的 動態(tài)分析和設計 為了分析調速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)品質 ， 必須首先建立描述系統(tǒng)動態(tài)物理規(guī)律的數(shù)學模型 ， 對于連續(xù)的線性定常系統(tǒng) ， 其數(shù)學模型是常微分方程 ， 經(jīng)過拉氏變換 ， 可用傳遞函數(shù)和動態(tài)結構圖表示 。 1 反饋控制閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型 建立系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型的基本步驟如下： （ 1）根據(jù)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的物理規(guī)律，列出描述該環(huán)節(jié)動態(tài)過程的微分方程； （ 2）求出各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)； （ 3）組成系統(tǒng)的動態(tài)結構圖并求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 1. 電力電子器件的傳遞函數(shù) 構成系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)是電力電子變換器和直流電動機。不同電力電子變換器的傳遞函數(shù)，它們的表達式是相同的，都是 1)(sss ?? sTKsW (145) 只是在不同場合下，參數(shù) Ks和 Ts的數(shù)值不同而已。 TL + M Ud0 + E R L ne id 圖 133 他勵直流電動機等效電路 2. 直流電動機的傳遞函數(shù) EtILRIU ??? dd ddd0(146) 假定主電路電流連續(xù) ， 則動態(tài)電壓方程為 ? 電路方程 如果 ， 忽略粘性磨擦及彈性轉矩 ， 電機軸上的動力學方程為 (147) tnGDTTdd3752Le ?? 額定勵磁下的感應電動勢和電磁轉矩分別為 dme ICT ?nCE e?(148) (149) 式中 — 包括電機空載轉矩在內的負載轉 矩， Nm； — 電力拖動系統(tǒng)折算到電機軸上的飛 輪慣量， Nm2； —電機額定勵磁下的轉矩系數(shù)
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