【正文】 1 t3 t4? n上升到了給定值 n*， Δ Un=0，因為 IdIdL，電動機仍處于加速過程，使 n超過了 n*，稱之為起動過程的轉速超調； ? 轉速的超調造成了 Δ Un0 ， ASR退出飽和狀態(tài)， UI和 Id很快下降，轉速仍在上升，直到時 t=t3， Id=IdL，轉速才到達峰值； ? 在 t3~t4時間內， IdIdL，轉速由加速變?yōu)闇p速，直到穩(wěn)定； ? 如果調節(jié)器參數(shù)整定的不夠好，也會有一段振蕩過程。 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的動態(tài)過程分析 起動過程分析 ? 第 III階段：轉速調節(jié)階段 (t2以后 ) 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的數(shù)學模型與動態(tài)過程分析 ? 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點： – 飽和非線性控制； ? 調節(jié)過程中， ASR處于飽和和非飽和兩種狀態(tài)，飽和過程是一種非線性控制。 – 準時間最優(yōu)控制。但是電流不能突變，存在 I和 III兩個電流變化階段，故可稱為準時間最優(yōu)。 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的數(shù)學模型與動態(tài)過程分析 1)抗負載擾動 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的動態(tài)過程分析 動態(tài)抗擾性能分析 ? 負載擾動作用在電流環(huán)之后，只能靠 轉速調節(jié)器 ASR來產生抗負載擾動作用； ? 設計 ASR時，要求有較好的抗擾性能指標。 直流調速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾性能 ＋－U n*W KsαI d n＋Ts + 1ASR＋ 1/Rs T l + 1s＋ Rm sT1eC(s) W ACR (s)－U nU i*U iU c U d0 Ed177。 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的數(shù)學模型與動態(tài)過程分析 2)電流調節(jié)器的作用 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的動態(tài)過程分析 調節(jié)器的作用 ? 在轉速外環(huán)的調節(jié)過程中，使電流緊緊跟隨其給定電壓 (即外環(huán)調節(jié)器的輸出量 )變化； ? 對電網電壓的波動起 及時 抗擾作用； ? 在轉速動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流； ? 當電動機過載甚至堵轉時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的設計 ? 在控制系統(tǒng)中設置調節(jié)器是為了改善系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能； ? 靜態(tài)性能已在 ； ? 控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括對給定輸入信號的 跟隨性能指標 和以擾動輸入信號的 抗擾性能指標 。5 %(或 177。 上升時間， 表示動態(tài)響應的快速性。 2)超調量 σ ：在階躍響應中了，輸出量超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏差與穩(wěn)態(tài)值之比的百分值。 5%或 177。調節(jié)時間用來衡量系統(tǒng)整個調節(jié)過程的快慢， ts小，表示系統(tǒng)的快速性好。5 %(或 177。 C ∞1O tC (t)t mt vC maxC b177。2%)C ∞2ΔF恢復時間 動態(tài)降落 最大動態(tài)降落時間 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的設計 抗擾性能指標 1)動態(tài)階落 Δ Cmax%：系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，突加一定數(shù)值的階躍擾動后所引起的輸出量最大降落，用原穩(wěn)態(tài)值 C∞1 的百分數(shù)表示，叫做動態(tài)降落 （ Δ Cmax/C∞1 ） 100%。 5%(或177。其中 Cb稱為抗擾指標中輸出量的基準值，視具體情況選定。 K sT 1 + 1＋s T 2 + 1s＋－R(s) K p τ + 1s( )τ sW(s)1 F(s) W(s)2K 2 C(s)調節(jié)器控制對象 (內環(huán) )開始，對其進行必要的變換和近似處理，然后根據電流環(huán)的控制要求確定把它校正成 I型系統(tǒng)。按動態(tài)性能指標要求確定電流調節(jié)器的參數(shù) ?,pK 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的設計 ? 工程設計方法： 在設計時，把實際系統(tǒng)校正或簡化成典型系統(tǒng)，可以利用現(xiàn)成的公式和圖表來進行參數(shù)計算，設計過程簡便得多。 ? 在典型系統(tǒng)設計的基礎上，利用 MATLAB/SIMULINK進行計算機輔助分析和設計，可設計出實用有效的控制系統(tǒng)。 ? ?? ?? ???????? niirmiisTssKsW1111?（ 39） ? 控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)都可表示為： 分母中的項表示該系統(tǒng)在 s=0處有 r重極點，或者說，系統(tǒng)含有 r個積分環(huán)節(jié)，稱作 r型系統(tǒng) 。 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的設計 典型 I型系統(tǒng) ? 選擇調節(jié)器的結構，使系統(tǒng)能滿足所需的穩(wěn)態(tài)精度。因此 常把 Ⅰ 型和 Ⅱ 型系統(tǒng)作為系統(tǒng)設計的目標 。 ? 對數(shù)幅頻特性的中頻段以 20dB/dec的斜率穿越零分貝線，只要參數(shù)的選擇能保證足夠的中頻帶寬度，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定。 ? 分貝 /十倍頻 dB/dec 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的設計 ＋－R(s) KT + 1ss( )C(s)OL/dBOφ2 0d B/ de cω c4 0d B/ de cT120 lg K1O90O180Oω /s1γω /s1? ? ccK ?? lg201lglg20lg20 ??? 典型 I型系統(tǒng) ?????? ?? TK cc 1??閉環(huán)系統(tǒng)結構圖 開環(huán)對數(shù)幅頻特性 ? 典型 I型系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性的幅值為： 得到： TT cc ??? a r c t a n90a r c t a n90180 000 ?????? 相角裕度為： ? K值越大，截止頻率 ωc也越大，系統(tǒng)響應越快，相角穩(wěn)定裕度 γ 越小，快速性與穩(wěn)定性之間存在矛盾： ? 在選擇參數(shù) K時，須在快速性與穩(wěn)定性之間取折衷。 ? 過阻尼動態(tài)響應較慢， 一般把系統(tǒng)設計成欠阻尼，即： 0 ξ 1。 5%的條件下可近似計算，得： （ 316） ? 截止頻率 (按準確關系計算 )： （ 317） T系統(tǒng)的慣性時 間常數(shù)，給定系 統(tǒng)是固定 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的設計 典型 I型系統(tǒng) 動態(tài)跟隨性能指標 ? 相角穩(wěn)定裕度： ? ?2124 214 2 ?? ?? ??? ar c t g （ 318） 表 31 典型 I型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標和頻域指標與參數(shù)的關系 % 176。 % 176。 0% ? ? 176。 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的設計 典型 I型系統(tǒng) 動態(tài)抗擾性能指標 ? 影響到參數(shù) K的選擇的第二個因素是它和抗擾性能指標間的關系； ? 典型 I型系統(tǒng)已經規(guī)定了系統(tǒng)的結構，分析它的抗擾性能指標的關鍵因素是擾動作用點； ? 某種定量的抗擾性能指標 只適用于一種特定的擾動作用點 。 ? WACR(s)采用 PI調節(jié)器 典型 I型系統(tǒng) 動態(tài)抗擾性能指標 電流環(huán)在一種擾動作用下的結構 sTT ?1lTT ?2這里： 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的設計 ? ?? ? ? ? ? ?1111 1)()()(1212212121 ????????? Tss KsTs KKsT KsTs sTKsWsWsW 典型 I型系統(tǒng) 動態(tài)抗擾性能指標 ? 用調節(jié)器中的 (τ s+1)對消掉了較大的時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié) (T2s+1) (即令： τ =T2)，就成為典型 I型系統(tǒng)。 ? 取 K1K2=K， T=T1，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 、電流反饋控制直流調速系統(tǒng)的設計 ))(1()1(11)()(1)()(2222122212KsTssTTsFKTsKKssTFKsWsWsWsFsC??????????????sFsF ?)()122)(1()1(2)(222 ??? ??? TsTssT TsTFK