《运动控制系统》第一版第3章转速、电流反馈控制的直流调速系统.ppt

从例题的计算结果来看，有三个问题是值得注意的。 （1）转速的退饱和超调量与稳态转速有关。 按线性系统计算转速超调量时，当h选定后，不论稳态转速n*有多大，超调量σn%的百分数都是一样的。 按照退饱和过程计算超调量，其具体数值与n*有关 （2）反电动势对转速环和转速超调量的影响 。 反电动势的动态影响对于电流环来说是可以忽略的。 对于转速环来说，忽略反电动势的条件就不成立了。好在反电动势的影响只会使转速超调量更小，不考虑它并无大碍。 （3）内、外环开环对数幅频特性的比较 外环的响应比内环慢，这是按上述工程设计方法设计多环控制系统的特点。 图 双闭环调速系统内环和外环的开环对数幅频特性 I——电流内环 n——转速外环 3.4.3 转速、电流双闭环直流调速系统的仿真 采用了转速、电流反馈控制直流调速系统，设计者要选择ASR和ACR两个调节器的PI参数，有效的方法是使用调节器的工程设计方法。 工程设计是在一定的近似条件下得到的，再用MATLAB仿真软件进行仿真，可以根据仿真结果对设计参数进行必要的修正和调整。 轧机轧辊转速、电流双闭环直流调速系统仿真模型 a) 电流波形 b）转速波形 系统最高给定转速1000 图中转速为实际值，电流用 的标幺值给出。 由图可见，系统的起动和制动电流均限制在1.5倍的额定电流，电机在恒流条件下起动和制动，起动时间约0.3s，制动时间约0.6s 电流超调 ，转速超调 稳态误差几乎为零，实现了系统的快速动态响应和无静差调速。 带额定负载时正、反转运行的仿真实验结果。 在工程设计时，首先根据典型I型系统或典型Ⅱ型系统的方法计算调节器参数， 然后利用MATLAB下的SIMULINK软件进行仿真， 灵活修正调节器参数，直至得到满意的结果。 因为 TiTΣi，选择τi= Ti ， 用调节器零点消去控制对象中大的时间常数极点， 电流环开环传递函数 ③ 计算电流调节器参数 校正成典型I型系统的电流环 (a)动态结构图 (b）开环对数幅频特性 参数关系KT 0.25 0.39 0.5 0.69 1.0 阻尼比? 超调量? 上升时间 tr 峰值时间 tp 相角稳定裕度 ? 截止频率?c 1.0 0 % ? ? 76.3° 0.243/T 0.8 1.5% 6.6T 8.3T 69.9° 0.367/T 0.707 4.3 % 4.7T 6.2T 65.5° 0.455/T 0.6 9.5 % 3.3T 4.7T 59.2 ° 0.596/T 0.5 16.3 % 2.4T 3.2T 51.8 ° 0.786/T 表 典型Ⅰ型系统动态跟随性能指标和频域指标与参数的关系 希望电流超调量?i ≤ 5%，选 ? =0.707， KI T?i =0.5 希望电流超调量?i ≤ 5%，选 ? =0.707， KI T?i =0.5， 则 于是， ACR 的比例系数为 ④ 校验近似条件 电流环截止频率： i）校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件 满足近似条件 ii）校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件 满足近似条件 iii）校验电流环小时间常数近似处理条件 满足近似条件 校正成典型I型系统的电流环。 按典型Ⅰ型系统设计的电流环的闭环传递函数为 采用高阶系统的降阶近似处理方法，忽略高次项，可降阶近似为 降价近似条件为 式中，ωcn——转速环开环频率特性的截止频率。 电流环在转速环中等效为 电流的闭环控制把双惯性环节的电流环控制对象近似地等效成只有较小时间常数的一阶惯性环节， 加快了电流的跟随作用，这是局部闭环（内环）控制的一个重要功能。 例题 某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下： 直流电动机：220V，136A，1460r/min，Ce=