1-4 反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析

1-4反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析本節(jié)提要□閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)各環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型□系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù)□閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性分析一、閉壞調(diào)建系統(tǒng)各壞節(jié)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型菸直濾電動(dòng)機(jī)的數(shù)孕模型C電流連線）設(shè)R、L為常數(shù)、忽略電樞反應(yīng)、①不變、GD2（軸上慣量均勻）常數(shù)，直流電機(jī)可以等效為左下圖。①電樞回路傳函在電流連續(xù)的條件下，直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路電壓平衡方程為S叱X吧）其中，Tl=L/R為電磁時(shí)間常數(shù)進(jìn)行拉氏變換得? ' ="得電壓與電流之間的傳遞函數(shù)\1.\1.—I 7T. 1Id(v；JfJJ-T1②電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)傳函電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速服從電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式GD2dnT^_TL=375d7Te=Cmld（電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩）Tl—GJ（負(fù)載轉(zhuǎn)矩）GD-R^lL=375CmCedtRdt對(duì)上式兩端取拉氏變換得￡（5） _R；"■-'' '■Tm為機(jī)電時(shí)間常數(shù)E科=—c將上面兩環(huán)節(jié)輸入輸出量連接起來。并考慮即可得到額定勵(lì)磁下他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖干擾量的綜合點(diǎn)前移，化簡(jiǎn)得:直流電動(dòng)機(jī)在電流連續(xù)時(shí)電壓與轉(zhuǎn)速間的傳函（IL=O）：%.TmTeS:+TmS+12、觸發(fā)器和晶閘管整流裝置數(shù)學(xué)模型輸入T1輸出穩(wěn)態(tài)：Udo=KsUct動(dòng)態(tài)：滯后環(huán)節(jié)晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，在尚未關(guān)斷之前，雖然改變了控制電壓Uct的值，但整流電壓的瞬時(shí)波形和角并不能立即跟隨Uct的變化，通常把這個(gè)滯后時(shí)間稱作整流裝置的失控時(shí)間，用Ts來表示。最大失控時(shí)間為兩個(gè)相鄰自然換相點(diǎn)之間的時(shí)間，即相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)來說，Ts是不大的。通?？捎煤?jiǎn)單算術(shù)平均值，即Ts=Tsmax/2,Ts不同整流電路取值不同。③晶閘管觸發(fā)器和整流裝置可以看成是一個(gè)具有純滯后的放大環(huán)節(jié)，其輸入輸出關(guān)系為5乂耳1卜0應(yīng)用拉氏位移定理，其傳遞函數(shù)為將按泰勒級(jí)數(shù)展開，則上式變成1+0+存宀存卉…1+0+存宀存卉…由于很小，可忽略高次項(xiàng)，可將晶閘管變流裝置近似成一階慣性環(huán)節(jié)來處理，其傳函為晶閘管觸發(fā)器和整流裝置動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖為:%1十心3、比例放大器傳函（輸出響應(yīng)可認(rèn)為是瞬時(shí)變化的）（響應(yīng)時(shí)瞬時(shí)的）4、測(cè)速發(fā)電機(jī)傳函（輸出響應(yīng)可認(rèn)為是瞬時(shí)變化的）（響血時(shí)唏時(shí)的）二、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù)將上述四個(gè)環(huán)節(jié)按系統(tǒng)中的相互關(guān)系連接在一起，便得到單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖當(dāng)不考慮負(fù)載，即IL=0時(shí)，系統(tǒng)開環(huán)傳函為卩（》二 匚 （“+以人門^匚卄1）令I(lǐng)L=0得閉環(huán)系統(tǒng)傳函為:KpK$e%（門二1七A：%（門二l+K 1+K L+K其中，K=KpKsa/Ce三、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性分析系統(tǒng)閉環(huán)傳函特征方程為1+氏 1+k 1+k◎穩(wěn)定條件根據(jù)反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特征方程和勞斯一古