模拟控制器设计过程1.docVIP

一．ACR的设计 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，1600r/min，Ce=0.103Vmin/r，允许过载倍数λ=1.3； 晶闸管装置放大系数：Ks=81.3； 电枢回路总电阻：R=38.49Ω ； 时间常数：Ti=0.028s， Tm=0.049s； 电流反馈系数：β=4V/A（≈10V/1.5IN）。a=0.04 设计要求 设计电流调节器，要求电流超调量 解1）确定时间常数 整流装置滞后时间常数Ts=0.0017s。 电流滤波时间常数Toi=2ms=0.002s。 电流环小时间常数之和，按小时间常数近似处理，取TΣi=Ts+Toi=0.0037s。 2）选择电流调节器结构 要求σi≤5%，并保证稳态电流无差，按典型I型系统设计电流调节器。用PI型电流调节器。 检查对电源电压的抗扰性能： ， 参看表3-2的典型I型系统动态抗扰性能，各项指标都是可以接受的。 表3——2 ? ? ? ? ? ? 27.8% 12.6% 9.3% 6.5% tm / T 2.8 3.4 3.8 4.0 tv / T 14.7 21.7 28.7 30.4 3）计算电流调节器参数 电流调节器超前时间常数：τi=Ti=0.028s。 电流环开环增益：取KiTΣi=0.5， ACR的比例系数为 4）校验近似条件 电流环截止频率ωci=KI=135.1s-1 （1）校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件 （2）校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件 （3）校验电流环小时间常数近似处理条件 5）计算调节器电阻和电容 取 取18kΩ 取0.15μF 取0.2μF 二．ASR设计 解1）确定时间常数 （1）电流环等效时间常数。 由例题3-1，已取KITΣi=0.5，则 （2）转速滤波时间常数。根据所用测速发电机纹波情况，取Ton=0.01s。 （3）转速环小时间常数。按小时间常数近似处理，取 2）选择转速调节器结构 选用PI调节器， 3）计算转速调节器参数 取h=5，则ASR的超前时间常数为 转速环开环增益： ASR的比例系数为 4）检验近似条件 转速环截止频率为 （1）电流环传递函数简化条件 满足简化条件 （2）转速环小时间常数近似处理条件 满足近似条件 5）计算调节器电阻和电容 取 取190kΩ 取0.45 μF 取1μF 当h=5时，由表3-4查得，σn%=37.6%，不能满足设计要求。实际上，由于表3-4是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，ASR饱和，不符合线性系统的前提，应该按ASR退饱和的情况重新计算超调量。 表3-4 典型Ⅱ型系统阶跃输入跟随性能指标 h 3 4 5 6 7 8 9 10 ( tr / T ts / T