第3章轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)

1、第第3章章 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng) l對于經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)運行的調(diào)速系統(tǒng)，縮短起、制動過程的時間是提高生產(chǎn)率的重要因素。l在起動（或制動）過渡過程中，希望始終保持電流（電磁轉(zhuǎn)矩）為允許的最大值，使調(diào)速系統(tǒng)以最大的加（減）速度運行。l當?shù)竭_穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時，最好使電流立即降下來，使電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相平衡，從而迅速轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運行。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)是應(yīng)用最廣性能很好的直流調(diào)速系統(tǒng)。本章著重闡明其控制規(guī)律、性能特點和設(shè)計方法，是各種交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。我們將重點學習：轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性；雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學

2、模型和動態(tài)性能分析；調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法；按工程設(shè)計方法設(shè)計雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器l問題的提出 第2章中表明，采用轉(zhuǎn)速負反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如：要求快速起制動，突加負載動態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。 是因為在單閉環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動態(tài)過程。 在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只能在超過臨界電流值 Idcr 以后，靠強烈的負反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形。F. 3-1 時間最優(yōu)的起制動過程時間最優(yōu)的起制動過程2.

3、理想的起制動過程l理想起動過程波形如圖，這時，起動電流呈方形波，轉(zhuǎn)速按線性增長。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動過程。IdLntIdOIdmF. 3-1 理想的快速起動過程 為了實現(xiàn)在允許條件下的最快起動，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值Idm的恒流過程。 按照反饋控制規(guī)律，采用某個物理量的負反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。 現(xiàn)在的問題是，我們希望能實現(xiàn)控制：起動過程，只有電流負反饋，沒有轉(zhuǎn)速負反饋；穩(wěn)態(tài)時，只有轉(zhuǎn)速負反饋，沒有電流負反饋。 怎樣才能做到這種既存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋，又使它們能分別在不同的階段里起作用呢？

4、l應(yīng)該在起動過程中只有電流負反饋，沒有轉(zhuǎn)速負反饋，在達到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負反饋，不再讓電流負反饋發(fā)揮作用。l在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別引入轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，l把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。l從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。形成了轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)（簡稱雙閉環(huán)系統(tǒng)）。1. 系統(tǒng)的組成ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR電流調(diào)節(jié)器 TG測速發(fā)電機TA電流互感器 UPE電力電子變換器TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UcTAV+-UdIdUPE-M+圖3-2 轉(zhuǎn)速、

5、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 內(nèi)環(huán)外 環(huán) 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用 P I 調(diào)節(jié)器，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖示于下圖。圖中標出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性，它們是按照電力電子變換器的控制電壓Uc為正電壓的情況標出的，并考慮到運算放大器的倒相作用。F. 3-2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 +-+-+-+-RP2nU*nR0R0UcUiTALIdRiCiUd+-R0R0RnCnASRACRLMGTVRP1UnU*iLMMTGUPE 圖中表示出，兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的。l轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*i

6、m決定了電流給定電壓的最大值；l電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。二極管鉗位的外限幅電路二極管鉗位的外限幅電路UinRP1RP2RlimVD1VD2R1C1R0Uex+-MN+-+00000 穩(wěn)壓管鉗位的外限幅電路穩(wěn)壓管鉗位的外限幅電路R1C1VS1VS2R0Rlim電流檢測電路 TA電流互感器TA 為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須先繪出它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖。它可以很方先繪出它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖。它可以很方便地根據(jù)上圖的原理圖畫出來，只要注意用帶便地根據(jù)上圖的原理圖畫出來，只要注意用帶限幅的輸出特性表示限幅

7、的輸出特性表示PI 調(diào)節(jié)器就可以了。分析調(diào)節(jié)器就可以了。分析靜特性的關(guān)鍵是掌握這樣的靜特性的關(guān)鍵是掌握這樣的 PI 調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征。特征。1. 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖3-3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)速反饋系數(shù); 電流反饋系數(shù) Ks 1/CeU*nUcIdEnUd0Un+-ASR+U*i- R ACR-UiUPEl轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給定的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓限制了電力電子變換器的最大輸出電壓，l當調(diào)節(jié)器飽和時，輸出達到限幅值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和； l當調(diào)節(jié)器不飽和時，PI調(diào)節(jié)器工作在

8、線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，其作用是使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時為零。l對于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況，電流調(diào)節(jié)器不進入飽和狀態(tài) 。實際上，在正常運行時，電流調(diào)節(jié)器是不會達到飽和狀態(tài)的。因此，對于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性如圖所示。圖圖3-4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 n0IdIdmIdnomOnABCl兩個調(diào)節(jié)器都不飽和，穩(wěn)態(tài)時，它們的輸入偏差電壓都是零。l diinnIUUnnUU*0*dmdII0*nUnn(3-1) 從而得到上圖靜特性的CA段。 與此同時，由于ASR不飽和，U*i U*im，從上述第二個關(guān)系式

9、可知: Id Idm。 這就是說， CA段靜特性從理想空載狀態(tài)的 Id = 0 一直延續(xù)到 Id = Idm ，而 Idm 一般都是大于額定電流 IdN 的。這就是靜特性的運行段，它是水平的特性。 lASR輸出達到限幅值時，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對轉(zhuǎn)速環(huán)不再產(chǎn)生影響。l雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個電流無靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時 (3-2)dmimdIUI* 式（3-2）所描述的靜特性是上圖中的AB段，它是垂直的特性。 這樣的下垂特性只適合于 n n0 ，則Un U*n ，ASR將退出飽和狀態(tài)。 l在負載電流小于在負載電流小于Idm時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，轉(zhuǎn)速負反饋起主時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，轉(zhuǎn)速

10、負反饋起主要調(diào)節(jié)作用。要調(diào)節(jié)作用。l當負載電流達到當負載電流達到Idm時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為飽和輸出時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為飽和輸出U*im，電流，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動保護。流的自動保護。l采用兩個采用兩個PI調(diào)節(jié)器形成了內(nèi)、外兩個閉環(huán)的效果。調(diào)節(jié)器形成了內(nèi)、外兩個閉環(huán)的效果。l當當ASR處于飽和狀態(tài)時，處于飽和狀態(tài)時，Id=Idm，若負載電流減小，若負載電流減小，Idn0，nIdm，電動機仍處于加速過程，使n超過了n* ，稱之為起動過程的轉(zhuǎn)速超調(diào)。l轉(zhuǎn)速的超調(diào)造成了Un0，ASR退出飽和狀態(tài)，Ui和Id很快下降

11、。轉(zhuǎn)速仍在上升，直到t=t3時，Id= Idl ，轉(zhuǎn)速才到達峰值。l在t3t4時間內(nèi)， Id Idl，轉(zhuǎn)速由加速變?yōu)闇p速，直到穩(wěn)定。l如果調(diào)節(jié)器參數(shù)整定得不夠好，也會有一段振蕩的過程。 l在第階段中， ASR和ACR都不飽和，電流內(nèi)環(huán)是一個電流隨動子系統(tǒng)。 綜上所述，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程綜上所述，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點：有以下三個特點： （1） 飽和非線性控制；飽和非線性控制； （2） 轉(zhuǎn)速超調(diào)；轉(zhuǎn)速超調(diào)； （3） 準時間最優(yōu)控制。準時間最優(yōu)控制。 根據(jù)ASR的飽和與不飽和，整個系統(tǒng)處于完全不同的兩種狀態(tài)：當ASR飽和時，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系

12、統(tǒng)；當ASR不飽和時，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，整個系統(tǒng)是一個無靜差調(diào)速系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)表現(xiàn)為電流隨動系統(tǒng)。 由于ASR采用了飽和非線性控制，起動過程結(jié)束進入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段后，必須使轉(zhuǎn)速超調(diào)， ASR 的輸入偏差電壓 Un 為負值，才能使ASR退出飽和。 這樣，采用PI調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)必然有超調(diào)。 起動過程中的主要階段是第II階段的恒流升速，它的特征是電流保持恒定。一般選擇為電動機允許的最大電流，以便充分發(fā)揮電動機的過載能力，使起動過程盡可能最快。 這階段屬于有限制條件的最短時間控制。因此，整個起動過程可看作為是一個準時間最優(yōu)控制。 最后，應(yīng)該指出，對于不可逆的電力電子變換器，雙閉環(huán)控制只能保

13、證良好的起動性能，卻不能產(chǎn)生回饋制動，在制動時，當電流下降到零以后，只好自由停車。必須加快制動時，只能采用電阻能耗制動或電磁抱閘。 l雙閉環(huán)系統(tǒng)與單閉環(huán)系統(tǒng)的差別在于多了一個電流反饋環(huán)和電流調(diào)節(jié)器。l調(diào)速系統(tǒng)，最主要的抗擾性能是指抗負載擾動和抗電網(wǎng)電壓擾動性能，l閉環(huán)系統(tǒng)的抗擾能力與其作用點的位置有關(guān)。 1/CeU*nnUd0Un+-ASR1/R Tl s+1R TmsKsTss+1ACR U*iUi-EIdIdL3-7 直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗負載擾動作用直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗負載擾動作用 由動態(tài)結(jié)構(gòu)圖中可以看出，負載擾動作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負載擾動的作用。在設(shè)計A

14、SR時，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標。 a)單閉環(huán)系統(tǒng)單閉環(huán)系統(tǒng)圖圖3-7 直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾作用直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾作用（2）抗電網(wǎng)電壓擾動）抗電網(wǎng)電壓擾動UdU*n-IdLUn+-ASR 1/CenUd01/R Tl s+1R TmsIdKsTss+1-Eb)雙閉環(huán)系統(tǒng)雙閉環(huán)系統(tǒng)Ud電網(wǎng)電壓波動在整流電壓上的反映電網(wǎng)電壓波動在整流電壓上的反映 -IdLUd 1/CeU*nnUd0Un+-ASR1/R Tl s+1R TmsIdKsTss+1ACR U*iUi-El在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動的作用點在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動的作用點離被調(diào)量較遠，調(diào)節(jié)作用受到多個環(huán)節(jié)的延滯，離

15、被調(diào)量較遠，調(diào)節(jié)作用受到多個環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動的性能要差因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動的性能要差一些。一些。l雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調(diào)節(jié)，不動可以通過電流反饋得到比較及時的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善。能大有改善。 在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動引起的轉(zhuǎn)速動態(tài)變化會比單閉環(huán)系統(tǒng)引起的轉(zhuǎn)速動態(tài)變化會比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。小得多。 （1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導調(diào)節(jié)）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)

16、的主導調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速器，它使轉(zhuǎn)速 n 很快地跟隨給定電壓變很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用化，穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實現(xiàn)無靜差。調(diào)節(jié)器，則可實現(xiàn)無靜差。 （2）對負載變化起抗擾作用。）對負載變化起抗擾作用。 （3）其輸出限幅值決定于電機允許的最）其輸出限幅值決定于電機允許的最大電流。大電流。（1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。的輸出量）變化。（2）對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。

17、）對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。（3）在動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流，）在動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程。從而加快動態(tài)過程。 （4）當電機過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大）當電機過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。一旦故障消失，系統(tǒng)值，起快速的自動保護作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復正常。這個作用對系統(tǒng)的可靠運行來立即自動恢復正常。這個作用對系統(tǒng)的可靠運行來說是十分重要的。說是十分重要的。3.3.0 問題的提出問題的提出l必要性：必要性： 用經(jīng)典的動態(tài)校正方法設(shè)計調(diào)節(jié)器須同時解決用經(jīng)典的動態(tài)校正方法設(shè)計調(diào)節(jié)器須同時解決穩(wěn)、準

18、、快、抗干擾等各方面相互有矛盾的靜、穩(wěn)、準、快、抗干擾等各方面相互有矛盾的靜、動態(tài)性能要求，需要設(shè)計者有扎實的理論基礎(chǔ)和動態(tài)性能要求，需要設(shè)計者有扎實的理論基礎(chǔ)和豐富的實踐經(jīng)驗，而初學者則不易掌握，于是有豐富的實踐經(jīng)驗，而初學者則不易掌握，于是有必要建立實用的設(shè)計方法。必要建立實用的設(shè)計方法。l 可能性：可能性： 大多數(shù)現(xiàn)代的電力拖動自動控制系統(tǒng)均大多數(shù)現(xiàn)代的電力拖動自動控制系統(tǒng)均可由低階系統(tǒng)近似。若事先深入研究低階可由低階系統(tǒng)近似。若事先深入研究低階典型系統(tǒng)的特性并制成圖表，那么將實際典型系統(tǒng)的特性并制成圖表，那么將實際系統(tǒng)校正或簡化成典型系統(tǒng)的形式再與圖系統(tǒng)校正或簡化成典型系統(tǒng)的形式再與圖

19、表對照，設(shè)計過程就簡便多了。這樣，就表對照，設(shè)計過程就簡便多了。這樣，就有了建立工程設(shè)計方法的可能性。有了建立工程設(shè)計方法的可能性。 l設(shè)計方法的原則設(shè)計方法的原則 ：（1）概念清楚、易懂；）概念清楚、易懂；（2）計算公式簡明、好記；）計算公式簡明、好記；（3）不僅給出參數(shù)計算的公式，而且指明參數(shù)）不僅給出參數(shù)計算的公式，而且指明參數(shù)調(diào)整的方向；調(diào)整的方向；（4）能考慮飽和非線性控制的情況，同樣給出）能考慮飽和非線性控制的情況，同樣給出簡單的計算公式；簡單的計算公式；（5）適用于各種可以簡化成典型系統(tǒng)的反饋控）適用于各種可以簡化成典型系統(tǒng)的反饋控制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。l在控制系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)節(jié)器是為了改

20、善系統(tǒng)的在控制系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)節(jié)器是為了改善系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能。靜、動態(tài)性能。l控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括對給定輸入信控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括對給定輸入信號的跟隨性能指標和對擾動輸入信號的抗擾號的跟隨性能指標和對擾動輸入信號的抗擾性能指標。性能指標。3.3.1 控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標l以輸出量的初始值為零，給定信號階躍變化下以輸出量的初始值為零，給定信號階躍變化下的過渡過程作為典型的跟隨過程；的過渡過程作為典型的跟隨過程；l此跟隨過程的輸出量動態(tài)響應(yīng)稱作階躍響應(yīng)。此跟隨過程的輸出量動態(tài)響應(yīng)稱作階躍響應(yīng)。l常用的階躍響應(yīng)跟隨性能指標有上升時間、超常用的階躍響應(yīng)跟隨性能指標有上

21、升時間、超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間。調(diào)量和調(diào)節(jié)時間。 圖圖3-8 典型的階躍響應(yīng)過程和跟隨性能指標典型的階躍響應(yīng)過程和跟隨性能指標%100maxCCC上升時間 峰值時間 調(diào)節(jié)時間 超調(diào)量 l當調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運行中，突加一個使輸出量當調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運行中，突加一個使輸出量降低（或上升）的擾動量降低（或上升）的擾動量F之后，輸出量由降之后，輸出量由降低（或上升）到恢復到穩(wěn)態(tài)值的過渡過程就是低（或上升）到恢復到穩(wěn)態(tài)值的過渡過程就是一個抗擾過程。一個抗擾過程。l常用的抗擾性能指標為動態(tài)降落和恢復時間。常用的抗擾性能指標為動態(tài)降落和恢復時間。 圖圖3-9 突加擾動的動態(tài)過程和抗擾性能指標突加擾動的動態(tài)過程和抗擾性

22、能指標動態(tài)降落 恢復時間 一般來說，許多控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)都可表示為 n1iirm1jj) 1() 1()(sTssKsW)(sWR(s)C(s)(3-9) 上式中，分母中的上式中，分母中的 sr 項表示該系統(tǒng)在原點處有項表示該系統(tǒng)在原點處有 r 重極點，或者說，系統(tǒng)含有重極點，或者說，系統(tǒng)含有 r 個積分環(huán)節(jié)。根據(jù)個積分環(huán)節(jié)。根據(jù) r=0，1，2，等不同數(shù)值，分別稱作等不同數(shù)值，分別稱作0型、型、I型、型、型、型、系統(tǒng)。系統(tǒng)。 自動控制理論已經(jīng)證明，自動控制理論已經(jīng)證明，0型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度低，型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度低，而而型和型和型以上的系統(tǒng)很難穩(wěn)定。型以上的系統(tǒng)很難穩(wěn)定。 因此，為了保證穩(wěn)定性和

23、較好的穩(wěn)態(tài)精度，因此，為了保證穩(wěn)定性和較好的穩(wěn)態(tài)精度，多多選用選用I型和型和II型系統(tǒng)型系統(tǒng)。n1iirm1jj) 1() 1()(sTssKsW1. 結(jié)構(gòu)圖與傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖與傳遞函數(shù) ) 1()(TssKsW式中式中 T 系統(tǒng)的慣性時間常數(shù)；系統(tǒng)的慣性時間常數(shù)； K 系統(tǒng)的開環(huán)增益。系統(tǒng)的開環(huán)增益。（3-10）)(sR) 1(TssK)(sCa)閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖3-10 典型型系統(tǒng)l作為典型的作為典型的I型系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)選擇為型系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)選擇為 只包含開環(huán)增益只包含開環(huán)增益K和時間常數(shù)和時間常數(shù)T兩個參數(shù)，時兩個參數(shù)，時間常數(shù)間常數(shù)T往往是控制對象本身固有的，往往是控制對象本

24、身固有的，唯一唯一可變的只有開環(huán)增益可變的只有開環(huán)增益K 。設(shè)計時，需要按照。設(shè)計時，需要按照性能指標選擇參數(shù)性能指標選擇參數(shù)K的大小。的大小。) 1()(TssKsW（3-10） 典型的典型的I型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，其對數(shù)幅頻特性的中型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，其對數(shù)幅頻特性的中頻段以頻段以 20 dB/dec 的斜率穿越的斜率穿越 0dB 線，只要參數(shù)線，只要參數(shù)的選擇能保證足夠的中頻帶寬度，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)的選擇能保證足夠的中頻帶寬度，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的，且有足夠的穩(wěn)定裕量，即選擇參數(shù)滿足定的，且有足夠的穩(wěn)定裕量，即選擇參數(shù)滿足 T1c1cT或于是，相角穩(wěn)定裕度于是，相角穩(wěn)定裕度 45arctg90arct

25、g90180ccTTl2. 對數(shù)幅頻特性對數(shù)幅頻特性圖圖3-10 典型典型型系統(tǒng)型系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖開環(huán)對數(shù)頻率特性開環(huán)對數(shù)頻率特性 下圖繪出了在不同下圖繪出了在不同 K 值時典型值時典型 I 型系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)型系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性，箭頭表示頻率特性，箭頭表示K值增大時特性變化的方向。值增大時特性變化的方向。 當當 c 1 / T 時，特性以時，特性以20dB/dec斜率穿斜率穿越零分貝線，系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性。由圖越零分貝線，系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性。由圖中的特性可知中的特性可知cclg20) 1lg(lg20lg20K所以所以 K = c （當（當 c 時）時） T1(3-11) 式（3-11）

26、表明，K 值越大，截止頻率c 也越大，系統(tǒng)響應(yīng)越快，但相角穩(wěn)定裕度 = 90 arctgcT 越小，這也說明快速性與穩(wěn)定性之間的矛盾。在具體選擇參數(shù) K時，須在二者之間取折衷。 下面將用數(shù)字定量地表示 K 值與各項性能指標之間的關(guān)系。 輸入信號輸入信號階躍輸入階躍輸入斜坡輸入斜坡輸入加速度輸入加速度輸入穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差 0v0 / K 0)(RtRtvtR0)(2)(20tatR （1）穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標：系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標：系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標可用不同輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差來表示?？捎貌煌斎胄盘栕饔孟碌姆€(wěn)態(tài)誤差來表示。l3. 典型典型型系統(tǒng)性能指標與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系型系

27、統(tǒng)性能指標與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系 由表可見：由表可見：在階躍輸入下的在階躍輸入下的 I 型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時是無差的；型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時是無差的；但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且與但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且與 K 值成反比；值成反比；在加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差為在加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差為 。 因此，因此，I型系統(tǒng)不能用于具有加速度輸入型系統(tǒng)不能用于具有加速度輸入的隨動系統(tǒng)。的隨動系統(tǒng)。222221) 1(1) 1()(1)()(nnnclssTKsTsTKTssKTssKsWsWsWTKnKT121（3-12） 1，欠阻尼的振蕩特性，欠阻尼的振蕩特性， 1，過阻尼的單調(diào)特性；，過阻尼的單調(diào)特性； = 1，臨界

28、阻尼。，臨界阻尼。 過阻尼動態(tài)響應(yīng)較慢，一般把系統(tǒng)設(shè)計成欠阻尼；即過阻尼動態(tài)響應(yīng)較慢，一般把系統(tǒng)設(shè)計成欠阻尼；即0 Ti，選擇，選擇i= Tl ，用調(diào)節(jié)器零點消去控制對象中大的，用調(diào)節(jié)器零點消去控制對象中大的時間常數(shù)極點時間常數(shù)極點l希望電流超調(diào)量希望電流超調(diào)量 i 5%，根據(jù)表，根據(jù)表3-1選選 =0.707，KI T i =0.5，則則 ) 1() 1(/)(sTsKsTsRKKsWiIiisiopi（3-50） iciITK21)(22ilsisliTTKRTKRTK(3-52) (3-51) 圖3-20 校正成典型I型系統(tǒng)的電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 開環(huán)對數(shù)幅頻特性開環(huán)對數(shù)幅頻特性

29、l模擬式電流調(diào)節(jié)器電路模擬式電流調(diào)節(jié)器電路圖中:l U*i 為電流給定電壓；l Id 為電流負反饋電壓；l Uc 電力電子變換器的控制電壓。圖3-21 含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器 l模擬式電流調(diào)節(jié)器電路的參數(shù)計算模擬式電流調(diào)節(jié)器電路的參數(shù)計算:0RRKiiiiiCRoioiCRT041(3-53) (3-54) (3-55) l 某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：直流電動機：直流電動機：220V，136A，1460r/min，Ce=0.132Vmin/r，允許過載倍數(shù)，

30、允許過載倍數(shù)=1.5；晶閘管裝置放大系數(shù)：晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks=40；電樞回路總電阻：電樞回路總電阻：R=0.5 ；時間常數(shù)：時間常數(shù)：Tl=0.03s， Tm=0.18s；電流反饋系數(shù)：電流反饋系數(shù)：=0.05V/A（10V/1.5IN）。）。l設(shè)計要求設(shè)計要求 設(shè)計電流調(diào)節(jié)器，要求電流超調(diào)量設(shè)計電流調(diào)節(jié)器，要求電流超調(diào)量5%i1）確定時間常數(shù)l整流裝置滯后時間常數(shù)Ts=0.0017s。l電流濾波時間常數(shù)Toi=2ms=0.002s。l電流環(huán)小時間常數(shù)之和，按小時間常數(shù)近似處理，取Ti=Ts+Toi=0.0037s。2）選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)l要求i5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，按典型I型系統(tǒng)設(shè)

31、計電流調(diào)節(jié)器。用PI型電流調(diào)節(jié)器。l檢查對電源電壓的抗擾性能： l 參看表3-2的典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能，各項指標都是可以接受的。11. 80037. 003. 0ilTT3）計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)l電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：i=Tl=0.03s。l電流環(huán)開環(huán)增益：取KITi=0.5， lACR的比例系數(shù)為1 .1350037. 05 . 05 . 0iITK013. 105. 0405 . 003. 01 .135siIiKRKK4）校驗近似條件l電流環(huán)截止頻率 ci=KI=135.1s-1（1）校驗晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件 （2）校驗忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的

32、條件 （3）校驗電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件 1 .1960017. 03131sT1s1s1s 82.4003. 018. 01313lmTT 8 .180002. 00017. 0131131oisTTcicici5）計算調(diào)節(jié)器電阻和電容計算調(diào)節(jié)器電阻和電容l取取l 取取40kl 取取0.75Fl 取取0.2FkR400kRKRii52.4040013. 10FFRCiii75. 01075. 0104003. 063FFRTCioi2 . 0102 . 01040002. 0446300設(shè)計分為以下幾個步驟：1.電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇3.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇4.

33、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)2) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計采用高階系統(tǒng)的降階近似處理方法，忽略高次項，可降階近似為 111) 1(1) 1(/ )()()(2*sKsKTsTsKsTsKsUsIsWIIiiIiIidcli111)(sKsWIcliiIcnTK31(1) 電流環(huán)的傳遞函數(shù)電流環(huán)的傳遞函數(shù)K I s(Tis+1)Id (s)+-U*i(s)l按典型型系統(tǒng)設(shè)計的電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：(3-56)(3-57)降價近似條件為式中，cn轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。(3-58)電流的閉環(huán)控制把雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對象近電流的閉環(huán)控制把雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對象近似地等效成只有較小時間常數(shù)的一階慣性環(huán)節(jié)。

34、似地等效成只有較小時間常數(shù)的一階慣性環(huán)節(jié)。111)()()(*sKsWsUsIIcliidl電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中等效為電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中等效為(3-59)l物理意義：物理意義： 這就表明，這就表明，電流的閉環(huán)控制改造了控制對象，電流的閉環(huán)控制改造了控制對象，加快了電流的跟隨作用，這是局部閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）加快了電流的跟隨作用，這是局部閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）控制的一個重要功能?？刂频囊粋€重要功能。 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu) 用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替圖用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替圖3-18 中的電流環(huán)后，中的電流環(huán)后，整個轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖便如圖整個轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖便如圖3-22(a)所示。所示。n (s

35、)+-Un (s)ASRCeTmsRU*n(s)Id (s) T0ns+11 T0ns+1U*n(s)111sKI+-IdL (s) (a) 用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)圖圖3-22 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其簡化轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其簡化 電流環(huán)l系統(tǒng)等效和小慣性的近似處理系統(tǒng)等效和小慣性的近似處理 和電流環(huán)中一樣，把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)和電流環(huán)中一樣，把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時將給定信號改成節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時將給定信號改成 U*n(s)/ ，再把，再把時間常數(shù)為時間常數(shù)為 1 / KI 和和 T0n 的兩個小慣性環(huán)節(jié)合并起的兩個小慣性環(huán)節(jié)合并起來，近似成一個時間常

36、數(shù)為的慣性環(huán)節(jié)，其中來，近似成一個時間常數(shù)為的慣性環(huán)節(jié)，其中onIn1TKT（3-60） l轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)簡化 n (s)+-ASRCeTmsRU*n(s)Id (s) / Tns+1U*n(s)+-IdL (s)b)等效成單位負反饋系統(tǒng)和小慣性的近似處理 l轉(zhuǎn)速環(huán)的控制對象是由一個積分環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)組成，轉(zhuǎn)速環(huán)的控制對象是由一個積分環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)組成，IdL(s)是負載擾動。是負載擾動。l系統(tǒng)實現(xiàn)無靜差的必要條件是：在負載擾動點之前必須含系統(tǒng)實現(xiàn)無靜差的必要條件是：在負載擾動點之前必須含有一個積分環(huán)節(jié)。有一個積分環(huán)節(jié)。l轉(zhuǎn)速開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)有兩個積分環(huán)節(jié)，按典型轉(zhuǎn)速開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)有兩個積分

37、環(huán)節(jié)，按典型型系統(tǒng)設(shè)型系統(tǒng)設(shè)計。計。lASR采用采用PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器ssKsWnnnASR) 1()(（3-61） Kn 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； n 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器選擇令轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益令轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益KN為為 ) 1() 1() 1() 1()(2sTsTCsRKsTsTCRssKsWnmennnnmennnnmennNTCRKK) 1() 1()(2sTssKsWnnNnl調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為則(3-62)（3-63） n (s)+-ASRCeTmsRU*n(s)Id (s) /

38、 Tns+1U*n(s)+-IdL (s)l校正后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)校正后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) n (s)+-U*n(s) 1() 1(2sTssKnnNc) 校正后成為典型 II 型系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)包括 Kn 和和 n。按照典型。按照典型型系統(tǒng)的參數(shù)關(guān)系，由式型系統(tǒng)的參數(shù)關(guān)系，由式(3-32) 再由式（再由式（3-30） 因此因此 nnhT2221nNThhKnmenRThTChK2) 1(（3-64） （3-65） （3-66） l參數(shù)選擇參數(shù)選擇 至于中頻寬至于中頻寬 h 應(yīng)選擇多少，要看動態(tài)性應(yīng)選擇多少，要看動態(tài)性能的要求決定。能的要求決定。 無特殊要求時，一般可選擇無特殊要求

39、時，一般可選擇 5hl模擬式轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電路 U*n 轉(zhuǎn)速給定電壓； n 轉(zhuǎn)速負反饋電壓； U*i 電流調(diào)節(jié)器的給定電壓。(3-67) (3-68) (3-69) 圖3-23 含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器0RRKnnnnnCRononCRT041l轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)計算l轉(zhuǎn)速環(huán)與電流環(huán)的關(guān)系：轉(zhuǎn)速環(huán)與電流環(huán)的關(guān)系： 外環(huán)的響應(yīng)比內(nèi)環(huán)慢，這是按上述工程設(shè)計方外環(huán)的響應(yīng)比內(nèi)環(huán)慢，這是按上述工程設(shè)計方法設(shè)計多環(huán)控制系統(tǒng)的特點。這樣做，雖然不利法設(shè)計多環(huán)控制系統(tǒng)的特點。這樣做，雖然不利于快速性，但每個控制環(huán)本身都是穩(wěn)定的，對系于快速性，但每個控制環(huán)本身都是穩(wěn)定的，對系統(tǒng)的組成和調(diào)

40、試工作非常有利。統(tǒng)的組成和調(diào)試工作非常有利。 l在例題3-1中，除已給數(shù)據(jù)外，已知：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=0.07Vmin/r（10V/nN），l要求轉(zhuǎn)速無靜差，空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n10%。l試按工程設(shè)計方法設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，并校驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量的要求能否得到滿足。1）確定時間常數(shù)l（1）電流環(huán)等效時間常數(shù)。 由例題3-1，已取KITi=0.5，則 l（2）轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)。根據(jù)所用測速發(fā)電機紋波情況，取Ton=0.01s。l（3）轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)。按小時間常數(shù)近似處理，取sTKiI0074. 00037. 0221sTKTonIn0174. 001. 00074. 012）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)

41、l選用PI調(diào)節(jié)器，3）計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)l取h=5，則ASR的超前時間常數(shù)為l轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益： ASR的比例系數(shù)為ssKsWnnnASR) 1()(shTnn087. 00174. 05222224 .3960174. 052621sThhKnN7 .110174. 05 . 0007. 05218. 0132. 005. 062) 1(nmenRThTChK4）檢驗近似條件l轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為（1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件 滿足簡化條件（2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件 滿足近似條件115 .34087. 04 .396sKKnNNcn7 .630037. 01 .1353131iITK7 .3

42、801. 01 .1353131onITK1s1scncn5）計算調(diào)節(jié)器電阻和電容l取l 取470kl 取0.2 F l 取1F6）校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量l當h=5時，由表3-4查得，n%=37.6%，不能滿足設(shè)計要求。實際上，由于表3-4是按線性系統(tǒng)計算的，而突加階躍給定時，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新計算超調(diào)量。kR400kRKRnn468407 .110FFRCnnn185. 010185. 010470087. 063FFRTConon1101104001. 044630l當轉(zhuǎn)速超過給定值之后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器當轉(zhuǎn)速超過給定值之后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR由飽和限幅狀態(tài)由飽

43、和限幅狀態(tài)進入線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時的轉(zhuǎn)速環(huán)由開環(huán)進入閉環(huán)控制，進入線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時的轉(zhuǎn)速環(huán)由開環(huán)進入閉環(huán)控制，迫使電流由最大值迫使電流由最大值Idm降到負載電流降到負載電流Idl 。lASR開始退飽和時，由于電動機電流開始退飽和時，由于電動機電流Id仍大于負載電流仍大于負載電流Idl ，電動機繼續(xù)加速，直到電動機繼續(xù)加速，直到Id Idl時，轉(zhuǎn)速才降低。時，轉(zhuǎn)速才降低。l這不是按線性系統(tǒng)規(guī)律的超調(diào)，而是經(jīng)歷了飽和非線性區(qū)這不是按線性系統(tǒng)規(guī)律的超調(diào)，而是經(jīng)歷了飽和非線性區(qū)域之后的超調(diào)，稱作域之后的超調(diào)，稱作“退飽和超調(diào)退飽和超調(diào)”。l假定調(diào)速系統(tǒng)原來是在Idm的條件下運行于轉(zhuǎn)速n*，l在點O 突

44、然將負載由Idm降到Idl ，轉(zhuǎn)速會在突減負載的情況下，產(chǎn)生一個速升與恢復的過程，l突減負載的速升過程與退飽和超調(diào)過程是完全相同的。 圖3-24 ASR飽和時轉(zhuǎn)速環(huán)按典型II型系統(tǒng)設(shè)計的 調(diào)速系統(tǒng)起動過程(a)以轉(zhuǎn)速n為輸出量 圖3-25 調(diào)速系統(tǒng)的等效動態(tài)結(jié)構(gòu)圖(b）以轉(zhuǎn)速超調(diào)值為輸出量圖3-25 調(diào)速系統(tǒng)的等效動態(tài)結(jié)構(gòu)圖初始條件則轉(zhuǎn)化為：dmdIIn) 0(, 0) 0( 只考慮穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n*以上的超調(diào)部分，n=n-n*，坐標原點移到O點； l把n的負反饋作用反映到主通道第一個環(huán)節(jié)的輸出量上來，得圖 (c)，圖中Id和IdL的+、- 號都作了相應(yīng)的變化。l圖 (c)和討論典型II型系統(tǒng)抗擾過程所用的圖完全相同。圖3-25 調(diào)速系統(tǒng)的等效動態(tài)結(jié)構(gòu)圖(c) 圖(b)的等效變換l在典型II型系統(tǒng)抗擾性能指標中， C的基準值是 TFKCb22nmeTTTCRK2dLdmIIFmedLdmnbTCIIRTn)(2可以利用表3-5給出的典型II型系統(tǒng)抗擾性能指標來計算退飽和超調(diào)量； (3-35)ln的基準值是(3-70)l作為轉(zhuǎn)速超調(diào)量n%，其基準值應(yīng)該是n*，退飽和超調(diào)量可以由表3-5列出的數(shù)據(jù)經(jīng)基準值換算后求得，即 mnNbbbnTTnnzCCnnCC*max*max)%)(2%)(% 電動機允許的過載倍數(shù)， z負載系數(shù)， (3-72)dNdmIId