單回路pid控制ppt課件(2)-文庫(kù)吧資料
2025-05-12 13:11本頁(yè)面
【正文】 來(lái)，就可以畫(huà)出閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示。如果不需要在結(jié)構(gòu)圖中顯現(xiàn)出電流，可將擾動(dòng)量的綜合點(diǎn)移前，再進(jìn)行等效變換，得下圖 a。 ? 微分方程 在零初始條件下，取等式兩側(cè)的拉氏變換，得電壓與電流間的傳遞函數(shù) 11)()()(0dd??? sTRsEsUsIl電流與電動(dòng)勢(shì)間的傳遞函數(shù) sTRsIsIsEmdLd )()()( ??(152) (153) ? 傳遞函數(shù) ? 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 Id (s) IdL(s) + E (s) R Tms b. 式（ 1－ 31）的結(jié)構(gòu)圖 E(s) Ud0 + 1/R Tl s+1 Id (s) a. 式（ 1－ 30）的結(jié)構(gòu)圖 + 圖 134 額定勵(lì)磁下直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 n(s) c. 整個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)圖 1/Ce Ud0 IdL (s) E Id (s) Un + + 1/R Tl s+1 R Tms 由上圖 c可以看出，直流電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)輸入量，一個(gè)是施加在電樞上的理想空載電壓，另一個(gè)是負(fù)載電流。 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)， Nm/A； em π30 CC ?TL GD2 — 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù) ， s； — 電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)， s。 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)。 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(guò)拉氏變換 ， 可用傳遞函數(shù)和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖表示 。 ? 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?。 – 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。 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(lái)了，所有這些因素最終都要影響到轉(zhuǎn)速。 ? 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 ” 。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。 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。 1. 被調(diào)量有靜差 從靜特性分析中可以看出 ， 由于采用了比例放大器 ， 閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù) K值越大 ， 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能越好 。 Kp Ks ? 1/Ce U*n Uc ?Un E n Ud0 Un + + IdR n 四、反饋控制規(guī)律 圖 125 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 a）只考慮給定作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng) b） 只考慮擾動(dòng)作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng) )1(e*nspKCUKKn??)1(edKCRIn???U*n Kp Ks ? 1/Ce Uc ?Un n Ud0 Un + + Kp Ks ?
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