雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)ASRACR結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)計(jì)劃

1、目錄第一章.緒論11.1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)介紹錯(cuò)誤！不決義書(shū)簽。1.2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖11.3設(shè)計(jì)原則21.4工程設(shè)計(jì)方法2第二章.電流調(diào)治器的設(shè)計(jì)22.1確準(zhǔn)時(shí)間常數(shù)22.2選擇電流調(diào)治器結(jié)構(gòu)42.3計(jì)算電流調(diào)治器的參數(shù)52.4校驗(yàn)近似條件52.5計(jì)算調(diào)治器電阻和電容6第三章.轉(zhuǎn)速調(diào)治器的設(shè)計(jì)73.1電流環(huán)的等效閉環(huán)傳達(dá)函數(shù)73.2轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)的化簡(jiǎn)和轉(zhuǎn)速調(diào)治器結(jié)構(gòu)的選擇83.3轉(zhuǎn)速調(diào)治器的參數(shù)的計(jì)算113.4校驗(yàn)123.5計(jì)算調(diào)治器電阻和電容123.6校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量13第四章.轉(zhuǎn)速調(diào)治器退飽和時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計(jì)算13第五章.總結(jié)165.1遇到的問(wèn)題165.2學(xué)習(xí)收獲16第六章.參照

2、書(shū)目17Idm的恒那么，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)ASR和ACR結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)第一章1.1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)介紹轉(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)。采用轉(zhuǎn)速負(fù)反響和PI調(diào)治器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)能夠在保證系統(tǒng)牢固的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。但是，若是對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)向性能要求較高，比方：要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)向速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿(mǎn)足需要。這是由于在單閉環(huán)系統(tǒng)中不能夠?yàn)榉亲鞔醯乜刂齐娏骱娃D(zhuǎn)矩的動(dòng)向過(guò)程。在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負(fù)反響環(huán)節(jié)是特地用來(lái)控制電流的，但它只幸虧高出臨界電流值Idcr今后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反響作用限制電流的沖擊，其實(shí)不能夠很理想地控制電流的動(dòng)向波形。

3、為了實(shí)現(xiàn)在贊同條件下的最快起動(dòng)，要點(diǎn)是要獲得一段使電流保持為最大值流過(guò)程。依照反響控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反響就可以保持該量基本不變，采用電流負(fù)反響應(yīng)該能夠獲得近似的恒流過(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反響分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)治器，分別調(diào)治轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反響和電流負(fù)反響。1.2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖Ui(s)E(s)IdL(s)Un(s)11Uc(s)KsUd0(s)1/RId(s)R1n(s)ASRTois1ACRTss1Tls1TmsCeTons1電流環(huán)Tois1Tons1圖1-1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1。

4、由于電流檢測(cè)信號(hào)中常含有交流重量，為了不使它影響到調(diào)治器的輸入，需要加低通濾波。這樣的濾波環(huán)節(jié)傳達(dá)函數(shù)可用一階慣性環(huán)節(jié)來(lái)表示，其濾波時(shí)間常數(shù)Toi按需要選定，以濾平電流檢測(cè)信號(hào)為準(zhǔn)。但是，在控制交流重量的同時(shí)，濾波環(huán)節(jié)也延緩了反響信號(hào)的作用，為了平衡這個(gè)延緩作用，在給定信號(hào)通道上加入一個(gè)相同時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱(chēng)作給定濾波環(huán)節(jié)。其意義是讓給定信號(hào)和反響信號(hào)經(jīng)過(guò)相同的延時(shí)，使得二者在時(shí)間上恰好的配合。1由測(cè)速發(fā)電機(jī)獲得的轉(zhuǎn)速反響電壓含有換向紋波，所以也需要濾波，濾波時(shí)間常數(shù)用Ton表示。依照和電流環(huán)相同的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時(shí)間常數(shù)Ton的給定濾波環(huán)節(jié)。1.3設(shè)計(jì)原則本次課程設(shè)計(jì)為應(yīng)用工

5、程設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)治器。依照設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的一般原則，從內(nèi)環(huán)開(kāi)始，漸漸向外擴(kuò)展。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，應(yīng)該第一設(shè)計(jì)電流調(diào)治器，爾后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)治器。第一考慮應(yīng)把電流環(huán)校正成哪一類(lèi)典型系統(tǒng)。從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無(wú)靜差，以獲得理想的堵轉(zhuǎn)特點(diǎn)，所以采用型系統(tǒng)就夠了。再?gòu)膭?dòng)向上看，實(shí)質(zhì)系統(tǒng)不相贊同電樞電流在突加控制作用下時(shí)有太大的超調(diào)，以保證電流在動(dòng)向過(guò)程不高出贊同值，而對(duì)電網(wǎng)電壓顛簸的及時(shí)抗擾作用可是次要的因素。所以電流環(huán)應(yīng)以隨從性能為主，即應(yīng)選擇典型型系統(tǒng)。對(duì)于轉(zhuǎn)速環(huán)，由于要求滿(mǎn)足系統(tǒng)抗攪亂性能好、轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，并且系

6、統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定將轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型系統(tǒng)。1.4工程設(shè)計(jì)方法大多數(shù)現(xiàn)代的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)均可由低階系統(tǒng)近似。將實(shí)質(zhì)系統(tǒng)校正或簡(jiǎn)化成典型系統(tǒng)的形式再與圖表比較，設(shè)計(jì)過(guò)程就簡(jiǎn)略多了。調(diào)治器的設(shè)計(jì)一般分為兩步：選擇調(diào)治器結(jié)構(gòu),使系統(tǒng)典型化并滿(mǎn)足牢固和穩(wěn)態(tài)精度。設(shè)計(jì)調(diào)治器的參數(shù)，以滿(mǎn)足動(dòng)向性能指標(biāo)的要求。這樣做，就把穩(wěn)、準(zhǔn)、快和抗攪亂之間相互交織的矛盾分成兩步來(lái)解決。第一步，先解決主要矛盾，即動(dòng)向牢固性和穩(wěn)態(tài)精度，爾后在第二步中再進(jìn)一步滿(mǎn)足其他動(dòng)向性能指標(biāo)。第二章.電流調(diào)治器的設(shè)計(jì)2.1確準(zhǔn)時(shí)間常數(shù)在圖2-1點(diǎn)劃線(xiàn)框的電流環(huán)中，反電動(dòng)勢(shì)與電流反響的作用相互交織，這將給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)麻煩。實(shí)質(zhì)上，反電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)

7、速成正比，它代表轉(zhuǎn)速對(duì)電流環(huán)的影響。在一般情況下，系統(tǒng)的電磁時(shí)間常數(shù)Tl遠(yuǎn)小于機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm，所以，轉(zhuǎn)速的變化經(jīng)常比電流變化慢得多，對(duì)電流環(huán)來(lái)說(shuō)，反電動(dòng)勢(shì)是一個(gè)變化較慢的擾動(dòng)，在電流的瞬變過(guò)程中，能夠認(rèn)為反電動(dòng)勢(shì)基本不變，即E0，這樣，在按動(dòng)向性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，能夠暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化的動(dòng)向影響，獲得的電流環(huán)的近似結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1。2Ui(s)1Uc(s)KsUd0(s)1/RId(s)Tois1ACRTss1Tls1Tois1圖2-1忽略反電動(dòng)勢(shì)的動(dòng)向影響若是把給定濾波和反響濾波兩個(gè)環(huán)節(jié)都等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)把給定信號(hào)改成Ui(s)/，則電流環(huán)便等效成單位負(fù)反響系統(tǒng)，如圖2-2。Ui(s

8、)Uc(s)Ks/RId(s)Tois1ACR(Tss1)(Tls1)圖2-2等效成單位負(fù)反響系統(tǒng)1）整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)Ts.。按表2-1，三相橋式電路的平均失控時(shí)間Ts0.0017s。表2-1各種整流電路的失控時(shí)間整流電路形式最大失控時(shí)間Tsmax/ms平均失控時(shí)間Ts/ms單相半波2010單相橋式（全波）105三相半波6.673.33三相橋式、六相半波3.331.672）電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi。三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是3.3ms，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（12）Toi=3.3ms,所以取Toi=2ms=0.002s，3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和Ti。按小時(shí)間常數(shù)近似辦理，取TiTsToi=

9、0.0037s。則電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖最后簡(jiǎn)化成圖2-3。3Ui(s)Ks/RId(s)ACR1)(Tls1)(Tis圖2-3小慣性環(huán)節(jié)近似辦理2.2選擇電流調(diào)治器結(jié)構(gòu)圖2-3表示，電流環(huán)的控制對(duì)象是雙慣性的，要校正成典型型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI型的調(diào)治器，其傳達(dá)函數(shù)能夠?qū)懗蒏i(is1)（2-1）WACR(s)is式中Ki-電流調(diào)治器的比率系數(shù)-電流調(diào)治器的超前時(shí)間常數(shù)為了讓調(diào)治器零點(diǎn)與控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)極點(diǎn)抵消，選擇iTl（2-2）則電流環(huán)的動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖便成為圖2-4所以的典型形式，其中KiKs1（2-3）KI2TiiRUi(s)KIId(s)s(Tis1)圖2-4校正成典型型系統(tǒng)電流環(huán)動(dòng)向結(jié)構(gòu)

10、框圖圖2-5繪出了校正后電流環(huán)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特點(diǎn).4L/dB20dB/dec1OTici/s140dB/dec圖2-5校正成典型型系統(tǒng)電流環(huán)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特點(diǎn)2.3計(jì)算電流調(diào)治器的參數(shù)表2-2典型型系統(tǒng)動(dòng)向隨從性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系參數(shù)關(guān)系KT0.250.390.500.691.0阻尼比1.00.80.7076500超調(diào)量0%1.5%4.3%9.5%16.3%上升時(shí)間tr6.6T4.7T3.3T2.4T峰值時(shí)間tp8.3T6.2T4.7T3.6T相角牢固裕度76.369.965.559.251.8截止頻率c0.243/T0.367/T0.455/T0.596/T0.786/T由式2-1能

11、夠看出，電流調(diào)治器的參數(shù)是Ki和i，其中i（電流調(diào)治器超前時(shí)間常數(shù)）=Tl=0.031，待定的只有比率系數(shù)Ki，可依照所需的動(dòng)向性能指標(biāo)采用。設(shè)計(jì)要求電流超調(diào)量i5%，由表2-2，可選0.707，KITi0.5，且已知TiTsToi=0.0017+0.002=0.0037s，所以，電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：KI=0.50.5135.1s1Ti0.0037雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個(gè)調(diào)治器都不飽和時(shí)。各變量之間的關(guān)系：UnUnnn0UiUiIdIdm已知兩個(gè)調(diào)治器的輸入和輸出最大值都是10V，額定轉(zhuǎn)速nN375r/min，額定電流IN760A，過(guò)載倍數(shù)=1.5，則：轉(zhuǎn)速反響系數(shù)：Un*100.027

12、Vmin/rnN3755電流反響系數(shù)：Ui*100.0088V/AIN1.5760由式（2-2）和（2-3），且已知Tl=0.031s，R=0.14，Ks=75，則電流調(diào)治器的比率系數(shù)：TlR0.0310.14KiTi2750.00880.88862Ks0.00372.4校驗(yàn)近似條件Tl0.0311）檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：8.378，參照表2-3的典型型系統(tǒng)動(dòng)向0.0037Ti抗擾性能都是能夠接受的。表2-3典型型系統(tǒng)動(dòng)向抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系T1T1111mT25102030T2Cmax100%55.5%33.2%18.5%12.9%Cbtm/T2.83.43.84.0tv/T14.7

13、21.728.730.4電流截止頻率：ciKI135.1s12）晶閘管整流裝置傳達(dá)函數(shù)的近似條件11196.1s1ci3Ts30.0017滿(mǎn)足近似條件。3）忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)向影響的條件，已知Tm=0.112s311350.19ciTmTl0.1120.031滿(mǎn)足近似條件。4）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似辦理?xiàng)l件1111180.8s1ci3TsToi30.00170.002滿(mǎn)足近似條件。2.5計(jì)算調(diào)治器電阻和電容含給定濾波和反響濾波的模擬式PI型電流調(diào)治器原理圖如圖2-6，圖中Ui為電流給定電壓，Id為電流反響電壓，調(diào)治器的輸出就是電力電子變換器的控制電壓Uc。依照運(yùn)算放大器的電路原理，且已知

14、R040k,能夠簡(jiǎn)單地導(dǎo)出：6KiRiRiKiR00.88864035.544K，取35kR0iRCiiCiiTi0.0318.857107F0.8857uF，取0.886uFRiRi35103Toi1Coi4TOi40.022106F2uF，取2uF4R0CoiR040103RiCiR0R022Ui-AUc+Coi+R0R022RbalIdCoi圖2-6含給定濾波與反響濾波的PI型電流調(diào)治器依照上述參數(shù)：Ri=35K，Ci=0.886uF，Coi=2uF，電流環(huán)能夠達(dá)到的動(dòng)向隨從性能指標(biāo)為i4.3%5%（見(jiàn)下表2-4），滿(mǎn)足以上要求。表2-4典型型系統(tǒng)動(dòng)向隨從性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系參

15、數(shù)關(guān)系KT0.250.390.500.691.0阻尼比1.00.80.7070605超調(diào)量0%1.5%4.3%9.5%16.3%上升時(shí)間tr6.6T4.7T3.3T2.4T峰值時(shí)間tp8.3T6.2T4.7T3.6T7相角牢固裕度76.369.965.559.251.8截止頻率c0.243/T0.367/T0.455/T0.596/T0.786/T第三章轉(zhuǎn)速調(diào)治器的設(shè)計(jì)3.1電流環(huán)的等效閉環(huán)傳達(dá)函數(shù)電流環(huán)經(jīng)化簡(jiǎn)后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，為此需要求出它的閉環(huán)傳達(dá)函數(shù)Wcli(s)，由圖3-1可知：Ui(s)KIId(s)s(Tis1)圖3-1校正成典型型系統(tǒng)電流環(huán)動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖KIId(s)s(

16、Tis1)1（3-1）Wcli(s)KITi1Ui(s)/s2s111)KIKIs(Tis忽略高此項(xiàng)，Wcli(s)可降階近似為：1Wcli(s)（3-2）1s1KI接入轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，電流環(huán)等效環(huán)節(jié)的輸入量應(yīng)為Ui(s)，所以電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中應(yīng)等效為：1Id(s)Wcli(s)Ui(s)（3-3）1s1KI這樣，原來(lái)是雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對(duì)象，經(jīng)閉環(huán)控制后，能夠近似地等效成只有較小時(shí)間常數(shù)1KI的一階慣性環(huán)節(jié)。這表示，電流的閉環(huán)控制改造了控制對(duì)象，加速了電流的隨從作用。3.2轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)的化簡(jiǎn)和轉(zhuǎn)速調(diào)治器結(jié)構(gòu)的選擇用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替圖3-2中的電流環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖如圖3-3

17、所示。8Ui(s)E(s)IdL(s)Un(s)1ASR1ACRUc(s)KsUd0(s)1/RId(s)R1n(s)Ts1Tois1Ts1Tls1TsConsme電流環(huán)Tois1Tons1圖3-2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖1IdL(s)Un(s)1Ui(s)Id(s)Rn(s)Tons1ASR1s1CeTmsKITons1圖3-3用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)和電流環(huán)中相同，把轉(zhuǎn)速給定濾波和反響濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改成Un(s)/，再把時(shí)間常數(shù)1/KI和Ton的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來(lái)，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為T(mén)n的慣性環(huán)節(jié)，其中Tn1，則轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖可化簡(jiǎn)成圖3-4。TonKI*IdL(s

18、)Un(s)/Id(s)Rn(s)ASRTns1CeTms圖3-4等效成單位負(fù)反響和小慣性的近似辦理為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前必定有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)9速調(diào)治器中?，F(xiàn)在擾動(dòng)作用點(diǎn)后邊已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)傳達(dá)函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿(mǎn)足動(dòng)向抗擾性能好的要求。至于其階躍響應(yīng)超調(diào)量較大，那么線(xiàn)性系統(tǒng)的計(jì)算數(shù)據(jù)，實(shí)質(zhì)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)治器的飽和非線(xiàn)性性質(zhì)會(huì)使超調(diào)量大大降低。因此可知ASR也應(yīng)該采用PI調(diào)治器，其傳達(dá)函數(shù)為：Kn(ns1)WASR(s)（3-4）ns式中Kn-轉(zhuǎn)速調(diào)治器的比率系數(shù)-轉(zhuǎn)速調(diào)治器的超前時(shí)間常數(shù)Un(s)

19、KN(ns1)n(s)s2(Tns1)圖3-5校正后成為典型系統(tǒng)這樣，調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳達(dá)函數(shù)為：Wn(s)Kn(ns1)R/KnR(ns1)nsCeTms(Tns1)nCeTms2(Tns1)令轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益KN為：KnR（3-5）KNCeTmn則：KN(ns1)（3-6）Wn(s)1)s2(Tns在典型系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳達(dá)函數(shù)中，時(shí)間常數(shù)T是控制對(duì)象固定的，待定的參數(shù)有K和。為了解析方便，引入一個(gè)新的變量h，令hT2（3-7）110L/dBh40dB/decKgl20dB/dec0122OT11c/s1140dB/dec圖3-6典型系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特點(diǎn)和中頻寬由圖可見(jiàn)，h是斜率為20dB/dec

20、的中頻段的寬度，稱(chēng)作中頻寬。由于中頻段的狀態(tài)對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)向質(zhì)量器決定性的作用，所以h是一個(gè)很重要的參數(shù)。在一般情況下，1點(diǎn)處在40dB/dec特點(diǎn)段，由圖3-4能夠看出20lgK40(lg1lg1)20(lgclg1)20lg1c所以K1c（3-8）在工程設(shè)計(jì)中，若是兩個(gè)參數(shù)都任意選擇，工作量顯然很大，為此采用“振蕩指標(biāo)法”中的閉環(huán)幅頻特點(diǎn)峰值Mr最小準(zhǔn)則，能夠找到h和c兩個(gè)參數(shù)之間的一種最正確配合。這一準(zhǔn)則表示，對(duì)于必然的h值，只有一個(gè)確定的c（或K）能夠獲得最小的閉環(huán)幅頻特點(diǎn)峰值Mrmin，這時(shí)c和1，2之間的關(guān)系是2c2h（3-9）h1ch1（3-10）2以上兩式稱(chēng)作Mrmin準(zhǔn)則的“

21、最正確頻比”，所以有2c2hc2121h1chc1(12)1(11)（3-11）22T確定h此后依照式（3-7）和式（3-11）即可分別求得和c。依照（3-8）和（3-11）可得2K1c1h1(1)2h1h1（3-12）2hT22h2T2由式（3-12）可知轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益KN為h1（3-13）KN2T2n2h11所以Kn(h1)CeTm（3-14）2hRTn3.3轉(zhuǎn)速調(diào)治器的參數(shù)的計(jì)算已知KITi0.5，Ti=0.0037s，則電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)：12Ti20.00370.0074sKI已知Ton0.005s，則小時(shí)間常數(shù)近似辦理的時(shí)間常數(shù)為：Tn10.0074+0.02=0.0274sTon

22、KI按跟平易抗擾性能都較好的原則，取h5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為：nhTn50.02740.s13由式（3-13）可知轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益為：Knh125251160s22h2Tn20.02742由（3-14）可知ASR的比率系數(shù)為：Kn(h1)CeTm60.00881.820.1122hRTn250.0270.1410.390.02743.4校驗(yàn)由式（3-12）可知轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率為：cnKNKNn1600.13721.92s111）電流環(huán)傳達(dá)函數(shù)化簡(jiǎn)條件1KI1135.113Ti363.7scn0.0037滿(mǎn)足簡(jiǎn)化要求。2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似辦理?xiàng)l件1KI1135.127.39s1cn3To

23、n30.02滿(mǎn)足近似條件。3.5計(jì)算調(diào)治器電阻和電容12RnCnR0R022UnA-Ui+Con+R0R022RbalnCon圖3-7含給定濾波與反響濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)治器依照?qǐng)D3-7，已知R040k，則KnRnRnKnR010.394041K5.，6取Rn=415KR0nRnCnCnn0.1373.301107F0.3301uF，取Cn=0.33uFRn415103Ton1R0ConCon4Ton40.022106F2uF，取Con=2uF4R0401033.6校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量表3-1典型系統(tǒng)階躍輸入隨從性能指標(biāo)（按Mrmin準(zhǔn)則確定參數(shù)關(guān)系）h34567891052.6%43.6%37.6%

24、33.2%29.8%27.2%25.0%23.3%tr/T2.402.652.853.03.13.23.33.35ts/T12.1511.659.5510.4511.3012.2513.2514.20k32211111當(dāng)h5時(shí)，由表3-1，37.6%，不能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。實(shí)質(zhì)上，由于表3-1是按線(xiàn)性系統(tǒng)計(jì)算的，而突加階躍給準(zhǔn)時(shí)，ASR飽和，不吻合線(xiàn)性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量。13第四章轉(zhuǎn)速調(diào)治器退飽和時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計(jì)算計(jì)算退飽和超調(diào)量時(shí)，起動(dòng)過(guò)程可按分段線(xiàn)性化的方法來(lái)辦理。當(dāng)ASR飽和時(shí)，相當(dāng)于轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)，電流環(huán)輸入恒定電壓Uim，若是忽略電流環(huán)短暫的隨從過(guò)程，其輸出

25、量也基本上是恒定值Idm，所以電動(dòng)機(jī)基本上按恒加速度起動(dòng)，其加速度為dn(IdmIdL)R（4-1）dtCeTm這個(gè)加速過(guò)程素來(lái)連續(xù)到t2時(shí)刻nn時(shí)為止。取式（4-1）的積分，得t2CeTmn（4-2）(IdmIdL)R考慮到Kn(h1)CeTm和Unn，UimIdm，則2hRTnt2(2h)KnUnTn（4-3）h1UimIdLASR退飽和后，轉(zhuǎn)速環(huán)恢復(fù)到線(xiàn)性范圍內(nèi)運(yùn)行，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖4-1。描述系統(tǒng)的微分方程和前面解析線(xiàn)性系統(tǒng)的隨從性能時(shí)相同，可是初始條件不相同了。解析線(xiàn)性系統(tǒng)隨從性時(shí)，初始條件為n(0)0，Id(0)0談?wù)撏孙柡统{(diào)時(shí)，飽和階段的終了狀態(tài)就是退飽和階段的初始狀態(tài)，可是

26、把時(shí)間坐標(biāo)零點(diǎn)從t0移到tt2時(shí)刻即可。所以，退飽和的初始條件是n(0)n，Id(0)Idm由于初始條件發(fā)生了變化，盡管兩種情況的動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖和微分方程完好相同，過(guò)渡過(guò)程還是不相同的。所以，退飽和超調(diào)量其實(shí)不等于典型系統(tǒng)隨從性能指標(biāo)中的超調(diào)量。當(dāng)ASR采用PI調(diào)治器時(shí)，圖4-3所示的調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖能夠繪成圖4-1。由于感興趣的是在穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n以上的超調(diào)部分，即只考慮nnn，能夠把初始條件轉(zhuǎn)變成n(0)n，Id(0)Idm。由于圖4-2的給定信號(hào)為零，能夠不畫(huà)，而把n的反響作用反響到主通道第一個(gè)環(huán)節(jié)的輸出量上，獲得圖4-3。為了保持圖4-3和圖4-2各量間的加減關(guān)系不變，圖4-3中的Id和IdL

27、的+、-號(hào)相應(yīng)的變化。*IdL(s)Un(s)Id(s)Rn(s)Kn(ns1)ns(Tns1)CeTms圖4-1調(diào)速系統(tǒng)的等效動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖以轉(zhuǎn)速n為輸出量14IdL(s)0n(s)Kn(ns1)Id(s)Id(s)Rn(s)ns(Tns1)CeTms圖4-2調(diào)速系統(tǒng)的等效動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖以轉(zhuǎn)速超調(diào)值n為輸出量IdL(s)Kn(ns1)Id(s)Id(s)Rn(s)ns(Tns1)CeTms圖4-3調(diào)速系統(tǒng)的等效動(dòng)向結(jié)構(gòu)框圖圖4-2的等效變化能夠把退飽和超調(diào)看作是在IdIdm的負(fù)載下以nn牢固運(yùn)行，在tt2時(shí)刻負(fù)載由Idm減小到IdL，轉(zhuǎn)速產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)向速升與恢復(fù)的過(guò)程?？衫帽?-1給出的典型系統(tǒng)

28、抗擾性能指標(biāo)來(lái)計(jì)算退飽和超調(diào)量，只要注意n的基準(zhǔn)值即可。表4-1典型系統(tǒng)動(dòng)向抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系h345678910Cmax/Cb72.2%775%81.2%84.0%86.3%88.1%89.6%90.8%tm/T2.452.702.853.003.153.253.303.40tv/T13.6010.458.8012.9516.8519.8022.8025.85在典型系統(tǒng)抗擾性能指標(biāo)中，C的基準(zhǔn)值的為Cb2FK2T（4-4）可知K2R，TTn，F(xiàn)IdmIdLCeTm所以n的基準(zhǔn)應(yīng)是2RTn(IdmIdL)(4-5)nbCeTm令表示電機(jī)贊同的過(guò)載倍數(shù)，即IdmIdN，z表示負(fù)載系數(shù)，Id

29、LzIdN，nN為調(diào)速15系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)械的額定穩(wěn)態(tài)速降，nNIdNR，代入（4-5），可得CeTnnb2(z)nNTm（4-6）作為轉(zhuǎn)速的超調(diào)量n，其基準(zhǔn)值應(yīng)該是n，所以退飽和超調(diào)量能夠由表4-1列出的Cmax/Cb數(shù)據(jù)經(jīng)基準(zhǔn)值換算后求得，即n(Cmax)nb2(Cmax)(z)nNTn（4-7）CbnCbnTm設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)z0，已知電機(jī)贊同的過(guò)載倍數(shù)1.5，R=0.14，IdN760A，nN375r/min，Ce1.82Vmin/r，Tm0.112s，Tn0.0274s。當(dāng)h5，由表4-2查得Cmax/Cb=81.2%，表4-2典型系統(tǒng)動(dòng)向抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系h345678910Cmax/Cb72.2%775%81.2%84.0%86.3%88.1%89.6%90.8%tm/T2.452.702.853.003.153.253.303.40tv/T13.6010.45