武漢工程大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(編輯修改稿)
2024-08-31 02:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 CR和ASR的理論設(shè)計(jì)及結(jié)果①電流環(huán)的設(shè)計(jì)電流環(huán)的設(shè)計(jì)具體設(shè)計(jì)步驟如下：a，確定時間常數(shù)整流裝置滯后時間常數(shù)Ts按表1，三相橋式電路的平均失控時間Ts=。電流濾波時間常數(shù)Toi=。電流環(huán)小時間常數(shù)取。b，選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)電流調(diào)節(jié)器選擇PI型，其傳遞函數(shù)為 （19）c，選擇電流調(diào)節(jié)器參數(shù)ACR超前時間常數(shù)：。ACR的比例系數(shù)為 （20）d，校驗(yàn)近似條件由電流環(huán)截止頻率，晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件，忽略反電勢對電流環(huán)影響的條件，小時間常數(shù)近似處理?xiàng)l件等考慮得電流調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為 （21）②轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)具體設(shè)計(jì)步驟如下：a，確定時間常數(shù)按小時間常數(shù)近似處理，取。b，選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)要求無靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)；又根據(jù)動態(tài)要求，應(yīng)按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。故ASR選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 （22）c，選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按典型Ⅱ型系統(tǒng)最佳參數(shù)的原則，取h=5，則ASR的超前時間常數(shù)為轉(zhuǎn)速開環(huán)增益 于是，ASR的比例系數(shù)為d，校驗(yàn)近似條件從轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率，電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件，小時間常數(shù)近似處理?xiàng)l件等考慮得：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為 （23）③ASR輸出限幅值的確定當(dāng)ASR輸出達(dá)到限幅值U*im，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個電流無靜差的單閉環(huán)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時 （24）式中，最大電流Idm是由設(shè)計(jì)者選定的，取決于電機(jī)的過載能力和拖動系統(tǒng)允許的最大加速度。在這里，我們選取Idm=20A，那么ASR輸出限幅值為 （25）SIMULINK建模我們借助SIMULINK，根據(jù)上節(jié)理論計(jì)算得到的參數(shù)，可得雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下所示：圖7 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖（1）系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)的simulink建模①啟動計(jì)算機(jī)，進(jìn)入MATLAB系統(tǒng)檢查計(jì)算機(jī)電源是否已經(jīng)連接，插座開關(guān)是否打開，確定計(jì)算機(jī)已接通，按下計(jì)算機(jī)電壓按鈕，打開顯示器開關(guān)，啟動計(jì)算機(jī)。打開Windows開始菜單，選擇程序，，啟動MATAB程序，如圖8，點(diǎn)擊后得到下圖9：圖8選擇MATAB程序圖9 點(diǎn)擊smulink 中的continuous,選擇transfor F（傳遞函數(shù)）就可以編輯系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型了，如圖10。圖10 smulink界面②系統(tǒng)設(shè)置選擇smulink界面左上角的白色圖標(biāo)既建立了一個新的simulink模型，系統(tǒng)地仿真與驗(yàn)證將在這個新模型中完成，可以看到在simulink目錄下還有很多的子目錄，里面有許多我們這個仿真實(shí)驗(yàn)中要用的模塊，這里不再一一介紹，自介紹最重要的傳遞函數(shù)模塊的設(shè)置，其他所需模塊參數(shù)的攝制過程與之類似。將transfor F（傳遞函數(shù)）模塊用鼠標(biāo)左鍵拖入新模型后雙擊transfor F（傳遞函數(shù)）模塊得到圖11，開始編輯此模塊的屬性。圖11參數(shù)表與模型建立參數(shù)對話欄第一和第二項(xiàng)就是我們需要設(shè)置的傳遞函數(shù)的分子與分母，如我們需要設(shè)置電流環(huán)的控制器的傳遞函數(shù)：，這在對話欄的第一欄寫如：[ 1]，第二欄為：[ 0]。點(diǎn)擊OK，參數(shù)設(shè)置完成。如圖12。圖12傳遞函數(shù)參數(shù)設(shè)置設(shè)置完所有模塊的參數(shù)后將模塊連接起來既得到圖7所示的系統(tǒng)仿真模型。在這里需要注意的是，當(dāng)我們按照理論設(shè)計(jì)的仿真模型得到的實(shí)驗(yàn)波形與理想的波形有很大的出入。圖13為按照理論設(shè)計(jì)得到的轉(zhuǎn)速輸出波形。圖13理論設(shè)計(jì)條件下輸出轉(zhuǎn)速曲線從圖13中可以清楚地看出，輸出轉(zhuǎn)速有很大的超調(diào)，%，這是我們所不能接受的。實(shí)踐表明：應(yīng)用這些工程設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器參數(shù)，其實(shí)際電流特性與預(yù)期的比較接近。但是，由于這兩種設(shè)計(jì)方法從理論上來講都只適用于零初始條件下對線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因此，對于含有非線性環(huán)節(jié)的可控硅調(diào)速系統(tǒng)來說，理論和實(shí)際的矛盾比較突出。在電機(jī)起動過程的大部分時間內(nèi)，轉(zhuǎn)速器處于飽和限幅狀態(tài)，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單環(huán)系統(tǒng)。因而轉(zhuǎn)速的動態(tài)響應(yīng)一定有超調(diào)，只是在轉(zhuǎn)速超調(diào)后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退出飽和，才真正發(fā)揮線性調(diào)節(jié)的作用。從另一個角度上看，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器起著飽和的非線性控制作用，只有這樣，才能保證內(nèi)環(huán)的恒值調(diào)節(jié)。所以可以看出，上述的很大的轉(zhuǎn)速超調(diào)是因?yàn)槲覀冇昧肆愠跏紬l件下線性控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了具有非線性環(huán)節(jié)的速度環(huán)參數(shù)的結(jié)果。因此，速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際
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