轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計報告(已改無錯字)
2022-11-19 09:09:23 本頁面
【正文】 按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計的電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 KIs ( TΣis + 1 )Ui*( s )βId( s )( b )( a )L / d B0ω / s 1ωc i1TΣ i 2 0 d B / d e c 4 0 d B / d e cAU*iUeRiCiRb a lR02R02R02R02Co iCo i β Id111)1(1)1(/)()()(2* ???????????sKsKTsTs KsTsKsUsIsWIIiiIiIidc l i ?成都大學電子信息工程學院課程設(shè)計 15 采用高階系統(tǒng)的降階近似處理方法，忽略高次項，可降階近似為 降價近似條件為 式中，ω —— 轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。 電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中等效 為 電流的閉環(huán)控制把雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對象近似地等效成只有較小時間常數(shù)的一階慣性環(huán)節(jié) 加快了電流的跟隨作用，這是局部閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）控制的一個重要功能。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計 圖 37 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其簡化 (a)用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán) 111)(?? sKsWIcliId L( s )n ( s )1 / β s + 1A S RUi*( s )Id( s )αTo ns + 11To ns + 1Un*( s )( a )1KIRCeTmsiI TK?? 31?111)()()(* ??? sKsWsUsIIc l iid ??成都大學電子信息工程學院課程設(shè)計 16 圖 38 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其簡化 (b)等效成單位負反饋系統(tǒng)和小慣性的近似處理 把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時將給定信號改成 U*n(s)/a,把時間常數(shù)為 1 / KI 和 Ton 的兩個小慣性環(huán)節(jié)合并 轉(zhuǎn)速環(huán)的控制對象是由一個積分環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)組成， IdL(s)是負載擾動。 系統(tǒng)實現(xiàn)無靜差的必要條件是：在負載擾動點之前必須含有一個積分環(huán)節(jié)。 轉(zhuǎn)速開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)有兩個積分環(huán)節(jié)，按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計。 ASR 采用 PI 調(diào)節(jié)器 Kn — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； n — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。 調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 A S R( b )α / βTΣ ns + 1RCeTmsId L( s )Id( s )Un*( s )αn ( s )ssKsW nnnA S R ?? )1()( ??)1()1()1()1()(2 ????????? sTsTCsRKsTsTCRssKsWnmennnnmennnn????????onIn TKT ???1成都大學電子信息工程學院課程設(shè)計 17 令轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益 KN 為 則 圖 39 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其簡化 (c)校正后成為典型Ⅱ型系統(tǒng) 無特殊要求時，一般以選擇 h=5 為好。 模擬式 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電路 圖 310 含給定濾波與反饋濾波的 PI 型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 U*n — 轉(zhuǎn)速給定電壓； – α n — 轉(zhuǎn)速負反饋電壓； mennN TC RKK ?? ??)1( )1()( 2 ??? ? sTs sKsW nnNn ?KN( τns + 1 )s2( TΣ ns + 1 )( c )Un*( s )αn ( s )nn hT???2221nN ThhK???nmen RTh TChK??? ? ?2 )1(AU*nRnCnRb a lCo nCo n α nU*iR02R02R02R02AU*nRnCnRb a lCo nCo n α nU*iR02R02R02R02成都大學電子信息工程學院課程設(shè)計 18 U*i — 電流調(diào)節(jié)器的給定電壓。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退飽和時轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計算 當轉(zhuǎn)速超過給定值之后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 由飽和限幅狀態(tài)進入線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時的轉(zhuǎn)速環(huán)由開環(huán)進入閉環(huán)控制，迫使電流由最大值 Idm降到負載電流 Idl 。 ASR 開始退飽和時，由于電動機電流 Id 仍大于負載電流Idl ，電動機繼續(xù)加速，直到 Id Idl 時，轉(zhuǎn)速才降低。 這不是按線性系統(tǒng)規(guī)律的超調(diào)，而是經(jīng)歷了飽和非 線性區(qū)域之后的超調(diào)，稱作“退飽和超調(diào)”。 假定調(diào)速系統(tǒng)原來是在 Idm的條件下運行于轉(zhuǎn)速 n*； 在點 O’ 突然將負載由 Idm降到 Idl ，轉(zhuǎn)速會在突減負載的情況下，產(chǎn)生一個速升與恢復(fù)的過程； 突減負載的速升過程與退飽和超調(diào)過程是完全相同的。 圖 311 ASR 飽和時轉(zhuǎn)速環(huán)按典型 II 型系統(tǒng)設(shè)計的調(diào)速系統(tǒng)起動過程 nn*tt2IdId L≈ Id m0 39。t0Δ nΔ nm a x0成都大學電子信息工程學院課程設(shè)計 19 圖 312 調(diào)速系統(tǒng)的等效動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 (a)以轉(zhuǎn)速 n 為輸出量 只考慮穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n*以上的超調(diào)部分，Δ n=nn*，坐標原點移到 O’點， 圖 313 調(diào)速系統(tǒng)的等效動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 (b）以轉(zhuǎn)速超調(diào)值為輸出量 初始條件則轉(zhuǎn)化為 圖 314 調(diào)速系統(tǒng)的等效動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 (c) 圖 (b)的等效變換 把Δ n 的負反饋作用反映到主通道第一個環(huán)節(jié)的輸出量上( a )
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