直流電機的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制

直流電機的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制器，電流PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計。來實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的控制，包括快速起動、恒速運行、堵轉(zhuǎn)截止三大目標。該設(shè)計的主要電路均采用模擬電路實現(xiàn)，電流環(huán)的PI調(diào)節(jié)器用于保證快速起動，即保證電機起動時以最大負載電流起動，也即實現(xiàn)以最大加速度實現(xiàn)。而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器則用于在運行時實現(xiàn)轉(zhuǎn)速恒定，保證帶負載的能力。兩個PI調(diào)節(jié)器都采用集成運放實現(xiàn)。其主要優(yōu)點是克服傳統(tǒng)意義上單環(huán)控制只能滿足一方面的要求的缺陷。摘要…………………錯誤!未定義書簽。1引言…………………錯誤!未定義書簽。2電機的供電電源……………………錯誤!未定義書簽。三相橋式整流電源………………錯誤!未定義書簽。3轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)………………錯誤!未定義書簽。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成………錯誤!未定義書簽。雙閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖………錯誤!未定義書簽。穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和靜態(tài)特性……………………錯誤!未定義書簽。4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型和動態(tài)性能分析……………錯誤!未定義書簽。定義書簽。直流電機的動態(tài)數(shù)學模型……………………錯誤!未定義書簽。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的完整的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖………………錯誤!未定義書簽。動態(tài)性能的時域分析…………錯誤!未定義書簽。起動過程分析………………錯誤!未定義書簽。動態(tài)抗擾性能分析……………錯誤!未定義書簽。調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法………錯誤!未定義書簽。工程設(shè)計方法的基本思路……………………錯誤!未定義書簽。未定義書簽?？刂葡到y(tǒng)的動態(tài)性能指標………錯誤!未定義書簽。跟隨性能指標…………………錯誤!未定義書簽?？箶_性能指標…………………錯誤!未定義書簽。典型Ⅰ型系統(tǒng)性能指標和參數(shù)的關(guān)系………錯誤!未定義書簽。典型Ⅱ型系統(tǒng)性能指標和參數(shù)的關(guān)系………錯誤!未定義書簽。5.按工程設(shè)計方法設(shè)計雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器……錯誤!未定義書簽。電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計…………誤!未定義書簽。電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的化簡…………錯誤!未定義書簽。電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇………錯誤!未定義書簽。電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)……………錯誤!未定義書簽。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計……………錯誤!未定義書簽。電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)………………錯誤!未定義書簽。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇………錯誤!未定義書簽。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算 錯誤!未定義書簽。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實現(xiàn) 36 系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)的MATLAB仿真 38系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的仿真 40 直流電機由于其調(diào)速的控制方法簡易而獲得了廣泛的應用，其控制規(guī)律容易理解，并且便于通過線性控制系統(tǒng)的分析方法去解決工程設(shè)計的實際問題。電力電子技術(shù)的發(fā)展為直流電機提供了多種多樣的供電電源，進而也使其控制精度進一步得到了提高，而且也促進了交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，而交流調(diào)速的現(xiàn)代控制的基本規(guī)律和直流電機又有相同之處，因而研究直流電機將為交流電機直流電機的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制則是為了同時滿足動態(tài)和靜態(tài)兩種需求而設(shè)計的，是應用最廣的直流調(diào)速技術(shù)。該調(diào)速技術(shù)的實際應用很多，例如龍門刨床、可逆軋鋼機等，這樣的工程機械的要求是盡量縮短起動、制動過程的時間來提高生產(chǎn)效率。而轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)性能能滿足以上兩項態(tài)運行。直流電機的轉(zhuǎn)速控制環(huán)則能保證電機在給定控制電壓控制下以某一恒定轉(zhuǎn)速有轉(zhuǎn)速降落的，也即實現(xiàn)了恒速穩(wěn)定的運行，轉(zhuǎn)速外環(huán)的控制精度取決于運算機的線性化精度，如果測速環(huán)精度受到干擾，由于反個調(diào)節(jié)器的功能，當然也可以采用數(shù)字控制系精度要比模擬控制系統(tǒng)的控制精度要高。但是模便于理解其控制規(guī)律，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器組成比例積分控制電路組成，這樣的控制器原理于工程調(diào)試和使用。本設(shè)計分一下幾個部分，首來方式。但是轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制由于其經(jīng)過工程實踐的檢驗，并且其控制系統(tǒng)I控制規(guī)律也容易本大多數(shù)人所理解。式串接電抗器以后可以實現(xiàn)電流電路，當負載是直流電機時還需要添加電抗器來保證強，突加負載相位觸發(fā)控制電路用于晶閘管的控USUSc至VT1VT2VT3VT4VT5VT6遞函數(shù)時，可以吧晶閘管觸發(fā)和整流裝置當做系統(tǒng)中內(nèi)近似看。如有可能最好先用實驗方法測出該環(huán)節(jié)的輸入-輸出特性，級并有一定的調(diào)節(jié)余量。這時，晶閘UK=dsUc流電路的失控時間uu2U2tttt2今年晶1作，此時給出控制信號，但是整流裝置不會響應，這樣就兩個相鄰自然換相點之間的時間，與交流電源的頻率和整流1電路的形式有關(guān)，由下式確定T=smaxmf式中f—交流電流頻率；平均值T=T2，并認為是常數(shù)。但有時也取T=T。表1列出了不同整ssmaxssmax5，則晶閘管觸發(fā)與整流裝置的輸入-輸出關(guān)系為U=KU.1(tT)cs式(2-1)sU(s)s式(2-2)sU(s)s式(2-2)c由于式(2-2)中包含指數(shù)函數(shù)，它使系統(tǒng)成為非最小相位系統(tǒng)，分析和設(shè)計都比較麻煩。為了簡化，先將該指數(shù)函數(shù)按臺勞級數(shù)展開，則式(2-2)變成W(s)=KeTss=Ks=KssseTss1+Ts+1T2s2+1T3s3+…ss3!s式(2-3)W(s)必Kss1+TssU(s)cssssU(s)cK其動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖5圖5電源的動態(tài)結(jié)構(gòu)框系統(tǒng)~~UIiddUnU*n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PI調(diào)節(jié)a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IIdUMdUACR的輸出d所示。分析靜態(tài)特性的關(guān)鍵是掌握這樣的PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征，一般存在兩種狀況：飽和——輸出達到限幅值，不飽和——輸出未達到限幅值。當調(diào)節(jié)器飽和時輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號是調(diào)節(jié)器退飽和；換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器暫時隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當于IdKsRUPEn1Ce們的輸入偏差電壓都是零，因此nn0U*=U=Iii從而得到圖9靜特性的CA段。與此同時，由于ASR不飽和，U*<U*,則可以iim得到關(guān)系式I<I。這就是說CA段特性從理想空載狀態(tài)的I=0一直延續(xù)到ddmdI=I，而I一般都大于額定電流I的。這就是靜特性的運行段，他是一ddmdmdN這時，ASR輸出達到限幅值U*，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)變成一個無靜差得電流單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時I=im=I(式3-2)，其中最大電流由設(shè)計者選定，取決于電動機的的容dβdm許過載能力和拖動系統(tǒng)允許的最大加速度。式(3-2)所述的靜態(tài)特性對應于圖0nn0靜特性在負載電流小于I用。當負載電流達到I然而，實際上運算放大器的開環(huán)放大系數(shù)并不是無窮大，特別是為了避免零點I點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算是，各變量之間的關(guān)系U*=U=αn=αn(式3-3)nnU*=U=βI=βI(式3-4)iiddLCU*U=Ud0==enα+IdLR(式3-5)cKKKsss上述關(guān)系式表明，在穩(wěn)態(tài)工作點上，轉(zhuǎn)速n是由給定電壓U*決定的，ASR的n輸出量U*是由負載電流I決定的，而控制電壓U的大小則同時由n和I決idLcd定，或者說同時取決于U*和I。這些關(guān)系反映了PI調(diào)節(jié)器不同于P調(diào)節(jié)器ndL的特點。P調(diào)節(jié)器的輸出量總是正比于其輸入量，而PI調(diào)節(jié)器則不然，器輸出量在動態(tài)過程中取決于輸入量的積分，到達穩(wěn)態(tài)時，輸入為零，輸出的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關(guān)，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。后面需要PI調(diào)節(jié)器提供給多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止。鑒于以上PI調(diào)節(jié)器的特點，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算和無靜差的根據(jù)各調(diào)節(jié)器的給定與反饋值計算有關(guān)的反饋系數(shù)U*nI 兩個給定電壓的最大值U*和U*有設(shè)計者選定，受運算放大器允許輸入電壓和dIU=RI+Ld+E(式4-1)d0ddtGD2dnTT=(式4-2)eL375dt電磁轉(zhuǎn)矩分別為eT=CI(式4-4)d式中T——包括電機空載轉(zhuǎn)矩在內(nèi)的負載轉(zhuǎn)矩，(N·m)；LmLT——電樞回路電磁時間常數(shù)(s)，T=；LllRT——電力拖動系統(tǒng)機電時間常數(shù)(s),T=GD2R.mm375CCemUUE=R(I+Td)d0dldtTdEII=mddLRdtT式中I——負載電流(A)，I=L。dLdLCm在零初始條件下，去等式兩側(cè)的拉氏變換，得到電壓與電流間的傳遞函數(shù)1 I(s)R I(s)Rdl)I(s)I(s)TsddLm式(4-5)和式(4-6)描述的直流他勵電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖11圖11直流電機的動態(tài)結(jié)構(gòu)直流電機有兩個輸入量，一個是施加在電樞上的理想空載電壓U，另一個I制輸入量，后者是擾動輸入量。由前述內(nèi)容和直流電機的動態(tài)數(shù)學模型課已得到雙閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖圖中W(s)和W(s)分別代表了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。為了動過程分析4.2.1.1第一階段(電流上升階段)但是在I沒有達到I以前，電動機還不能轉(zhuǎn)動。當I≥I后，電機開始起ddLddL偏差電壓△U=U*U的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值U*，強迫電樞nnnimdddmiimdCR一班不飽和。4.2.1.2第二階段(恒流升速階段)這是起動過程的主要階段，在這個階段中，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當于開環(huán)，系統(tǒng)成為在恒值電流給定U*下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流I恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長。于此同時，電動機的反電d動勢也按線性增長，見圖13。對電流調(diào)節(jié)器來說，E就是一個線性漸增的擾動量。為了克服這個這個擾動，U和U也必須基本上按線性增長，才能保持Idcd恒定。當ACR采用PI調(diào)節(jié)器，要使其輸出量按線性增長，其輸入偏差電壓iimiddm持電流環(huán)的這種調(diào)節(jié)作用，在啟動過程中ACR不應該飽和，電力電子裝置4.2.1.3第三階段(轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段)當轉(zhuǎn)速上升到給定值n*=n時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差減小到零，但0其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值U*，所以電動機仍在加速，是轉(zhuǎn)速超iI很快下降。但是，只要I仍大于負載電流I，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。直到I=IdddLddLeL力下減速，于此相應，在I<I時轉(zhuǎn)速恒定。如果調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的不夠好，ddL也會有一段振蕩過程。在最后的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段內(nèi)，ASR和ACR都不飽和，ASR調(diào)節(jié)器主要調(diào)節(jié)作用，而ACR則力圖使I盡快跟隨U*，或者說電流內(nèi)di的動態(tài)性能是抗擾性能。主要是抗負載的擾動和抗電網(wǎng)電壓擾動的性能。時，應該有較好的抗擾性能指標。圖上表示出電網(wǎng)電壓的擾動△U和負載擾動I，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，由于ddL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)，不必等到僅給出參數(shù)的計算公式，而且指明參數(shù)的調(diào)整方向。簡化，突出主要矛盾。簡化的基本思路把調(diào)節(jié)器的設(shè)計過程分作兩部：系統(tǒng)的穩(wěn)定，同時滿足所需穩(wěn)態(tài)精交叉的矛盾問題分成兩步來解性和穩(wěn)態(tài)精度，然后再第二步中在進下式表示W(wǎng)s7)sr想表示該系KKOO就一定是穩(wěn)定的，且有足夠的穩(wěn)定余裕量。顯然，要做到這一點，應在選擇參cTcccc型系統(tǒng)，器開環(huán)傳遞函數(shù)為W(s)=式(4-9)1TcT1或而相角穩(wěn)定裕度為ccc定信號變化不同時，輸出響應也不一樣。通常以躍信號變化相愛的過渡過程作為典型的跟隨過應稱作階躍相應。常用階躍響應跟隨性能指標有 t圖18匯出了階躍響應的跟隨過程，圖中的C是輸出量Cr (2)超調(diào)量與峰值時間t在階躍響應過程中，超過t以后，輸出量有可prpp (3)調(diào)節(jié)時間t調(diào)節(jié)時間又稱過渡過程時間，它衡量輸出量整個調(diào)節(jié)過程s到一定時間就終止了。為了在線性系統(tǒng)階躍響應CCN±5%(或±2%)Cb1CCmaxOmtvNt2t1動態(tài)降落C落值C稱作動態(tài)降落。一般用C占輸出量原穩(wěn)態(tài)值C的百分數(shù)maxmax1C/C100%來表示。輸出量在動態(tài)降落后逐漸恢復，達到新的穩(wěn)態(tài)值max1212時轉(zhuǎn)速的動態(tài)降落稱作動態(tài)速降n。從階躍擾動作用開始，到輸出量基本上恢復穩(wěn)態(tài)，距新穩(wěn)態(tài)值C之差進入2bVbV22一個比穩(wěn)態(tài)值更小的C作為基準值。b實際的工程實踐中控制系統(tǒng)對于各種動態(tài)性能指標的要求各有不同?？赡孢\行并且連續(xù)正反轉(zhuǎn)的點擊對轉(zhuǎn)速的動態(tài)跟隨性能和抗擾性能都有較高的要求，而一般生產(chǎn)中用的不可你調(diào)速系統(tǒng)則主要要求一定的轉(zhuǎn)速抗擾性能，其跟隨性能如何沒有多大關(guān)系。一班來說調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能指標以抗擾性能為主，而隨動系統(tǒng)的動態(tài)指標則以跟隨性能為主。KK對數(shù)頻率特性，箭頭表示Kcccc式(4-11)表明，K值越大，截止頻率也越大，系統(tǒng)的響應也越快，但相crctanTc (1)穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟隨性指標可用不同輸入信號作用下的表示，自動控制原理中已經(jīng)給出這些關(guān)系，見表2指標階躍輸入R(t)=R0斜坡輸入R(t)=vt00/K0 (2)動態(tài)跟隨性能指標典型Ⅰ型系統(tǒng)是一種二階系統(tǒng)，在自動控制原理過這些關(guān)遞函數(shù)是W(s)W(s)cl1W(s)K K 1KTT式(4-12)同時令K111式(4-13)式(4-14)式(4-15)nT2KTn2T型系統(tǒng)中KT1，代入式(4-14)得0.5，因此在典型Ⅰ型系統(tǒng)中應取0.51式(4-16)，下面給出欠阻尼二階系統(tǒng)在零初始條件下的階躍響應動e(/12)100%式(4-17)t2T(arccos)式(4-18)tt式(4-19)；n調(diào)節(jié)時間t和的關(guān)系比較復雜，如果不需要很精確，允許誤差帶為5%的調(diào)s節(jié)時間可用下式近似計算t6T(當0.9時)式(4-20)，頻域指標sn的和與參數(shù)的關(guān)系如下c[44122]cn式(4-21)；式(4-22)。表3典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標和頻域指標與參數(shù)的關(guān)系上升時間tr峰值時間tp%%%%相角穩(wěn)定裕度截止頻率c°T°T°T°T°T具體選擇參數(shù)是應根據(jù)實際的工程需要選擇一組何事的參數(shù)來制定參數(shù)要求，一般的工程設(shè)計的折中方案是取0.707,KT0.5的參數(shù)關(guān)系就是通常意 (3)典型Ⅰ型系統(tǒng)抗擾性能指標與參數(shù)的關(guān)系11面部分的傳遞函數(shù)，后面部分是W(s)，于是W(s)W(s)=W23)。只討論抗擾性能時，可令輸入變量R=0，這時輸出變量可寫成C。將21211C(s)=F(s)1W(s)2FK2FKmttW(s)=K2式(4-26)212FFsFK由圖4-11得C(s)=FW(s)==式(4-27)TT1C(s)=式(4-28)(Ts+1)(2Ts2+s+1)2化量的動態(tài)29).T2在計算抗擾性能指標是，為了方便起見，輸出量的最大動態(tài)降落C用基準值C的百分數(shù)表示，所對應的時間t用時間愛你常數(shù)T的倍數(shù)表示，允許誤差bon帶為士5%C時的恢復時間t也用Tde倍數(shù)表示。為了使C/C和t/T的數(shù)bVmaxbV1值都落在合理范圍內(nèi)，將基準值C取為C=FK。各量的計算結(jié)果列在了表bb22表4典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關(guān)系TT1111m=1=5 T2T2C/Cmaxbt/Tmt/TV%%%%在典型Ⅱ型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)式(4-9)中，與典型Ⅰ型系統(tǒng)相仿，時間T的是，待定參數(shù)有T和T兩個，就增加了0=11==1T式(式(4-31)令h==2式(4-30)，見(圖23)，由圖K=TT11c11c此在設(shè)計調(diào)節(jié)器時，選擇頻域參數(shù)h和，就相當于選擇T和K。c雜性和大量的計以推算出另一為此，采用“振蕩指標法”中閉環(huán)幅頻特性峰值M最小準則，可以找到h和rccM和、之間的關(guān)系是rminc122h2=h+1式(4-32)ch+1c=式(4-33)21以上兩式稱作M準則的“最佳頻比”，因而有rmin22h+=c+c=212h+1h+1cc2122TT式(4-34)式(4-35)M=h+1式(4-36)rminh1表5列出了不同中頻寬h值時由式(4-32)~式(4-36)計算得到的M值和rmin表5不同h值時的M值和對應的最佳頻比rminh345678910M2cc12由表中數(shù)據(jù)可見，加大中頻寬h，可以減小M，從而減低超調(diào)量，但同時rmin也將減小，使系統(tǒng)的快速性減弱。經(jīng)驗表明，M在~之間時，系統(tǒng)的動crmin降低Mrmin的效果就不顯著了。定了h和之后，可以很容易地計算T和K。由h的定義可知T=hT式c 再由式(4-31)和式(4-33)可得K==2h+1=(1)2h+1=h+1式(4-38)1c12hT22h2T2 (1)穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標自動控制原理給出的Ⅱ型系統(tǒng)在不同輸入信號作用下作用下的穩(wěn)態(tài)誤差R(t)=a0t22R(t)=a0t22R(t)=R0R(t)=Dt0aK0在 (2)動態(tài)跟隨性能指標按M最小準則選擇調(diào)節(jié)器參數(shù)時，若想求出系統(tǒng)的動r態(tài)跟隨過程，可將式(4-37)和式(4-38)代入開環(huán)傳遞函數(shù)，得WsKTshhTs+1TsWsWshTshTs+1cl1+W(s)s2(Ts+1)+h+1(hTs+1)2h2T3s3+2h2T2s2+hTs+12h2T2h+1h+1clR(s)sclR(s)sC(s)=式(4-39)s(2h2T3s3+2h2T2s2+hTs+1)h+1h+1以T為時間基準，當h去不同知識，可有式(4-39)求出相對應的單位階躍相應函數(shù)C(tT)從而計算出、tT和tT和振蕩次數(shù)k，采用數(shù)字仿真的結(jié)rs指標h345678910%tTrtTs22k32211111如前所述，控制系統(tǒng)的動態(tài)抗擾性能指標是因系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和擾動作用點而異的?，F(xiàn)在針對典型Ⅱ型系統(tǒng)，選擇(圖24)所示的結(jié)構(gòu)，控制對象在擾動作用d21pkd11211W(s)=式(4-40)s(Ts+1)2KsC(s)=2s1+W(s)W(s)12FK2MK=h+1，則rmin2h2T2 2h2FKT2(Ts+1)C(s)=h+12式(4-42)2h22h2由式(4-42)可以計算出對應于不同的h值的動態(tài)抗擾過程曲線C(t)，從的關(guān)系式針對圖4-13所示的特定結(jié)構(gòu)且符合M準則的參數(shù)關(guān)系。在計算中，為rmin了使各項指標都落在合理的范圍內(nèi)，取輸出量基準值為C=2FKT式(4-b2143)，其中，C的表達式與典型Ⅰ系統(tǒng)的C=FK不同，除了由于兩處的Kbb222表8典型Ⅱ型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關(guān)系h3456789C/Cmaxbt/Tmt/TV%%%%%%%%maxbmVV時間t最短的的條件是一致的。把典型Ⅱ型系統(tǒng)跟隨和抗s外，一般來說，在動態(tài)性能中典型Ⅰ型系但抗擾性能稍差；而典型Ⅱ型系統(tǒng)的超調(diào)示，其濾波時間常數(shù)T按需要選定，以綠萍電流檢測信號為準。然后，在抑制oi波時間常數(shù)T表示。根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時間常數(shù)T的給定濾波環(huán)節(jié)。在圖25的虛線框內(nèi)的電流環(huán)中，反電勢與電流反饋作用相互交叉，這將給設(shè)計工作帶來麻煩。實際上，反電動勢與轉(zhuǎn)速程正比，它代表轉(zhuǎn)速對電流環(huán)的影響。在一般情況下，系統(tǒng)時間常數(shù)T遠小于機電時間常數(shù)T，因此，轉(zhuǎn)速的變lm來說，反電動勢是一個變化較慢的擾動，態(tài)性能設(shè)計電流環(huán)時，可以暫不考慮反電勢變化的動態(tài)影響，也就是說，可以已經(jīng)證明的理論結(jié)果知，忽略反電動勢度電流環(huán)作用的近似條件是1式(5-1)式(5-1)Tml等效地移到環(huán)內(nèi)，同時把給定信號改成U*(s)/，則電流環(huán)邊等效成單位負反饋系統(tǒng)，，從這里可以看出兩個濾波i最后，由于T和T一般都比T小得多，可以當做小慣性環(huán)群而近似的看做是一soil個慣性環(huán)節(jié)，其時間常數(shù)是T=T+T(式5-2)isoi13soiW(s)=式(5-3)ACRTsiiiT=T式(5-4)ilK=KKis式(5-5)ITRiL/dB-20dB/dec1T1ci3Ts2)忽略反電動勢變化對電流的影響13ciTTml11ci3TTi0=i=iK電流環(huán)的PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)是K和，其中已經(jīng)選定，見式(5-4)，待iiiK，iiIiK==1(式5-6)Ici2Ti再利用式(5-4)和式(5-5)得到K=lK=l=(l)(式5-7)i2KT2KTsisi果對電流環(huán)的抗擾性能也有具體的要求，還得再校驗一下抗擾性中U*為電流給定電壓，I為電流負反饋電壓調(diào)節(jié)器的輸出就是電力電子變id換器的控制電壓U。cRiiiR002U*002iUicCii0002RlIldoid運算放大器的電路原理，可以容易的導出RiR式(5-8)T=RC式(5-9)iii1T=RC式(5-10)oi40oi式(5-9)~式(5-10)可用于計算電流調(diào)節(jié)器的具體參數(shù)。傳遞函W(s)。由圖26可知cliKW(s)=I(s)d==1(式5-10)sTs+1)KKcliUi*(s)/1+KITis2+sTs+1)KKiIIcliiiKIKIiKIicn3式中——轉(zhuǎn)速開環(huán)的截止頻率。i1I的雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對象，經(jīng)閉環(huán)控制后，可以近似等效成只有較小時間常數(shù)1K的一階慣性環(huán)節(jié)。這就表明，電流的閉環(huán)控制改造了控I后，整個轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時將給定信號改成U*(s)/a，再把時間愛你常數(shù)為1K和T的兩個小慣性環(huán)