運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)-在線瀏覽
2024-09-15 17:31本頁(yè)面
【正文】 1). 系統(tǒng)的組成 ASR— 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR— 電流調(diào)節(jié)器 TG— 測(cè)速發(fā)電機(jī) TA— 電流互感器 UPE— 電力電子變換器 內(nèi)環(huán) 外 環(huán) 圖中，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器 UPE。 這就形成了 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。圖中標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，它們是按照電力電子變換器的控制電壓 Uc為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。 ?轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR的輸出限幅電壓 U*im決定了電流給定電壓的最大值； ?電流調(diào)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。它可以很方便地根據(jù)上圖的原理圖畫出來(lái)，只要注意用帶限幅的輸出特性表示PI 調(diào)節(jié)器就可以了。 1). 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 圖 24 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 ?— 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 。 ?不飽和 —— 輸出未達(dá)到限幅值 當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，正如 ，PI 作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是零。因此，對(duì)于靜特性來(lái)說(shuō)，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。 由第一個(gè)關(guān)系式可得 0*n nUn ???從而得到上圖靜特性的 CA段 。 這就是說(shuō)， CA段靜特性從理想空載狀態(tài)的 Id = 0 一直延續(xù)到 Id = Idm ，而 Idm一般都是大于額定電流 IdN 的。 （ 2） 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和 這時(shí)， 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(duì)系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。穩(wěn)態(tài)時(shí) dm*imd IUI ???式中，最大電流 Idm 是由設(shè)計(jì)者選定的，取決于電機(jī)的容許過載能力和拖動(dòng)系統(tǒng)允許的最大加速度。 這樣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)。 ?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，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。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。 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。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。 ? 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 。 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)。 雙閉環(huán)直流調(diào)
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