电力拖动自动控制系统第5课选编.ppt

电气传动控制系统课程;;主要内容;对于经常正、反转运行的调速系统，缩短起、制动过程的时间是提高生产率的重要因素。 在起动（或制动）过渡过程中，希望始终保持电流（电磁转矩）为允许的最大值，使调速系统以最大的加（减）速度运行。 当到达稳态转速时，最好使电流立即降下来，使电磁转矩与负载转矩相平衡，从而迅速转入稳态运行。;第二章中表明，采用转速负反馈和 PI 调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。 但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。 转速单闭环系统不能随意控制电流和转矩的动态过程。 采用电流截止负反馈环节只能限制电流的冲击，并不能很好地控制电流的动态波形。;单闭环实际起动性能;理想起动性能; 希望能实现的控制目标：;3.1.1 转速、电流双闭环直流调速系统的组成;;使用限幅电路控制调节器最大输出：;转速和电流两个调节器都采用带限幅作用的PI调节器：;比例积分调节器的输入只要不为负，输出就一直增大，因此需要限幅电路限制输出。 转速调节器ASR的输出限幅电压U*im决定电流给定电压的最大值； 电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。;当ASR不饱和时，ASR成为主导的调节器， 转速负反馈起主要作用。;1. 系统稳态结构图;（1） 两个调节器都不饱和;（2） 转速调节器饱和、电流调节器不饱和;AB 段是两个调节器都不饱和时的静特性，Id Idm , n = n0。 BC 段是 ASR 调节器饱和时的静特性，Id = Idm , （只适用于n n0）。;3.1.2 双闭环调速系统的静特性分析 ;3.1.3 各变量稳态工作点和稳态参数;上述关系表明，在稳态工作点上， ? 转速 n 是由给定电压U*n决定的； ? ASR的输出量U*i决定了负载电流 IdL 的大小； ? 控制电压 Uc 的大小则同时取决于 n 和 Id，或者说，同时取决于U*n 和 IdL。; 反馈系数计算; 两个给定电压的最大值U*nm和U*im由设计者选定，设计原则如下： U*nm受运算放大器允许输入电压和稳压电源的限制； U*im 为ASR的输出限幅值。;3.2 双闭环直流调速系统???动态模型;2.2.1 双闭环直流调速系统的动态数学模型;1. 系统动态结构;2. 数学模型;2.2.2 起动过程分析 ;;;;第 II 阶段（续）;;第 Ⅲ 阶段（续）;第 Ⅲ 阶段（续）;第 Ⅲ 阶段（续）;2. 分析结果;（1）?饱和非线性控制;（2）准时间最优控制;（3）转速超调; 最后，应该指出，对于不可逆的电力电子变换器，双闭环控制只能保证良好的起动性能，却不能产生回馈制动，在制动时，当电流下降到零以后，只好自由停车。 必须加快制动时，只能采用电阻能耗制动或电磁抱闸。;2.2.3 动态抗扰性能分析 ;1. 抗负载扰动;;;3. 对比分析;2.2.4 转速和电流两个调节器的作用 ;2. 电流调节器的作用;1.双闭环调速系统的组成 2.双闭环调速系统静特性及稳态参数计算 3.双闭环调速系统动态数学模型 4.双闭环调速系统调速过程与原理