電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法

1、電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法共七十一頁(yè)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)能穩(wěn)定、準(zhǔn)確(zhnqu)、快速工作的調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)(shj)技術(shù)關(guān)鍵德國(guó)西門子公司提出的“調(diào)節(jié)器最佳整定法”方法模最佳對(duì)稱最佳共七十一頁(yè)設(shè)計(jì)(shj)思路分析和歸類(u li)系統(tǒng)合理近似簡(jiǎn)化典型系統(tǒng)共七十一頁(yè)本節(jié)應(yīng)了解(lioji)的問(wèn)題典型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)形式及頻率特性典型二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)及與參數(shù)間關(guān)系典型三階系統(tǒng)的性能指標(biāo)及與參數(shù)間關(guān)系非典型系統(tǒng)的典型化處理方法電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中濾波器的作用和選擇共七十一頁(yè) 系統(tǒng)歸類常用方法 在現(xiàn)代電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中除電機(jī)外，系統(tǒng)中的元器件都是由慣性很小的

2、電力電子器件，集成電路等組成。故一般系統(tǒng)都可以近似為低階系統(tǒng)；再運(yùn)用運(yùn)算放大器（或數(shù)字式微處理器）構(gòu)成比例，積分，微分等控制(kngzh)規(guī)律的調(diào)節(jié)器。把實(shí)際系統(tǒng)校正為典型的低階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。共七十一頁(yè)一、典型(dinxng)系統(tǒng)分析 一般來(lái)說(shuō)，直流電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)都可表示為 R(s)C(s)共七十一頁(yè) 上式中，分母(fnm)中的 sr 項(xiàng)表示該系統(tǒng)在原點(diǎn)處有 r 重極點(diǎn)，或者說(shuō)，系統(tǒng)含有 r 個(gè)積分環(huán)節(jié)。根據(jù) r=0，1，2，等不同數(shù)值，分別稱作0型、I型、型、系統(tǒng)。自動(dòng)控制理論已經(jīng)證明，0型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度低，而型和型以上的系統(tǒng)很難穩(wěn)定。 因此，為了保證(bo

3、zhng)穩(wěn)定性和較好的穩(wěn)態(tài)精度，多選用I型和II型系統(tǒng)。共七十一頁(yè)1、控制系統(tǒng)的性能(xngnng)指標(biāo)1.1動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)含義(hny)： 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)是指系統(tǒng)在給定信號(hào)和擾動(dòng)信號(hào)作用下，系統(tǒng)輸出在動(dòng)態(tài)響應(yīng)中的各種指標(biāo)對(duì)給定信號(hào)的 跟隨性能指標(biāo)對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的 抗擾性能指標(biāo)共七十一頁(yè)1.1. 1 跟隨性能指標(biāo)： 在給定信號(hào)或參考輸入信號(hào)的作用下，系統(tǒng)輸出量的變化情況可用跟隨性能指標(biāo)來(lái)描述。常用的階躍響應(yīng)跟隨性能指標(biāo)有tr 上升時(shí)間：輸出量第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間 超調(diào)量：輸出量超過(guò)穩(wěn)態(tài)值與穩(wěn)態(tài)值之比，用百分?jǐn)?shù)表示ts 調(diào)節(jié)(tioji)時(shí)間：輸出量進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值的2%5%，并不在逸出的時(shí)

4、間共七十一頁(yè)1.1.2 抗擾性能指標(biāo) 抗擾性能指標(biāo)標(biāo)志著控制系統(tǒng)抵抗擾動(dòng)的能力。常用的抗擾性能指標(biāo)有Cmax 動(dòng)態(tài)降落(jinglu)：輸出量與原穩(wěn)態(tài)值的最大偏差與原穩(wěn)態(tài)值之比tv 恢復(fù)時(shí)間：輸出量進(jìn)入原穩(wěn)態(tài)值的95%98%范圍的時(shí)間 共七十一頁(yè)1.2 誤差(wch)性能指標(biāo)1.2.1誤差性能指標(biāo)含義： 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的誤差性能指標(biāo)是指穩(wěn)定系統(tǒng)在給定信號(hào)和擾動(dòng)信號(hào)作用下，當(dāng)暫態(tài)過(guò)程結(jié)束后穩(wěn)態(tài)響應(yīng)(xingyng)的期望值與實(shí)際值之間的誤差對(duì)給定信號(hào)的 跟蹤穩(wěn)態(tài)誤差 對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的 擾動(dòng)穩(wěn)態(tài)誤差 共七十一頁(yè)1.2.2 跟蹤(gnzng)穩(wěn)態(tài)誤差： 在給定作用下輸出響應(yīng)希望值 與實(shí)際值 之差即：注

5、意：跟蹤穩(wěn)態(tài)誤差與開(kāi)環(huán)增益K及輸入(shr)信號(hào)形式與大小有關(guān)共七十一頁(yè)1.2.3 擾動(dòng)(rodng)穩(wěn)態(tài)誤差： 即：擾動(dòng)作用下輸出希望值 0 與實(shí)際值 之差共七十一頁(yè)2. 典型(dinxng)I型系統(tǒng)（二階系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)圖與傳遞函數(shù) 式中 T 系統(tǒng)的慣性(gunxng)時(shí)間常數(shù)； K 系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益。一個(gè)慣性和一個(gè)積分共七十一頁(yè)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)(du sh)頻率特性dB/decdB/dec共七十一頁(yè)性能特性 典型的I型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其對(duì)數(shù)(du sh)幅頻特性的中頻段以 20 dB/dec 的斜率穿越 0dB 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)定的，且有足夠的穩(wěn)定裕量，即選擇參數(shù)滿

6、足 或于是，相角(xin jio)穩(wěn)定裕度 共七十一頁(yè)2. 1 典型I型系統(tǒng)(xtng)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系 典型I型系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下式所示: 它包含兩個(gè)參數(shù)：開(kāi)環(huán)增益 K 和時(shí)間常數(shù) T 。其中，時(shí)間常數(shù) T 在實(shí)際系統(tǒng)中往往是控制對(duì)象本身固有的，能夠由調(diào)節(jié)器改變的只有開(kāi)環(huán)增益 K ，也就是說(shuō)，K 是唯一的待定參數(shù)。設(shè)計(jì)(shj)時(shí)，需要按照性能指標(biāo)選擇參數(shù) K 的大小。 共七十一頁(yè) K 與開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)(du sh)頻率特性的關(guān)系 下圖繪出了在不同 K 值時(shí)典型(dinxng) I 型系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性，箭頭表示K值增大時(shí)特性變化的方向。 共七十一頁(yè) K 與截止頻率 c （截止頻率）的

7、關(guān)系(gun x) 當(dāng)c 1 / T時(shí)，特性以20dB/dec斜率穿越零分貝(fnbi)線，系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性。由圖中的特性可知所以 K = c （當(dāng) c 時(shí)） 共七十一頁(yè) 上式表明(biomng)，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(shuō)明快速性與穩(wěn)定性之間的矛盾。在具體選擇參數(shù) K時(shí)，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(xiàng)性能指標(biāo)之間的關(guān)系。 共七十一頁(yè)典型I型系統(tǒng)跟隨(n su)性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 （1）穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標(biāo)：系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標(biāo)可用不同(b tn)輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差來(lái)表示。 I型系統(tǒng)在

8、不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差輸入信號(hào)階躍輸入斜坡輸入加速度輸入穩(wěn)態(tài)誤差 0v0 / K共七十一頁(yè) 由表可見(jiàn)(kjin)：在階躍輸入下的 I 型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)是無(wú)差的；但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且與 K 值成反比；在加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差為 。 因此，I型系統(tǒng)不能用于具有加速度輸入的隨動(dòng)系統(tǒng)。共七十一頁(yè)（2）動(dòng)態(tài)(dngti)跟隨性能指標(biāo)閉環(huán)傳遞函數(shù)：典型 I 型系統(tǒng)(xtng)是一種二階系統(tǒng)(xtng)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式為 式中 n 無(wú)阻尼時(shí)的自然振蕩角頻率，或 稱固有角頻率； 阻尼比，或稱衰減系數(shù)。從典型 I 型系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)形式可以求出共七十一頁(yè)換算(hun sun)得:且有:二階系統(tǒng)的

9、性質(zhì)當(dāng) 1 時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)(dngti)響應(yīng)是欠阻尼的振 蕩特性，當(dāng) 1 時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)是過(guò)阻尼的單調(diào)特性；當(dāng) = 1 時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)是臨界阻尼。 共七十一頁(yè)由于過(guò)阻尼特性動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，所以一般常把系統(tǒng)(xtng)設(shè)計(jì)成欠阻尼狀態(tài)，即 0 1由于在典型 I 系統(tǒng)中 KT 0.5。因此在典型 I 型系統(tǒng)中應(yīng)取 下面列出欠阻尼二階系統(tǒng)在零初始條件下的階躍響應(yīng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)計(jì)算公式 共七十一頁(yè)超調(diào)量 上升時(shí)間 峰值(fn zh)時(shí)間 調(diào)節(jié)時(shí)間(shjin)ts與 的關(guān)系復(fù)雜,則近似計(jì)算式:共七十一頁(yè)典型I型系統(tǒng)(xtng)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 參數(shù)關(guān)系KT0.250.39 0.50.69

10、1.0阻尼比超調(diào)量 上升時(shí)間 tr峰值時(shí)間 tp 相角穩(wěn)定裕度 截止頻率c 1.0 0 % 76.30.243/T 0.8 1.5% 6.6T8.3T69.90.367/T 0.707 4.3 % 4.7T6.2T 65.50.455/T 0.6 9.5 % 3.3T4.7T59.2 0.596/T 0.5 16.3 % 2.4T3.2T 51.8 0.786/T工程上稱 =0.707為最佳(zu ji)阻尼比,相應(yīng)二階系統(tǒng)稱“二階最佳”系統(tǒng)P476圖17-9-1是二階最佳共七十一頁(yè)2. 2 典型(dinxng)I型系統(tǒng)抗擾性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系 下圖a)是在擾動(dòng) F 作用下的典型(dinxng

11、) I 型系統(tǒng)，其中，W1(s)是擾動(dòng)作用點(diǎn)前面部分的傳遞函數(shù)，后面部分是W2(s) ，于是只討論抗擾性能時(shí)，令輸入作用 R = 0，得到下圖b)的等效結(jié)構(gòu)圖。共七十一頁(yè)典型I型系統(tǒng) 共七十一頁(yè)二階最佳系統(tǒng)在單位階躍擾動(dòng)(rodng)作用下擾動(dòng)恢復(fù)時(shí)間 tv ： tv 與 有關(guān)是擾動(dòng)點(diǎn)前后(qinhu)通道時(shí)間常數(shù)之比 結(jié)論：當(dāng)控制對(duì)象的兩個(gè)時(shí)間常數(shù)相距較大時(shí)，動(dòng)態(tài)降落減小，但恢復(fù)時(shí)間卻拖得較長(zhǎng)。（見(jiàn)p479數(shù)據(jù)），當(dāng)擾動(dòng)作用于控制對(duì)象的輸入端時(shí)，恢復(fù)時(shí)間也增大共七十一頁(yè)3. 典型II型系統(tǒng)(xtng)（三階系統(tǒng)(xtng)）結(jié)構(gòu)圖和傳遞函數(shù) 共七十一頁(yè)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率(pnl)特性O(shè)dB/dec

12、dB/decdB/dec共七十一頁(yè) 性能特性 典型的II型系統(tǒng)也是以 20dB/dec 的斜率穿越零分貝線。由于分母中 s2 項(xiàng)對(duì)應(yīng)的相頻特性是 180，后面還有一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，在分子添上一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)（s +1），是為了把相頻特性抬到 180線以上，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定(wndng)，即應(yīng)選擇參數(shù)滿足 且 比 T 大得越多，系統(tǒng)的穩(wěn)定(wndng)裕度越大?；蚬财呤豁?yè)3. 1 典型II型系統(tǒng)跟隨(n su)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系 （1）穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標(biāo) 型系統(tǒng)在不同(b tn)輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差列于下表中 II型系統(tǒng)在不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差輸入信號(hào)階躍輸入斜坡輸入加速度輸入穩(wěn)態(tài)誤差00

13、 共七十一頁(yè)（2）動(dòng)態(tài)(dngti)跟隨性能指標(biāo) 典型(dinxng)II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)（按Mrmin準(zhǔn)則確定關(guān)系時(shí)） a 3 4 56 7 8 9 10 tr / Tts / T k 52.6% 2.412.15 3 43.6% 2.65 11.65 237.6% 2.85 9.55 2 33.2% 3.0 10.45 129.8% 3.1 11.30 127.2% 3.2 12.25 125.0% 3.3 13.25 1 23.3% 3.35 14.20 1共七十一頁(yè) 由表可知： 在階躍和斜坡輸入(shr)下，II型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)均無(wú)差；加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差與開(kāi)環(huán)增益K成反比。共七

14、十一頁(yè)3、2 三階最佳系統(tǒng)分析 根據(jù)德國(guó)西門子公司提出“對(duì)稱最佳”方法，三階最佳系統(tǒng)，取中頻寬a=4，中衰區(qū)b=2，并必須(bx)引入對(duì)控制信號(hào)的濾波環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)倍數(shù)c=4，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如教材p479 圖17-9-6。因此取共七十一頁(yè)可得三階(sn ji)最佳系統(tǒng)典型傳遞函數(shù)：共七十一頁(yè) / s-1c=120dB/dec40dB/dec40dB/dec中頻寬度三階最佳系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性和中頻寬b共七十一頁(yè)3. 3三階最佳系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)和參數(shù)(cnsh)的關(guān)系（1）穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標(biāo) 三階(sn ji)最佳系統(tǒng)在不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差列于下表中 三階最佳系統(tǒng)在不同輸入信號(hào)作用下

15、的穩(wěn)態(tài)誤差輸入信號(hào)階躍輸入斜坡輸入加速度輸入穩(wěn)態(tài)誤差04TtK 與K成正比共七十一頁(yè) 由表可知： 在階躍和斜坡輸入下，三階最佳系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)均無(wú)差；但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且與 K 值和時(shí)間常數(shù)Tt的乘積(chngj)成正比；加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差與開(kāi)環(huán)增益K成反比。共七十一頁(yè)（2）動(dòng)態(tài)(dngti)跟隨性能指標(biāo) 上升時(shí)間 tr tr=7.6Tt峰值時(shí)間 ts ts =16.4Tt超調(diào)量 =8.1% 共七十一頁(yè)3.4 三階最佳系統(tǒng)(xtng)抗擾性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系抗擾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)+ 0- 三階最佳系統(tǒng)(xtng)在一種擾動(dòng)作用下的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖共七十一頁(yè)三階最佳系統(tǒng)在單位階躍擾動(dòng)作用下的過(guò)度過(guò)程

16、見(jiàn)p482中圖17-9-9擾動(dòng)恢復(fù)時(shí)間 tv ： tv 在正負(fù)之間振蕩結(jié)論： 三階最佳系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間tv 最大值與二階最佳相差(xin ch)不大，但恢復(fù)時(shí)間大為縮短共七十一頁(yè)4、典型I型系統(tǒng)與典型型系統(tǒng)比較 比較分析的結(jié)果(ji gu)可以看出，典型I型系統(tǒng)和典型型系統(tǒng)除了在穩(wěn)態(tài)誤差上的區(qū)別以外，在動(dòng)態(tài)性能中，典型 I 型系統(tǒng)在跟隨性能上可以做到超調(diào)小，但抗擾性能稍差，典型型系統(tǒng)的超調(diào)量相對(duì)較大，抗擾性能卻比較好。 這是設(shè)計(jì)時(shí)選擇典型系統(tǒng)的重要依據(jù)。共七十一頁(yè)二、非典型系統(tǒng)(xtng)的典型化處理1. 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇基本思路: 將控制對(duì)象校正成為(chngwi)典型系統(tǒng)?？刂茖?duì)象 調(diào)節(jié)器 輸

17、入輸出系統(tǒng)校正典型系統(tǒng) 輸入輸出共七十一頁(yè)選擇規(guī)律 根據(jù)控制系統(tǒng)要求確定校正成那類典型，確定類型后，選擇調(diào)節(jié)器方法就是把控制對(duì)象與調(diào)節(jié)器相乘，匹配成典型系統(tǒng)，如果配不成，則可以先對(duì)控制對(duì)象的傳遞函數(shù)做近似處理，再進(jìn)行校正。例如：某控制對(duì)象是雙慣性型，其傳遞函數(shù)如下式 若要校正成典型I型，調(diào)節(jié)器必須具有一個(gè)積分環(huán)節(jié)(hunji)，并含一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)(hunji)，因此選擇PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)如下式 T1 T2共七十一頁(yè)校正(jiozhng)后系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)是取并且(bngqi)則有為典型I型共七十一頁(yè)+-K2Id (s)+-K2 (T1s+1)(T2s+1)c (s)r (s)PI調(diào)節(jié)器控

18、制對(duì)象用PI調(diào)節(jié)器把雙慣性型控制對(duì)象(duxing)校正成典型型系統(tǒng) 我們將幾種校正成典型I型系統(tǒng)和典型II型系統(tǒng)的控制對(duì)象和相應(yīng)的調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)列于表 3-1和表3-2中，表中還給出了參數(shù)配合(pih)關(guān)系。共七十一頁(yè)表3-1校正成典型I型系統(tǒng)(xtng)的幾種調(diào)節(jié)器選擇控制對(duì)象調(diào)節(jié)器參數(shù)配合T1、T2 T3T1 T2共七十一頁(yè)表3-2 校正成典型(dinxng)II型系統(tǒng)的幾種調(diào)節(jié)器選擇控制對(duì)象調(diào)節(jié)器參數(shù)配合認(rèn)為(rnwi)： 認(rèn)為： 共七十一頁(yè)2. 傳遞函數(shù)近似(jn s)處理（1）高頻段小慣性環(huán)節(jié)的近似處理 實(shí)際系統(tǒng)中往往有若干個(gè)小時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，這些小時(shí)間常數(shù)所對(duì)應(yīng)的頻率都處于頻

19、率特性的高頻段，形成(xngchng)一組小慣性群。例如，系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 小慣性環(huán)節(jié)可以合并共七十一頁(yè) 當(dāng)系統(tǒng)有一組小慣性群時(shí)，在一定的條件(tiojin)下，可以將它們近似地看成是一個(gè)小慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)等于小慣性群中各時(shí)間常數(shù)之和。 例如(lr)：近似條件如：P483頁(yè)17.9.3共七十一頁(yè)（2）高階系統(tǒng)的降階近似(jn s)處理 上述小慣性群的近似處理(chl)實(shí)際上是高階系統(tǒng)降階處理(chl)的一種特例，它把多階小慣性環(huán)節(jié)降為一階小慣性環(huán)節(jié)。下面討論更一般的情況，即如何能忽略特征方程的高次項(xiàng)。以三階系統(tǒng)為例，設(shè) 其中，a，b，c 都是正系數(shù)，且bc a，即系統(tǒng)是穩(wěn)定的。共七十一

20、頁(yè)降階處理 若能忽略(hl)高次項(xiàng)，可得近似的一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為近似條件 共七十一頁(yè)（3）低頻段大慣性環(huán)節(jié)的近似處理 表2-9中已經(jīng)指出，當(dāng)系統(tǒng)中存在一個(gè)時(shí)間常數(shù)(sh jin chn sh)特別大的慣性環(huán)節(jié)時(shí)，可以近似地將它看成是積分環(huán)節(jié)，即 近似(jn s)條件 例如：如：P486頁(yè)17.9.4（2）共七十一頁(yè)對(duì)頻率特性的影響低頻時(shí)把特性(txng)a近似地看成特性b 低頻(dpn)段大慣性環(huán)節(jié)近似處理對(duì)頻率特性的影響 共七十一頁(yè)三、電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中濾波器的作用(zuyng)和選擇1、反饋控制(kngzh)規(guī)律 轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種基本的反饋控制系統(tǒng)，它具有以下三個(gè)基本特征，也就

21、是反饋控制的基本規(guī)律，各種不另加其他調(diào)節(jié)器的基本反饋控制系統(tǒng)都服從于這些規(guī)律。 共七十一頁(yè)1.1 被調(diào)量有靜差 從靜特性分析中可以看出，由于采用了比例(bl)放大器，閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)K值越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能越好。然而，Kp =常數(shù)，穩(wěn)態(tài)速差就只能減小，卻不可能消除。因?yàn)殚]環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為 只有 K = ，才能使 ncl = 0，而這是不可能的。因此，這樣的調(diào)速系統(tǒng)叫做有靜差調(diào)速系統(tǒng)。實(shí)際上，這種系統(tǒng)正是依靠被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的。共七十一頁(yè)1.2. 抵抗擾動(dòng), 服從(fcng)給定 反饋控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它能有效地抑制一切被負(fù)反饋環(huán)所包圍的前向通道上的擾動(dòng)作用，但對(duì)給定作用的

22、變化則唯命是從。擾動(dòng)除給定信號(hào)(xnho)外，作用在控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)上的一切會(huì)引起輸出量變化的因素都叫做“擾動(dòng)作用”。 共七十一頁(yè)負(fù)載變化的擾動(dòng)（使Id變化）交流電源電壓波動(dòng)的擾動(dòng)（使Ks變化）電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁的變化的擾動(dòng)（造成Ce 變化 ）放大器輸出電壓漂移的擾動(dòng)（使Kp變化）溫升引起主電路電阻增大的擾動(dòng)（使R變化）檢測(cè)誤差(wch)的擾動(dòng)（使變化） 。 在下圖中，各種擾動(dòng)作用都在穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖上表示出來(lái)了，所有這些因素最終都要影響到轉(zhuǎn)速。 調(diào)速系統(tǒng)(xtng)的擾動(dòng)源共七十一頁(yè) 擾動(dòng)作用(zuyng)與影響 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)(xtng)的給定作用和擾動(dòng)作用 勵(lì)磁變化Id變化電源波動(dòng)Kp變化電阻變化檢測(cè)誤

23、差KpKs 1/CeU*nUcUnEnUd0Un+- R 共七十一頁(yè) 抗擾能力(nngl)反饋控制系統(tǒng)對(duì)被反饋環(huán)包圍(bowi)的前向通道上的擾動(dòng)都有抑制功能。例如：Us Ud0 n Un Un n Ud0 Uc 共七十一頁(yè)但是，如果在反饋通道上的測(cè)速反饋系數(shù)受到某種影響而發(fā)生變化，它非但(fidn)不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會(huì)增大被調(diào)量的誤差。例如： Un Un Uc Ud0 n 因此，反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)。共七十一頁(yè)1.3 給定(i dn)作用 與眾不同的是，在反饋環(huán)外的給定作用，如 上圖中的轉(zhuǎn)速給定信號(hào)，它的些微(xiwi)變化都會(huì)使被調(diào)量隨之變化，絲毫不受反饋?zhàn)饔玫囊种啤?結(jié)論 反饋控制系統(tǒng)的規(guī)律是： 一方面能夠有效地抑制一切被包在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動(dòng)作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對(duì)給定信號(hào)的任何變化都是唯命是從的。共七十一頁(yè)2、反饋回路濾波器的作用 從反饋控制規(guī)律可知反饋控制能夠有效地抑制一切被包在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)，前向通道(tngdo)上的擾動(dòng)作用。因此，一切被包在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的諧波同樣可以通過(guò)反饋回路濾波器來(lái)