第2章单闭环调速控制系统的构成及计算机仿真运动控制系统工程251章节(4477KB).pptVIP

3、比例积分调节器的时域表达式和控制规律 实验结果分析 控制规律：比例部分能迅速产生输出响应，积分部分则最终能消除被反馈的物理量的稳态误差。　 由PI调节器所构造出的调速系统也都是无静差调速系统。是否是转速无静差调速系统，应有被反馈的信号是否是转速信号转速来决定。 3、比例积分调节器的时域表达式和控制规律 实验结果分析 控制规律：比例部分能迅速产生输出响应，积分部分则最终能消除被反馈的物理量的稳态误差。　 NOTE：不论积分调节器还是比例积分调节器，如果输入偏差长期处于ΔUn＞0或ΔUn＜0的状态,那么该调节器必定饱和，要想使输出退出饱和，输入偏差信号ΔUn必须要改变极性。 如果输入偏差单极性的时间大于调节器的输出从零增长或下降到饱和值的时间，那么就认为输入偏差单极性时间处于 “长期” 状态。 课堂练习： * * 某转速无静差调速 控制系统如右图所示， 在调试过程中，用点 试法判定反馈极性。 方法如下：首先将K1 和K2断开，给控制系统送电后，已知： 　　　　　　，将K1闭合，当 转速稳定之后 （由于限流电阻的存在，突加给定不会发生事故），再将 K2闭合，出现如下现象试判定转速反馈的极性： 课堂练习： 1、K2闭合之后，转速 下降是什么反馈？为什么？ * * 课堂练习： 1、K2闭合之后，转速 下降是什么反馈？为什么？ 解：是负反馈。 因为在K2闭合之前，由于 PI调节器的输入偏差电压不 为零，导致PI调节器出现饱和 限幅。又因为在K2闭合之后，转速出现下降，说明给定极性与反馈极性 相反并且反馈幅值在接入前大于给定幅值，才会使PI调节器的输入偏差 电压改变极性，才能使PI调节器退出饱和限幅。 * * 课堂练习： 1、K2闭合之后，转速 下降是什么反馈？为什么？ 解：是负反馈。 因为在K2闭合之前，由于 PI调节器的输入偏差电压不 为零，导致PI调节器出现饱和 限幅。又因为在K2闭合之后，转速出现下降，说明给定极性与反馈极性 相反并且反馈幅值在接入前大于给定幅值，才会使PI调节器的输入偏差 电压改变极性，才能使PI调节器退出饱和限幅。 * * 课堂练习： 1、K2闭合之后，转速 下降是什么反馈？为什么？ 2、K2闭合之后，转速不变 是什么反馈？为什么？ 解：不确定。 　　因为，如果反馈极性的幅值小于给定极性的幅值，那么无论是负反馈还正反馈，都不会改变PI调节器的输入极性；都不会使PI调节器退出饱和。 如果在实际工程中遇到此类问题如何解决呢? * * 在实际工程的解决方法是: 适当减少一点给定电压,如果造成转速下降,说明此转速反馈是负反馈; 如果给定电压减少为零了,转速还没有发生变化,那么说明此转速反馈是正反馈 课堂练习： 1、K2闭合之后，转速 下降是什么反馈？为什么？ 2、K2闭合之后，转速不变 是什么反馈？为什么？ 3、假设转速反馈系数：α=0.005。如果K2闭合之前，转速为800rpm，那么K2闭合之后，电动机转速是增大、减少还是不变？为什么？ 答：电动机转速不变。因为转速反馈信号的电压为 　又因为转速给定电压为－4V，所以无论是负反馈还是正反馈都不会使PI 调节器的输入偏差电压改变极性。 * * 课间休息! * * 其中： 2.5.2 PID调节器的控制规律分析 1、P Controller的时域表达式和控制规律 1）　原理图（如右图所示） 由原理图可得： * * 其中： 2.5.2 PID调节器的控制规律分析 1、P Controller的时域表达式和控制规律 1）原理图（如下图所示） 由原理图可得： 1、P Controller的时域表达式和控制规律 2）控制规律分析 调节器仿真实验线路见下图所示 实验条件： ①Sine Wave (正弦波) 参数设置：默认值 * * y 1、P Controller的时域表达式和控制规律 2）控制规律分析 调节器仿真实验线路见下图所示 实验条件： ②Switch （条件选择开关） 参数设置： Threshold=0.5 * * 1、P Controller的时域表达式和控制规律 2）控制规律分析 调节器仿真实验线路见下图所示 实验条件： ③PID Controller （PID调节器） 参数设置： P＝4.1；I＝0；D＝0 * * 1、P Controller的时域表达式和控制规律 实验条件： ④Saturation （饱和限幅模块） 参数设置： 正限幅值＝4； 负限幅值＝－4 注意：仿真一个实际控制系统时，饱和限幅模块一定要有。 * * 1、P Controller的时域表达式和控制规律 实验条件： ⑤Mux （多信号同轴传送器） 参数设置：默认值 *