v-m雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)設計運動控制系統(tǒng)課程設計論文(編輯修改稿)
2025-07-22 14:57 本頁面
【文章內容簡介】 變換器UPE。從閉環(huán)結構上看，電流環(huán)在里面，稱作內環(huán)；轉速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)。兩個調節(jié)器均采用帶限幅作用的PI調節(jié)器。轉速調節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Uim*決定了電流給定的最大值，電流調節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm，圖中用帶限幅的輸出特性表示PI調節(jié)器的作用。當調節(jié)器飽和時，輸出達到限幅值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號使調節(jié)器退出飽和。當調節(jié)器不飽和時，PI調節(jié)器工作在線性調節(jié)狀態(tài)，其作用是輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時為零。為了實現(xiàn)電流的實時控制和快速跟隨，希希望電流調節(jié)器不要進入飽和狀態(tài)，因此，對于靜特性來說，只有轉速調節(jié)器飽和不飽和兩種情況。 VM雙閉環(huán)有環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)原理圖3 調速系統(tǒng)參數(shù)計算及整定1）.整流裝置滯后時間常數(shù)，即三相橋式電路的平均失控時間=。2).電流濾波時間常數(shù)=。3).電流環(huán)小時間常數(shù)之和，取=+=。根據(jù)設計要求≤5%，并保證穩(wěn)態(tài)無靜差，可按典型I型系統(tǒng)設計電流調節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調節(jié)器，其傳遞函數(shù)：(s)=檢查對電源電壓的抗擾性能：，參照典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)，各項指標都是可以接受的。電流調節(jié)器超前時間常數(shù)：=。電流環(huán)開環(huán)增益：要求5%時，應取=，因此=電流反饋系數(shù)轉速反饋系數(shù)于是，ASR的比例系數(shù)為 電流環(huán)截止頻率：1).閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件滿足近似條件。2).忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件3滿足近似條件。3).電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件滿足近似條件。按所用運算放大器取，各電阻和電容值為，取10， ，按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標為=%(5%，滿足條件)1).電流環(huán)等效時間常數(shù)：2).轉速濾波時間常數(shù)：3).轉速環(huán)小時間常數(shù)之和，取根據(jù)設計要求，選擇PI型調節(jié)器，其傳遞函數(shù)：按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5,則ASR的超前時間常數(shù)為轉速環(huán)開環(huán)增益： 可得ASR的比例系數(shù)為： 轉速環(huán)截止頻率：1).電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為滿足簡化條件。2).轉速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件為滿足近似條件。 由圖34，取，則，取2850，取轉速PI調節(jié)器原理圖含給定濾波和反饋濾波的PI型轉速調節(jié)器原理圖如圖6所示，圖中為電流給定電 壓，為電流負反饋電壓，調節(jié)器的輸出就是電力電子變換器的控制電壓。為轉速給定電壓，為轉速負反饋電壓，調節(jié)器的輸出是電流調節(jié)器的給定電壓。ASR—轉速調節(jié)器ACR—電流調節(jié)器， TG—測速發(fā)電機，TA—電流互感器，UPE—電力電子變換器，Un*—轉速給定電壓，Un—轉速反饋電壓，Ui*—電流給定電壓，Ui—電流反饋電壓。 校核轉速超調量當h=5時，查表32典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標得，不能滿足設計要求。實際上，由于表32是按線性系統(tǒng)計算的，而突加階躍給定時，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應該按ASR退飽和的情況重新計算超調量。 表32 典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標（按準則確定參數(shù)關系）h345678910%%%%%%%%3k32211111表33 典型II型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關系h345678910%%%%%%%%設理想空載起動時，負載系數(shù)，已知In=308A，=1000r/min，λ=,∑
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