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(nèi)容簡(jiǎn)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?yàn)殚]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(diào)速系統(tǒng)叫做有靜差調(diào)速系統(tǒng) 。實(shí)際上，這種系統(tǒng)正是依靠被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的。 )(edc KICRInl ???2. 抵抗擾動(dòng) , 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(fù)反饋環(huán)所包圍的前向通道上的擾動(dòng)作用 ， 但對(duì)給定作用的變化則唯命是從 。 ? 擾動(dòng) ——除給定信號(hào)外 ， 作用在控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)上的一切會(huì)引起輸出量變化的因素都叫做 “ 擾動(dòng)作用 ” 。 ? 調(diào)速系統(tǒng)的擾動(dòng)源 – 負(fù)載變化的擾動(dòng)（使 Id變化）； – 交流電源電壓波動(dòng)的擾動(dòng)（使 Ks變化）； – 電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁的變化的擾動(dòng)（造成 Ce 變化 ）； – 放大器輸出電壓漂移的擾動(dòng)（使 Kp變化）； – 溫升引起主電路電阻增大的擾動(dòng)（使 R變化）； – 檢測(cè)誤差的擾動(dòng)（使 ?變化） 。 在圖 127中，各種擾動(dòng)作用都在穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖上表示出來了，所有這些因素最終都要影響到轉(zhuǎn)速。 ? 擾動(dòng)作用與影響 圖 127 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的給定作用和擾動(dòng)作用 勵(lì)磁變化 Id變化 電源波動(dòng) Kp變化 電阻變化 檢測(cè)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(duì)被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)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(cè)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(huì)增大被調(diào)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(dòng)。 ? 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(zhuǎn)速給定信號(hào) ， 它的些微變化都會(huì)使被調(diào)量隨之變化 ， 絲毫不受反饋?zhàn)饔玫囊种?。 ? 結(jié)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(fù)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動(dòng)作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對(duì)給定信號(hào)的任何變化都是唯命是從的。 五、反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的 動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì) 為了分析調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)品質(zhì) ， 必須首先建立描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)物理規(guī)律的數(shù)學(xué)模型 ， 對(duì)于連續(xù)的線性定常系統(tǒng) ， 其數(shù)學(xué)模型是常微分方程 ， 經(jīng)過拉氏變換 ， 可用傳遞函數(shù)和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖表示 。 1 反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)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(dòng)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(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)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(gòu)成系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)是電力電子變換器和直流電動(dòng)機(jī)。不同電力電子變換器的傳遞函數(shù)，它們的表達(dá)式是相同的，都是 1)(sss ?? sTKsW (145) 只是在不同場(chǎng)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(lì)直流電動(dòng)機(jī)等效電路 2. 直流電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù) EtILRIU ??? dd ddd0(146) 假定主電路電流連續(xù) ， 則動(dòng)態(tài)電壓方程為 ? 電路方程 如果 ， 忽略粘性磨擦及彈性轉(zhuǎn)矩 ， 電機(jī)軸上的動(dòng)力學(xué)方程為 (147) tnGDTTdd3752Le ?? 額定勵(lì)磁下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩分別為 dme ICT ?nCE e?(148) (149) 式中 — 包括電機(jī)空載轉(zhuǎn)矩在內(nèi)的負(fù)載轉(zhuǎn) 矩， Nm； — 電力拖動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的飛 輪慣量， Nm2； —電機(jī)額定勵(lì)磁下的轉(zhuǎn)矩系數(shù)
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