運(yùn)動控制轉(zhuǎn)速電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)教學(xué)課件ppt-閱讀頁
2024-11-03 00:26本頁面
【正文】 sC 典型 I型系統(tǒng) 動態(tài)抗擾性能指標(biāo) ? 在階躍擾動 作用下，得： ? ? ? ? ?????? ???????? ??? TtmeTtememmm mFKtC TtTtTt 2s i n2c o s11122 2)( 2/2/2/2 2? 在選定 KT=： （ 319） ? 階躍擾動后，輸出變化量的動態(tài)過程函數(shù)為： 121 ??TTm? 式中， 為控制對象中小時間常數(shù)與大時間常數(shù)的比值。 、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 典型 I型系統(tǒng) 動態(tài)抗擾性能指標(biāo) ? 在計(jì)算抗擾性能指標(biāo)時，為了方便起見，輸出量的最大動態(tài)降落 Δ Cmax用基準(zhǔn)值 Cb的百分?jǐn)?shù)表示；所對應(yīng)的時間 tm用時間常數(shù) T的倍數(shù)表示； ? 允許誤差帶為 177。 C ∞1O tC (t)t mt vC maxC b177。2%)C ∞2ΔFK1K2=K， T=T1 、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ? ? ? ?? ?112 ??? Tss sKsW ?＋－R ( s ) KT + 1ss ( )C ( s )2τ + 1s( ) 典型 II型系統(tǒng) ? 典型 II型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)表示為： OL/dBOφ 20 dB /d ecω c 40 dB /d ecT12 0l gK1O90O180Oω /s1γω /s1 40 dB /d ec1ω 1=τω 2=h（ 322） ? 閉環(huán)結(jié)構(gòu)圖和開環(huán)對數(shù)幅頻特性如下圖： ? 其中頻段也是以 20dB/dec的斜率穿越零分貝線，由于分母 s2項(xiàng)對應(yīng)的相頻特性是 1800，后面還有一個慣性環(huán)節(jié) (這一般是系統(tǒng)中必定有的 )，如不在分子上添加一個比例微分 (τ s+1)，就無法把相頻特性抬到 1800線以上，也就無法保證系統(tǒng)穩(wěn)定。 、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （ 324） 典型 II型系統(tǒng) ? 一般情況下， ω=1點(diǎn)在 40db/dec特性段，故： ? ? ? ? ccK ????? 111 lg20lg201lglg40lg20 ?????因此： cK ??1?hT??又因?yàn)椋? ?當(dāng) T值確定后， 選擇 h和 ωc ，就相當(dāng)于選擇了 τ 和 K。 ? 最小準(zhǔn)則說明，對于一定的 h值，只有一個確定的 ωc(或 K)可以得到最小的閉環(huán)幅頻特性峰值 Mrmin，這時， ωc和 ω1 、 ω2之間的關(guān)系為： 2 1h1????c（ 325） （ 326） 以上兩式稱為 Mrmin 準(zhǔn)則的“ 最佳頻比 ”。 加大中頻寬 h，可以減小 Mrmin ，從而降低超調(diào)量；但同時 ωc也減小，使快速性減弱，經(jīng)驗(yàn)表明， 閉環(huán)幅頻特性峰值 Mrmin在 ~，系統(tǒng)的動態(tài)性能較好 。 典型 II型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ? ? ? ?? ?112 ??? Tss sKsW ?、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ? ? ? ?? ?112 ??? Tss sKsW ?? ? ? ?? ? ? ?112 111 2222 ???????? ????? Tss h T sThhTss sKsW ? 典型 II型系統(tǒng) 動態(tài)跟隨性能指標(biāo) ? 典型 II型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： ? ? ? ?? ?? ?? ? ? ? 11212112111211 22233222222????????????????h T ssThhsThhh T sh T sThhTssh T sThhsWsWsWcl? 按最小準(zhǔn)則，選擇調(diào)節(jié)器，得： ? 系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： hT??2221ThhK ??、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ? ??????? ???????112121222332h T ssTh hsTh hsh T ssC表 34 典型 II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo) （按 Mrmin準(zhǔn)則確定關(guān)系時） % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 2 % 2 % 3 ?% tr /T ts /T k 10 9 8 7 6 5 4 3 h 典型 II型系統(tǒng) 動態(tài)跟隨性能指標(biāo) ? ? ssR 1?? 當(dāng) R(t)為單位階躍函數(shù) ，則： 、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) Rm sT1eC(s )W cl i(s )U nU i* E＋－U n* WI dLαn＋－AS R 典型 II型系統(tǒng) 動態(tài)抗擾性能指標(biāo) ? 控制系統(tǒng)的動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和擾動作用點(diǎn)有關(guān)，典型雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的擾動作用如下所示： 轉(zhuǎn)速環(huán)在負(fù)載擾動作用下的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 ? Wcli(s)是電流環(huán) 閉環(huán) 傳遞函數(shù) ? WASR(s)采用 PI調(diào)節(jié)器。 ? 由于振蕩次數(shù)增加， h5時，恢復(fù)時間 tv反而拖長了， h=5是較好選擇。 、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) )1)(1()1()(21 ????sTsTssKsW ?)1()(39。其等效時間常數(shù)為： ????? 321 TTTT? 考察一個有 2個高頻段的小慣性環(huán)節(jié)的開環(huán)傳遞函數(shù)： ? 其中 T T2為小時間常數(shù)，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性為： ? 近似處理后的近似傳函為： ? ?21 TTT ??（ 336） )()1( 1)1)(1( 1)(2122121 TTjTTsTjsTjjW ??????? ?????2131TTc ??（近似條件） 、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ? ? 11)1)(1)(1( 1 321321 ??????? sTTTsTsTsT133221131TTTTTTc ???? 控制對象的工程近似處理 高頻小慣性環(huán)節(jié) ? 有三個小慣性環(huán)節(jié)，其近似處理的表達(dá)式為： ? 近似條件 為： 、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1)( 23 ???? csbsasKsW1)( ?? csKsW),1m in(31c acb?? 控制對象的工程近似處理 高階系統(tǒng)的近似處理 ? 三階系統(tǒng)，表達(dá)式為： a， b， c都是正數(shù)，且 bca，即系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器 ? 用工程設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的原則是 先內(nèi)環(huán)后外環(huán) ； ? 先從電流環(huán) (內(nèi)環(huán) )開始，對其進(jìn)行必要的變換和近似處理，然后根據(jù)電流環(huán)的控制要求確定把它校正成哪一類型系統(tǒng)； ? 再按照控制對象確定電流調(diào)節(jié)器的類型，按動態(tài)性能指標(biāo)要求確定電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)； ? 電流環(huán)設(shè)計(jì)完成后，把電流環(huán)等效成轉(zhuǎn)速環(huán) (外環(huán) )中的一個環(huán)節(jié)，再用同樣的方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。 根據(jù)表 31確定參數(shù) K和T ? ? ? ?1?? Tss KsW? ? ? ? ? ?sWsWsW A C R 被控對象??（ 被控對象 對快速性和穩(wěn)定性的要求 ）確定電流調(diào)節(jié)器的類型（ PI）。為了平衡這種延遲，在給定信號通道上也加入一個同等時間的慣性環(huán)節(jié)，稱為給定濾波環(huán)節(jié)，讓給定信號與反饋信號同等延滯，從而帶來設(shè)計(jì)上的方便。滿載啟動， t=0時，Idl=136。對比上述曲線，思考負(fù)載的變化對電流曲線和轉(zhuǎn)速曲線的影響； ，對比斷開前后曲線
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