电力拖动自动控制系统ppt1-6闭环控制的直流调速系统-liuwei.pptVIP

* 电流截止环节的参数很容易根据其电路和截止电流值 Idcr计算出。 PI调节器的参数 Kpi和τ可按动态校正的要求计算。 * *1.6.5 系统设计举例与参数计算（二） 系统调节器设计 例题1-8 在例题1-5中，已经判明，按照稳态调速指标设计的闭环系统是不稳定的。试利用伯德图设计PI调节器，使系统能在保证稳态性能要求下稳定运行。 * 为保证系统稳定，开环放大系数应满足式（B,1-41）的稳定条件 按稳态调速性能指标要求K ≥53.3 ，因此闭环系统是不稳定的。 * 解 （1）被控对象的开环频率特性分析 式（1-56）已给出原始系统的开环传递函数如下 已知 Ts = 0.00167s， Tl = 0.017s ， Tm = 0.075s ，在这里， Tm ≥ 4Tl ，因此分母中的二次项可以分解成两个一次项之积，即 * 根据例题1-4的稳态参数计算结果，闭环系统的开环放大系数已取为 于是，原始闭环系统的开环传递函数是 * 系统开环对数幅频及相频特性 相角裕度 ? 和增益裕度GM都是负值，所以原始闭环系统不稳定 * 其中三个转折频率（或称交接频率）分别为 * （2） PI调节器设计 为了使系统稳定，设置PI调节器，设计时须绘出其对数频率特性。 考虑到原始系统中已包含了放大系数为Kp的比例调节器，现在换成PI调节器，它在原始系统的基础上新添加部分的传递函数应为 * PI调节器对数频率特性 -20 L/dB + O O ? ? 2 - 1 KP? ? ? /s-1 1 KPi? 1 ?1 = 相应的对数频率特性绘于图1-41中。 实际设计时，一般先根据系统要求的动态性能或稳定裕度，确定校正后的预期对数频率特性，与原始系统特性相减，即得校正环节特性 具体的设计方法是很灵活的，有时须反复试凑，才能得到满意的结果 本例题的闭环调速系统，可以采用比较简便方法，由于原始系统不稳定，表现为放大系数K过大，截止频率过高，应该设法把它们压下来 为了使校正后的系统具有足够的稳定裕度，它的对数幅频特性应以–20dB/dec 的斜率穿越 0dB 线 * O 系统校正的对数频率特性 校正后的系统特性 校正前的系统特性 把图中的原始系统特性①压低，使校正后特性③的截止频率ωc2 1/ T2。在ωc2 处，应有 可令，Kpi? = T1使校正装置的比例微分项（Kpi? s + 1）与原始系统中时间常数最大的惯性环节 对消。 * O 校正后系统的稳定性指标 ? 和GM都已变成较大的正值，有足够的稳定裕度，而截止频率从 ?c1 = 208.9 s–1降到 ?c2 = 30 s–1 ，快速性被压低了许多，显然这是一个偏于稳定的方案 * 由图1-40的原始系统对数幅频和相频特性可知 因此 代入已知数据，得 取Kpi? = T1 = 0.049s，为了使?c2 1/ T2 =38 s–1 ，取 ?c2 = 30 s–1 ， 在特性①上查得相应的 L1 = 31.5dB， 因而 L2= –31.5dB。 * （3）调节器参数计算 从图1-42中特性②可以看出 所以 * 已知 Kp = 21 因此 而且 于是，PI调节器的传递函数为 * 最后，选择PI调节器的参数。已知 R0=40k?，则 取 R1= 22k? * 本章小结 学习和掌握直流调速方法； 学习和掌握直流调速电源； 学习和掌握直流调速系统： 系统组成； 系统分析（静态性能、动态性能）； 系统设计（调节器的结构和参数设计）。 * 思考题 1．闭环控制系统的动态特性：静特性、结构图？ 2．讨论无静差调速系统，积分控制规律和比例积分控制规律。 3．有静差、无静差的主要区别？比例——积分放大器什么结构？ 4．应用自动控制理论解决系统的动态分析和设计方法。 * The end 46电力拖动自动控制系统 电力传动控制系统 * 46电力拖动自动控制系统 电力传动控制系统 * * 闭环控制的直流调速系统 电力拖动自动控制系统 第 1 章 * 本章提要 1.1 直流调速系统用的可控直流电源 1.2 晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题 1.3 直流脉宽调速系统的主要问题 1.4 反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计 1.5 反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计 1.6 比例积分控制规律和无静差调速系统 * 本节要点： 1．PI调节器的