運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-09-01 17:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的下垂特性只適合于 n n0 的情況，因?yàn)槿绻? n n0 ，則 Un U*n ，ASR將退出飽和狀態(tài)。 4). 兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用 ?雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于 Idm時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。 ?當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 Idm 后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無(wú)靜差，得到過(guò)電流的自動(dòng)保護(hù)。 這就是采用了兩個(gè) PI調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)、外兩個(gè)閉環(huán)的效果。這樣的靜特性顯然比帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)靜特性好。然而實(shí)際上運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)并不是無(wú)窮大，特別是為了避免零點(diǎn)飄移而采用 “準(zhǔn) PI調(diào)節(jié)器”時(shí)，靜特性的兩段實(shí)際上都略有很小的靜差，如上圖中虛線所示。 各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，各變量之間有下列關(guān)系 0n*n nnUU ?? ???dLdi*i IIUU ?? ???sdL*nesdesd0c/KRIUCKRInCKUU ????? ?(23) (25) (24) 上述關(guān)系表明，在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上， ? 轉(zhuǎn)速 n 是由給定電壓 U*n決定的； ? ASR的輸出量 U*i是由負(fù)載電流 IdL 決定的； ? 控制電壓 Uc 的大小則同時(shí)取決于 n 和 Id，或者說(shuō)，同時(shí)取決于 U*n 和 IdL。 這些關(guān)系反映了 PI調(diào)節(jié)器不同于 P調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)。比例環(huán)節(jié)的輸出量總是正比于其輸入量，而 PI調(diào)節(jié)器則不然，其輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無(wú)關(guān)，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。后面需要 PI調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止。 ? 反饋系數(shù)計(jì)算 鑒于這一特點(diǎn)，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算與單閉環(huán)有靜差系統(tǒng)完全不同，而是和無(wú)靜差系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算相似，即根據(jù)各調(diào)節(jié)器的給定與反饋值計(jì)算有關(guān)的反饋系數(shù) ： 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 電流反饋系數(shù) m a x*nmnU??dm*imIU??(26) (27) 兩個(gè)給定電壓的最大值 U*nm和 U*im由設(shè)計(jì)者選定，設(shè)計(jì)原則如下： ? U*nm受運(yùn)算放大器允許輸入電壓和穩(wěn)壓電源的限制； ? U*im 為 ASR的輸出限幅值 。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 和動(dòng)態(tài)性能分析 本節(jié)提要 ?雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 ?起動(dòng)過(guò)程分析 ?動(dòng)態(tài)抗擾性能分析 ?轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)，即可繪出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示。 1). 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu) 圖 26 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 U*n ? Uc IdL n Ud0 Un + ? + Ui WASR(s) WACR(s) Ks Tss+1 1/R Tl s+1 R Tms U*i Id 1/Ce + E 2). 數(shù)學(xué)模型 圖中 WASR(s)和 WACR(s)分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。如果采用 PI調(diào)節(jié)器，則有 ssKsWnnnA S R1)(?? ??ssKsWiiiA C R1)(?? ?? 起動(dòng)過(guò)程分析 前已指出，設(shè)置雙閉環(huán)控制的一個(gè)重要目的就是要獲得接近理想起動(dòng)過(guò)程，因此在分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能時(shí)，有必要首先探討它的起動(dòng)過(guò)程。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓U*n由靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速和電流的動(dòng)態(tài)過(guò)程示于下圖。 圖 27 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速和電流波形 n O O t t Idm IdL Id n* I II III t4 t3 t2 t1 1). 起動(dòng)過(guò)程 由于在起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器
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