機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)課件

機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座主講老師：劉遙生第二講機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座主講老師：劉遙生第二講1系列講座簡(jiǎn)介機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座內(nèi)容:第一講：機(jī)電傳動(dòng)概述及控制系統(tǒng)中常用檢測(cè)元件主要內(nèi)容：講述機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)及發(fā)展概況，介紹機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的元器件（如速度傳感器、線位移傳感器、角位移傳感器等）。第二講：機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)主要內(nèi)容：講述機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類，重點(diǎn)介紹機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)速方法。第三講：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主要內(nèi)容：講述步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理和控制系統(tǒng);重點(diǎn)介紹步進(jìn)電機(jī)的控制與應(yīng)用等方面的知識(shí)。系列講座簡(jiǎn)介機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座內(nèi)容:第一講：機(jī)電傳動(dòng)概2機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座第二講

機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)

(直流調(diào)速)機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座第二講

機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)

(直流調(diào)速3內(nèi)容：2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.2調(diào)速系統(tǒng)主要性能指標(biāo)2.3晶閘管—電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第二講機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)

內(nèi)容：第二講42.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.組成電氣控制系統(tǒng)電力拖動(dòng)或機(jī)電傳動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件

機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)一般可分三大部分組成：機(jī)電傳動(dòng)控制圖1機(jī)電系統(tǒng)的一般組成2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.組成電氣控制電力拖52.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.組成

在現(xiàn)代工業(yè)中，機(jī)電傳動(dòng)不僅包括拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電機(jī)，而且還包括控制電動(dòng)機(jī)的一整套控制系統(tǒng)，以滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化的要求。

也就是說，現(xiàn)代機(jī)電傳動(dòng)是和各種控制組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)系在一起的。2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.組成在現(xiàn)代62.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩TM、TL與角速度ω（或轉(zhuǎn)速n）之間的函數(shù)關(guān)系稱為運(yùn)動(dòng)方程式。圖2單軸拖動(dòng)系統(tǒng)TMTLω(n)（1）M+TL+ω(n)+TM2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力72.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（1）在實(shí)際工程計(jì)算中，往往用轉(zhuǎn)速n代替角速度ω，用飛輪慣量GD2代替轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J，由于J=mρ2=mD2/4。其中，ρ和D分別定義為慣性半徑和慣性直徑，而質(zhì)量m和重力G的關(guān)系是G=mg，g為重力加速度，所以，J與GD2的關(guān)系是：（2）（3）將式（2）和式（3）代入式（1），就可得運(yùn)動(dòng)方程的實(shí)用形式：（4）式中，常數(shù)375包含g=9.81m/s2,故它有加速度的量綱；GD2是整個(gè)物理量。M+TL+ω(n)+TM圖32.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力82.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

運(yùn)動(dòng)方程是研究機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)最基本的方程式，它決定著系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的特征。

當(dāng)TM=TL時(shí)，加速度a=dn/dt=0,傳動(dòng)系統(tǒng)為穩(wěn)速，稱為靜態(tài)；

當(dāng)TM>TL時(shí)，加速度a=dn/dt>0為正，傳動(dòng)系統(tǒng)為加速度運(yùn)動(dòng)；當(dāng)TM<TL時(shí)，a=dn/dt<0為負(fù)，傳動(dòng)系統(tǒng)為減速運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)處于加速或減速的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為動(dòng)態(tài)。處于動(dòng)態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中必然存在一個(gè)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩:（4）（5）它使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。TMTL2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力92.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

這樣運(yùn)動(dòng)方程式（1）或（4）也可寫成轉(zhuǎn)矩平衡方程式：

TM-TL＝Td

或TM＝TL+Td（4）（5）就是說，在任何情況下，電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩總是由軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩（即靜態(tài)轉(zhuǎn)矩）和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩之和所平衡。（1）M+TL+ω(n)+TM圖32.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力102.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)M+TL+ω(n)+TM圖3

由于傳動(dòng)系統(tǒng)有多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程式中的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩就有不同的符號(hào)。因?yàn)?，電?dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械以共同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以，一般以轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)閰⒖紒泶_定轉(zhuǎn)矩的正負(fù)。約定：設(shè)電動(dòng)機(jī)某一運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)速n為正，則約定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩TM與n一致的方向?yàn)檎?fù)載轉(zhuǎn)矩TL與n相反的方向?yàn)檎?/p>

2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力112.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)MTL+ω(n)TM圖4約定設(shè)電動(dòng)機(jī)某一運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)速n為正，則約定：電機(jī)轉(zhuǎn)矩TM與n一致的方向?yàn)檎?，?fù)載轉(zhuǎn)矩TL與n相反的方向?yàn)檎?/p>

++TL-ω(n)TM圖5M--TL+ω(n)

TM圖6M--MTL-ω(n)TM圖7+-2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力122.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)MTL+ω(n)TM圖4根據(jù)上述約定，可以從轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的符號(hào)來判定TM與TL的性質(zhì)：

若TM與n符號(hào)相同，則表示TM的作用方向與n相同，TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；++TL-ω(n)TM圖4M--TL+ω(n)

TM圖5M--MTL-ω(n)TM圖6+-

若TM與n符號(hào)相反，則表示TM的作用方向與n相反，TM為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩TM為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力132.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)MTL+ω(n)TM圖4根據(jù)上述約定，可以從轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的符號(hào)來判定TM與TL的性質(zhì)：

若TL與n符號(hào)相同，則表示TL的作用方向與n相反，TL為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；++TL-ω(n)TM圖4M--TL+ω(n)

TM圖5M--MTL-ω(n)TM圖6+-

若TL與n符號(hào)相反，則表示TL的作用方向與n相同，TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩TL為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力142.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)例1：如圖7、圖8所示，在提升重物過程中，試判定卷?yè)P(yáng)機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩TM和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的符號(hào)及轉(zhuǎn)矩性質(zhì)。+++-TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩TM為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩+MTLω(n)TM圖7啟動(dòng)時(shí)MTLω(n)TM圖8制動(dòng)+TL為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力15解：先判方向，后列運(yùn)動(dòng)方程式加速運(yùn)行狀態(tài)

減速

減速例2圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)際方向:試列出幾種情況下的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式,并說明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是加速、減速、還是勻速?+++---2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)解：先判方向，后列運(yùn)動(dòng)方程式加速運(yùn)行狀態(tài)162.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（4）例3：試列出以下幾種情況下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式，并說明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是加速、減速還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)際作用方向）a勻速

b減速

c減速

d加速

e減速

f勻速2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力172.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)類型負(fù)載轉(zhuǎn)矩要折算圖9單軸拖動(dòng)系統(tǒng)圖10多軸拖動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圖11多軸拖動(dòng)系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要折算（6）（7）把式（6）和式（7）代入式（4），就得到多軸拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程：（8）（4）2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量182.2

調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)主要有直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩種。直流調(diào)速系統(tǒng)以直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，交流調(diào)速系統(tǒng)要交流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力。

直流調(diào)速系統(tǒng)雖不象交流電動(dòng)機(jī)那樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便維修容易、價(jià)格便宜等，但具有良好的調(diào)速性能，很寬的平滑調(diào)速范圍。目前，直流調(diào)速系統(tǒng)仍應(yīng)用于控制性能要求較高的一些生產(chǎn)機(jī)械上，而從控制技術(shù)的角度來看，直流調(diào)速系統(tǒng)又是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)。圖11多軸拖動(dòng)系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)2.2調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)主要有直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)191靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)

(1)靜差度S(3)調(diào)速的平滑性(2)調(diào)速范圍D2.2

調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)(9)

如一般冷軋機(jī)S≤0.2；普通機(jī)床S≤0.3；龍門刨床S≤0.5；而高精度的造紙機(jī)S≤0.04(10)當(dāng)靜差度為一定數(shù)值時(shí)，冷軋機(jī)D=3～15；普通機(jī)床D=20～120；龍門刨床D=20～40；機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)D=5～30000等。nn0△nTL0圖12機(jī)電系統(tǒng)機(jī)械特性nNnminnmax1靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)(1)靜差度S(3)調(diào)速的平20圖12自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性2動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)

(1)最大超調(diào)量Mp=(nmax-n2)/n2×100%

一般在10%～35%(3)過渡過程T(2)振蕩次數(shù)2.2

調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)圖12自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性2動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)(1)21圖13自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的比較系統(tǒng)1時(shí)間過長(zhǎng)系統(tǒng)2振蕩次數(shù)多系統(tǒng)3較好5%2.2

調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)圖13自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的比較系統(tǒng)1時(shí)間過長(zhǎng)5%2.2222.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)目前，晶閘管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)仍在大功率系統(tǒng)中廣泛使用。常用的晶閘管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)有：圖9單軸拖動(dòng)系統(tǒng)圖10多軸拖動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圖11多軸拖動(dòng)系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3、可逆系統(tǒng)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)目前，晶閘管－電動(dòng)232.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)分類：（1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)（2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)圖10多軸拖動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圖11多軸拖動(dòng)系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)單純由被調(diào)量負(fù)反饋組成的比例控制的單閉環(huán)系統(tǒng)屬有靜差調(diào)速系統(tǒng)按積分（或比例積分）控制的單閉環(huán)系統(tǒng)屬無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)分類242.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（1）轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)比較器LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△U控制器（放大）執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（1252.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器

當(dāng)負(fù)載突然發(fā)生變動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)隨之發(fā)生變化,系統(tǒng)就將進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。TL↑→n↓→Ufn↓（Ufn=αnn）→△Ui↑（△Ui=Ug－Ufn）→→UK↑（Uk=Kp△Ui）→α↓→Ud↑→n↑2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1262.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器

該系統(tǒng)中反饋信號(hào)是控制轉(zhuǎn)速n本身，且反饋電壓Uf與給定電壓Ug的極性相反，故稱之為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)。2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1272.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)必須包括調(diào)速和穩(wěn)速兩大功能：調(diào)速－改變電路參數(shù)從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；穩(wěn)速－抑制負(fù)載變化或其它干擾因素引起的轉(zhuǎn)速變化。2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1282.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的有靜差調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性方程為：（11）Tnn0f△nfTL0圖15有靜差機(jī)械特性2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1292.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖11有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性方程為：（12）Tnn0△nTL0圖16開環(huán)機(jī)械特性2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1302.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)比較式（11）與式（12），不難看出以下三點(diǎn)：（12）（11）①在給定電壓一定時(shí)，有：②如果閉環(huán)與開環(huán)的空載轉(zhuǎn)速調(diào)得一樣時(shí)，則：③在最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速和最大允許靜差度不變下：nn0f△nfTL0圖15有靜差機(jī)械特性nn0△nTL0圖16開環(huán)機(jī)械特性2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)比較312.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)

由上可見，提高放大倍數(shù)K是減小靜態(tài)轉(zhuǎn)速降、擴(kuò)大調(diào)速范圍的有效措施。但是放大倍數(shù)過大容易產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。于是，△nf不可能為零，機(jī)械特性不可能為絕對(duì)硬特性，即負(fù)載變化時(shí)，速度會(huì)有一定的變化，故圖11所示系統(tǒng)稱為有靜差調(diào)速系統(tǒng)。圖11有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比較放大執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)322.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)

前面討論了帶比例放大器的反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是有靜差的調(diào)速系統(tǒng)。

本節(jié)將討論，采用積分（I）調(diào)節(jié)器或比例積分（PI）調(diào)節(jié)器代替比例放大器，構(gòu)成無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)。2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)332.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)比例積分（PI）調(diào)節(jié)器++-+-M

TG+-RP2nRP1U*nR0R0RbalUcVBT

VSUiTAIdR1C1UnUd圖17無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng)（比例積分）

-+MTG+++-UPE～·2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)比例342.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)比例積分（PI）調(diào)節(jié)器2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)比例35比例積分（PI）調(diào)節(jié)器圖11有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器比例積分（PI）圖11有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---362.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①積分調(diào)節(jié)器++CUexRbalUinR0+Aii圖

18積分調(diào)節(jié)器方程兩邊取積分，得

(14)

式中=R0C—積分時(shí)間常數(shù)。積分調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為(15)

(13)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①372.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①積分調(diào)節(jié)器--的特性++CUexRbalUinR0+Aii圖

18積分調(diào)節(jié)器當(dāng)初始值為零時(shí)，在階躍輸入作用下，對(duì)上式進(jìn)行積分運(yùn)算，得積分調(diào)節(jié)器的輸出(16)

UexUinUexmtUinUexO圖19階躍輸入時(shí)的輸出特性2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①38圖1-45積分調(diào)節(jié)器的輸入和輸出動(dòng)態(tài)過程a)階躍輸入b)一般輸入輸入和輸出動(dòng)態(tài)過程Un是階躍函數(shù)，Uc按線性規(guī)律增長(zhǎng)。每一時(shí)刻Uc

的大小和Un

與橫軸所包圍的面積成正比。Un

是負(fù)載變化時(shí)的偏差電壓波形，按照Un與橫軸所包圍面積的正比關(guān)系，可得相應(yīng)的Uc

曲線，圖中Un

的最大值對(duì)應(yīng)于Uc

的拐點(diǎn)。在動(dòng)態(tài)過程中，當(dāng)Un

變化時(shí)，只要其極性不變，即只要仍是Un*Un

，積分調(diào)節(jié)器的輸出Uc

便一直增長(zhǎng)；只有達(dá)到

Un*=Un

，Un

=0時(shí)，Uc

才停止上升；不到

Un

變負(fù)，Uc

不會(huì)下降。值得特別強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)Un

=0時(shí)，Uc并不是零，而是一個(gè)終值Ucf

；如果Un

不再變化，此終值便保持恒定不變，這是積分控制的特點(diǎn)。（與比例控制相對(duì)比）++CUexRbalUinR0+-ii圖1-45積分調(diào)節(jié)器的輸入和輸出動(dòng)態(tài)過程輸入和輸出動(dòng)態(tài)過392.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①積分調(diào)節(jié)器--的特性++CUexRbalUinR0+Aii圖

18積分調(diào)節(jié)器分析結(jié)果采用積分調(diào)節(jié)器，當(dāng)轉(zhuǎn)速在穩(wěn)態(tài)時(shí)達(dá)到與給定轉(zhuǎn)速一致，系統(tǒng)仍有控制信號(hào)，可保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差調(diào)速。2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①40圖1-44有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1-46積分控制無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩由TL1

突增到TL2

時(shí)突加負(fù)載過程比較在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速偏差電壓Un

必為零。如果Un

不為零，則Uc

繼續(xù)變化，就不是穩(wěn)態(tài)了。在突加負(fù)載引起動(dòng)態(tài)速降時(shí)產(chǎn)生Un，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí)，Un

又恢復(fù)為零，但Uc

已從Uc1上升到Uc2，使電樞電壓由Uc1上升到Uc2，以克服負(fù)載電流增加的壓降。在這里，Uc

的改變并非僅僅依靠Un

本身，而是依靠

Un

在一段時(shí)間內(nèi)的積累。在這里，Uc

的改變僅僅依靠Un

本身雖然現(xiàn)在Un=0，只要?dú)v史上有過Un

，其積分就有一定數(shù)值，足以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運(yùn)行所需要的控制電壓Uc。積分控制規(guī)律和比例控制規(guī)律的根本區(qū)別就在于此。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速偏差電壓Un

不為零。圖1-44有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1-46積分控制無(wú)靜差調(diào)速系41分析結(jié)果

比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀；而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。

分析結(jié)果42比例積分控制規(guī)律

(穩(wěn)態(tài)精度)上一小節(jié)從無(wú)靜差的角度突出地表明了積分控制優(yōu)于比例控制的地方，(動(dòng)態(tài)響應(yīng))但是另一方面，在控制的快速性上，積分控制卻又不如比例控制。τ

UexUinUexmtUinUexOb)I調(diào)節(jié)器a)P調(diào)節(jié)器UexUintUinUexO如圖所示，在同樣的階躍輸入作用之下，比例調(diào)節(jié)器的輸出可以立即響應(yīng)，而積分調(diào)節(jié)器的輸出卻只能逐漸地變。比例積分控制規(guī)律(穩(wěn)態(tài)精度)上一小節(jié)從無(wú)靜差的角度突出地43PI調(diào)節(jié)器輸出時(shí)間特性

UexUinUexmtUinUexOKpiUin圖1-39

PI調(diào)節(jié)器輸出電壓的時(shí)間特性在零初始狀態(tài)和階躍輸入下，PI調(diào)節(jié)器輸出電壓的時(shí)間特性示于圖1-39，從這個(gè)特性上可以看出比例積分作用的物理意義。因此，PI調(diào)節(jié)器輸出是由比例和積分兩部分相加而成的。突加輸入信號(hào)時(shí)，由于電容C1兩端電壓不能突變，相當(dāng)于兩端瞬間短路，在運(yùn)算放大器反饋回路中只剩下電阻R1，電路等效于一個(gè)放大系數(shù)為Kpi

的比例調(diào)節(jié)器，在輸出端立即呈現(xiàn)電壓KpiUin，實(shí)現(xiàn)快速控制，發(fā)揮了比例控制的長(zhǎng)處。此后，隨著電容C1被充電，輸出電壓Uex

開始積分，其數(shù)值不斷增長(zhǎng)，直到穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)時(shí)，C1兩端電壓等于Uex，R1已不起作用，又和積分調(diào)節(jié)器一樣了，這時(shí)又能發(fā)揮積分控制的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。Uex++C1RbalUinR0+AR1i0i1(圖1-39)階躍輸入情況PI調(diào)節(jié)器輸出時(shí)間特性UexUinUexmtUinUexOK441.系統(tǒng)組成及工作原理++-+-M

TG+-RP2nRP1U*nR0R0RbalUcVBT

VSUiTAIdR1C1UnUd圖1-48無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng)示例

-+MTG+++-UPE～·采用比例積分調(diào)節(jié)器以實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差采用電流截止負(fù)反饋來限制動(dòng)態(tài)過程的沖擊電流。TA為檢測(cè)電流的交流互感器，經(jīng)整流后得到電流反饋信號(hào)。當(dāng)電流超過截止電流時(shí)，高于穩(wěn)壓管VS的擊穿電壓，使晶體三極管VBT導(dǎo)通，則PI調(diào)節(jié)器的輸出電壓接近于零，電力電子變換器UPE的輸出電壓急劇下降，達(dá)到限制電流的目的。1.系統(tǒng)組成及工作原理++-+-MTG+-RP2nRP145分析結(jié)果除此以外，比例積分調(diào)節(jié)器還是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的校正裝置，因此，它在調(diào)速系統(tǒng)和其他控制系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。由此可見，比例積分控制綜合了比例控制和積分控制兩種規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，又克服了各自的缺點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，互相補(bǔ)充。比例部分能迅速響應(yīng)控制作用，積分部分則最終消除穩(wěn)態(tài)偏差。分析結(jié)果除此以外，比例積分調(diào)節(jié)器還是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的校正46必須指出

嚴(yán)格地說，“無(wú)靜差”只是理論上的，實(shí)際系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)，PI調(diào)節(jié)器積分電容兩端電壓不變，相當(dāng)于運(yùn)算放大器的反饋回路開路，其放大系數(shù)等于運(yùn)算放大器本身的開環(huán)放大系數(shù)，數(shù)值最大，但并不是無(wú)窮大。因此其輸入端仍存在很小的Un，而不是零。這就是說，實(shí)際上仍有很小的靜差，只是在一般精度要求下可以忽略不計(jì)而已。必須指出嚴(yán)格地說，“無(wú)靜差”只是理論上472.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2、其它負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

1）電壓負(fù)反饋系統(tǒng)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2、其它負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速482.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2、其它負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

2）電壓正反饋和電流負(fù)反饋的調(diào)速系統(tǒng)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2、其它負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速492.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2、其它負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

3）電流截止負(fù)反饋系統(tǒng)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2、其它負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速502.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)

3、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)3、雙閉環(huán)直流調(diào)速系512.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)4、可逆直流調(diào)速系統(tǒng)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)4、可逆直流調(diào)速系統(tǒng)52機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)課件53機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座主講老師：劉遙生第二講機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座主講老師：劉遙生第二講54系列講座簡(jiǎn)介機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座內(nèi)容:第一講：機(jī)電傳動(dòng)概述及控制系統(tǒng)中常用檢測(cè)元件主要內(nèi)容：講述機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)及發(fā)展概況，介紹機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的元器件（如速度傳感器、線位移傳感器、角位移傳感器等）。第二講：機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)主要內(nèi)容：講述機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類，重點(diǎn)介紹機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)速方法。第三講：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主要內(nèi)容：講述步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理和控制系統(tǒng);重點(diǎn)介紹步進(jìn)電機(jī)的控制與應(yīng)用等方面的知識(shí)。系列講座簡(jiǎn)介機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座內(nèi)容:第一講：機(jī)電傳動(dòng)概55機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座第二講

機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)

(直流調(diào)速)機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)系列講座第二講

機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)

(直流調(diào)速56內(nèi)容：2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.2調(diào)速系統(tǒng)主要性能指標(biāo)2.3晶閘管—電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第二講機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)

內(nèi)容：第二講572.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.組成電氣控制系統(tǒng)電力拖動(dòng)或機(jī)電傳動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件

機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)一般可分三大部分組成：機(jī)電傳動(dòng)控制圖1機(jī)電系統(tǒng)的一般組成2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.組成電氣控制電力拖582.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.組成

在現(xiàn)代工業(yè)中，機(jī)電傳動(dòng)不僅包括拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電機(jī)，而且還包括控制電動(dòng)機(jī)的一整套控制系統(tǒng)，以滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化的要求。

也就是說，現(xiàn)代機(jī)電傳動(dòng)是和各種控制組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)系在一起的。2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.組成在現(xiàn)代592.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)矩TM、TL與角速度ω（或轉(zhuǎn)速n）之間的函數(shù)關(guān)系稱為運(yùn)動(dòng)方程式。圖2單軸拖動(dòng)系統(tǒng)TMTLω(n)（1）M+TL+ω(n)+TM2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力602.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（1）在實(shí)際工程計(jì)算中，往往用轉(zhuǎn)速n代替角速度ω，用飛輪慣量GD2代替轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J，由于J=mρ2=mD2/4。其中，ρ和D分別定義為慣性半徑和慣性直徑，而質(zhì)量m和重力G的關(guān)系是G=mg，g為重力加速度，所以，J與GD2的關(guān)系是：（2）（3）將式（2）和式（3）代入式（1），就可得運(yùn)動(dòng)方程的實(shí)用形式：（4）式中，常數(shù)375包含g=9.81m/s2,故它有加速度的量綱；GD2是整個(gè)物理量。M+TL+ω(n)+TM圖32.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力612.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

運(yùn)動(dòng)方程是研究機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)最基本的方程式，它決定著系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的特征。

當(dāng)TM=TL時(shí)，加速度a=dn/dt=0,傳動(dòng)系統(tǒng)為穩(wěn)速，稱為靜態(tài)；

當(dāng)TM>TL時(shí)，加速度a=dn/dt>0為正，傳動(dòng)系統(tǒng)為加速度運(yùn)動(dòng)；當(dāng)TM<TL時(shí)，a=dn/dt<0為負(fù)，傳動(dòng)系統(tǒng)為減速運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)處于加速或減速的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為動(dòng)態(tài)。處于動(dòng)態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中必然存在一個(gè)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩:（4）（5）它使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。TMTL2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力622.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

這樣運(yùn)動(dòng)方程式（1）或（4）也可寫成轉(zhuǎn)矩平衡方程式：

TM-TL＝Td

或TM＝TL+Td（4）（5）就是說，在任何情況下，電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩總是由軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩（即靜態(tài)轉(zhuǎn)矩）和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩之和所平衡。（1）M+TL+ω(n)+TM圖32.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力632.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)M+TL+ω(n)+TM圖3

由于傳動(dòng)系統(tǒng)有多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程式中的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩就有不同的符號(hào)。因?yàn)?，電?dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械以共同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以，一般以轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)閰⒖紒泶_定轉(zhuǎn)矩的正負(fù)。約定：設(shè)電動(dòng)機(jī)某一運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)速n為正，則約定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩TM與n一致的方向?yàn)檎?，?fù)載轉(zhuǎn)矩TL與n相反的方向?yàn)檎?/p>

2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力642.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)MTL+ω(n)TM圖4約定設(shè)電動(dòng)機(jī)某一運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)速n為正，則約定：電機(jī)轉(zhuǎn)矩TM與n一致的方向?yàn)檎?，?fù)載轉(zhuǎn)矩TL與n相反的方向?yàn)檎?/p>

++TL-ω(n)TM圖5M--TL+ω(n)

TM圖6M--MTL-ω(n)TM圖7+-2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力652.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)MTL+ω(n)TM圖4根據(jù)上述約定，可以從轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的符號(hào)來判定TM與TL的性質(zhì)：

若TM與n符號(hào)相同，則表示TM的作用方向與n相同，TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；++TL-ω(n)TM圖4M--TL+ω(n)

TM圖5M--MTL-ω(n)TM圖6+-

若TM與n符號(hào)相反，則表示TM的作用方向與n相反，TM為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩TM為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力662.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)MTL+ω(n)TM圖4根據(jù)上述約定，可以從轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的符號(hào)來判定TM與TL的性質(zhì)：

若TL與n符號(hào)相同，則表示TL的作用方向與n相反，TL為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；++TL-ω(n)TM圖4M--TL+ω(n)

TM圖5M--MTL-ω(n)TM圖6+-

若TL與n符號(hào)相反，則表示TL的作用方向與n相同，TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩TL為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力672.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)例1：如圖7、圖8所示，在提升重物過程中，試判定卷?yè)P(yáng)機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩TM和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的符號(hào)及轉(zhuǎn)矩性質(zhì)。+++-TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩TM為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩+MTLω(n)TM圖7啟動(dòng)時(shí)MTLω(n)TM圖8制動(dòng)+TL為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力68解：先判方向，后列運(yùn)動(dòng)方程式加速運(yùn)行狀態(tài)

減速

減速例2圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)際方向:試列出幾種情況下的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式,并說明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是加速、減速、還是勻速?+++---2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)解：先判方向，后列運(yùn)動(dòng)方程式加速運(yùn)行狀態(tài)692.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（4）例3：試列出以下幾種情況下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式，并說明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是加速、減速還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)際作用方向）a勻速

b減速

c減速

d加速

e減速

f勻速2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力702.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)類型負(fù)載轉(zhuǎn)矩要折算圖9單軸拖動(dòng)系統(tǒng)圖10多軸拖動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圖11多軸拖動(dòng)系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要折算（6）（7）把式（6）和式（7）代入式（4），就得到多軸拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程：（8）（4）2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量712.2

調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)主要有直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩種。直流調(diào)速系統(tǒng)以直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，交流調(diào)速系統(tǒng)要交流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力。

直流調(diào)速系統(tǒng)雖不象交流電動(dòng)機(jī)那樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便維修容易、價(jià)格便宜等，但具有良好的調(diào)速性能，很寬的平滑調(diào)速范圍。目前，直流調(diào)速系統(tǒng)仍應(yīng)用于控制性能要求較高的一些生產(chǎn)機(jī)械上，而從控制技術(shù)的角度來看，直流調(diào)速系統(tǒng)又是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)。圖11多軸拖動(dòng)系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)2.2調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)主要有直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)721靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)

(1)靜差度S(3)調(diào)速的平滑性(2)調(diào)速范圍D2.2

調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)(9)

如一般冷軋機(jī)S≤0.2；普通機(jī)床S≤0.3；龍門刨床S≤0.5；而高精度的造紙機(jī)S≤0.04(10)當(dāng)靜差度為一定數(shù)值時(shí)，冷軋機(jī)D=3～15；普通機(jī)床D=20～120；龍門刨床D=20～40；機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)D=5～30000等。nn0△nTL0圖12機(jī)電系統(tǒng)機(jī)械特性nNnminnmax1靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)(1)靜差度S(3)調(diào)速的平73圖12自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性2動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)

(1)最大超調(diào)量Mp=(nmax-n2)/n2×100%

一般在10%～35%(3)過渡過程T(2)振蕩次數(shù)2.2

調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)圖12自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性2動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)(1)74圖13自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的比較系統(tǒng)1時(shí)間過長(zhǎng)系統(tǒng)2振蕩次數(shù)多系統(tǒng)3較好5%2.2

調(diào)速系統(tǒng)的主要指標(biāo)圖13自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的比較系統(tǒng)1時(shí)間過長(zhǎng)5%2.2752.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)目前，晶閘管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)仍在大功率系統(tǒng)中廣泛使用。常用的晶閘管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)有：圖9單軸拖動(dòng)系統(tǒng)圖10多軸拖動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圖11多軸拖動(dòng)系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3、可逆系統(tǒng)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)目前，晶閘管－電動(dòng)762.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)分類：（1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)（2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)圖10多軸拖動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圖11多軸拖動(dòng)系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)單純由被調(diào)量負(fù)反饋組成的比例控制的單閉環(huán)系統(tǒng)屬有靜差調(diào)速系統(tǒng)按積分（或比例積分）控制的單閉環(huán)系統(tǒng)屬無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)分類772.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（1）轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)比較器LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△U控制器（放大）執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1、單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（1782.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器

當(dāng)負(fù)載突然發(fā)生變動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)隨之發(fā)生變化,系統(tǒng)就將進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。TL↑→n↓→Ufn↓（Ufn=αnn）→△Ui↑（△Ui=Ug－Ufn）→→UK↑（Uk=Kp△Ui）→α↓→Ud↑→n↑2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1792.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器

該系統(tǒng)中反饋信號(hào)是控制轉(zhuǎn)速n本身，且反饋電壓Uf與給定電壓Ug的極性相反，故稱之為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)。2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1802.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)必須包括調(diào)速和穩(wěn)速兩大功能：調(diào)速－改變電路參數(shù)從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；穩(wěn)速－抑制負(fù)載變化或其它干擾因素引起的轉(zhuǎn)速變化。2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1812.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖14有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的有靜差調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性方程為：（11）Tnn0f△nfTL0圖15有靜差機(jī)械特性2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1822.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖11有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性方程為：（12）Tnn0△nTL0圖16開環(huán)機(jī)械特性2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1832.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)比較式（11）與式（12），不難看出以下三點(diǎn)：（12）（11）①在給定電壓一定時(shí)，有：②如果閉環(huán)與開環(huán)的空載轉(zhuǎn)速調(diào)得一樣時(shí)，則：③在最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速和最大允許靜差度不變下：nn0f△nfTL0圖15有靜差機(jī)械特性nn0△nTL0圖16開環(huán)機(jī)械特性2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)比較842.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)

由上可見，提高放大倍數(shù)K是減小靜態(tài)轉(zhuǎn)速降、擴(kuò)大調(diào)速范圍的有效措施。但是放大倍數(shù)過大容易產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。于是，△nf不可能為零，機(jī)械特性不可能為絕對(duì)硬特性，即負(fù)載變化時(shí)，速度會(huì)有一定的變化，故圖11所示系統(tǒng)稱為有靜差調(diào)速系統(tǒng)。圖11有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比較放大執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)1）有靜差調(diào)速系統(tǒng)852.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)

前面討論了帶比例放大器的反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是有靜差的調(diào)速系統(tǒng)。

本節(jié)將討論，采用積分（I）調(diào)節(jié)器或比例積分（PI）調(diào)節(jié)器代替比例放大器，構(gòu)成無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)。2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)862.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)比例積分（PI）調(diào)節(jié)器++-+-M

TG+-RP2nRP1U*nR0R0RbalUcVBT

VSUiTAIdR1C1UnUd圖17無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng)（比例積分）

-+MTG+++-UPE～·2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)比例872.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)比例積分（PI）調(diào)節(jié)器2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)比例88比例積分（PI）調(diào)節(jié)器圖11有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---給定αUk電動(dòng)機(jī)給定電路LMTGIdUd3～UGPASRUfnRp1Rp2+-Ug△Ui比例放大器執(zhí)行器（比例運(yùn)算）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器比例積分（PI）圖11有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)+++---892.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①積分調(diào)節(jié)器++CUexRbalUinR0+Aii圖

18積分調(diào)節(jié)器方程兩邊取積分，得

(14)

式中=R0C—積分時(shí)間常數(shù)。積分調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為(15)

(13)2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①902.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①積分調(diào)節(jié)器--的特性++CUexRbalUinR0+Aii圖

18積分調(diào)節(jié)器當(dāng)初始值為零時(shí)，在階躍輸入作用下，對(duì)上式進(jìn)行積分運(yùn)算，得積分調(diào)節(jié)器的輸出(16)

UexUinUexmtUinUexO圖19階躍輸入時(shí)的輸出特性2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①91圖1-45積分調(diào)節(jié)器的輸入和輸出動(dòng)態(tài)過程a)階躍輸入b)一般輸入輸入和輸出動(dòng)態(tài)過程Un是階躍函數(shù)，Uc按線性規(guī)律增長(zhǎng)。每一時(shí)刻Uc

的大小和Un

與橫軸所包圍的面積成正比。Un

是負(fù)載變化時(shí)的偏差電壓波形，按照Un與橫軸所包圍面積的正比關(guān)系，可得相應(yīng)的Uc

曲線，圖中Un

的最大值對(duì)應(yīng)于Uc

的拐點(diǎn)。在動(dòng)態(tài)過程中，當(dāng)Un

變化時(shí)，只要其極性不變，即只要仍是Un*Un

，積分調(diào)節(jié)器的輸出Uc

便一直增長(zhǎng)；只有達(dá)到

Un*=Un

，Un

=0時(shí)，Uc

才停止上升；不到

Un

變負(fù)，Uc

不會(huì)下降。值得特別強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)Un

=0時(shí)，Uc并不是零，而是一個(gè)終值Ucf

；如果Un

不再變化，此終值便保持恒定不變，這是積分控制的特點(diǎn)。（與比例控制相對(duì)比）++CUexRbalUinR0+-ii圖1-45積分調(diào)節(jié)器的輸入和輸出動(dòng)態(tài)過程輸入和輸出動(dòng)態(tài)過922.3

晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①積分調(diào)節(jié)器--的特性++CUexRbalUinR0+Aii圖

18積分調(diào)節(jié)器分析結(jié)果采用積分調(diào)節(jié)器，當(dāng)轉(zhuǎn)速在穩(wěn)態(tài)時(shí)達(dá)到與給定轉(zhuǎn)速一致，系統(tǒng)仍有控制信號(hào)，可保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差調(diào)速。2.3晶管管－電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)2）無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)①93圖1-44有靜差調(diào)速系統(tǒng)圖1-46積分控制無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩由TL1

突增到TL2

時(shí)突加負(fù)載過程比較在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速偏差電壓Un

必為零。如果Un

不為零，則Uc

繼續(xù)變化，就不是穩(wěn)態(tài)了。在突加負(fù)載引起動(dòng)態(tài)速降時(shí)產(chǎn)生Un，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí)，