c2轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

1、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法 第第 2 章章本章需要掌握的知識(shí)點(diǎn)（學(xué)習(xí)目標(biāo)）：本章需要掌握的知識(shí)點(diǎn)（學(xué)習(xí)目標(biāo)）：1. 理解單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)方法。理解單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)方法。2. 掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其特點(diǎn)，能畫出其原理圖。掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其特點(diǎn)，能畫出其原理圖。3. 掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性分析方法，能進(jìn)行相關(guān)靜態(tài)掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性分析方法，能進(jìn)行相關(guān)靜態(tài)參數(shù)計(jì)算。參數(shù)計(jì)算。4. 理解并掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)過程及其特點(diǎn)。理解并掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速

2、系統(tǒng)的啟動(dòng)過程及其特點(diǎn)。5. 理解并掌握轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用。理解并掌握轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用。6. 理解并掌握典型理解并掌握典型I型系統(tǒng)和典型型系統(tǒng)和典型II型系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。型系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。7. 理解調(diào)節(jié)器工程設(shè)計(jì)方法的原則和思路。理解調(diào)節(jié)器工程設(shè)計(jì)方法的原則和思路。8. 掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的工程設(shè)計(jì)方法。掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的工程設(shè)計(jì)方法。9. 能在實(shí)驗(yàn)室熟練完成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的接線和基本單元的調(diào)能在實(shí)驗(yàn)室熟練完成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的接線和基本單元的調(diào)試，會(huì)測(cè)試雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。試，會(huì)測(cè)試雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。內(nèi)容提要內(nèi)容提要 轉(zhuǎn)速、

3、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)。本章著重闡明其控制規(guī)律、性能特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法，是各種交、直流電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。我們將重點(diǎn)學(xué)習(xí)：n轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性；n雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)性能分析；n調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法；n按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器n弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。內(nèi)容提要內(nèi)容提要2.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 及其靜特性及其靜特性n問題的提出 第1章中表明，采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，例

4、如：要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。1. 主要原因 是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)過程。 在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門用來限制電流的，但它只能在超過臨界電流值 Idcr 以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想地控制電流的動(dòng)態(tài)波形。b) 理想的快速起動(dòng)過程IdLntIdOIdma) 帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)圖2-1 直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程的電流和轉(zhuǎn)速波形2. 理想的起動(dòng)過程IdLntIdOIdmIdcr3. 解決思路 為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動(dòng)，

5、關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值電流保持為最大值Idm的恒流過程。的恒流過程。 按照反饋控制規(guī)律，按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變?cè)摿炕静蛔?，那么，采用電流?fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。流過程。改進(jìn)措施：改進(jìn)措施： 再引一個(gè)電流調(diào)節(jié)環(huán)，對(duì)電樞電流起調(diào)節(jié)作用，構(gòu)成雙閉再引一個(gè)電流調(diào)節(jié)環(huán)，對(duì)電樞電流起調(diào)節(jié)作用，構(gòu)成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。預(yù)期目標(biāo)：預(yù)期目標(biāo)： 使電動(dòng)機(jī)能在給定電壓下直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流不超過最使電動(dòng)機(jī)能在給定電壓下直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流不超過最大允許值，既保證電動(dòng)機(jī)有較大的

6、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)過程較快，大允許值，既保證電動(dòng)機(jī)有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)過程較快，又能保障系統(tǒng)安全又能保障系統(tǒng)安全 。 電機(jī)過載或堵轉(zhuǎn)時(shí)，起限電流保護(hù)。電機(jī)過載或堵轉(zhuǎn)時(shí)，起限電流保護(hù)。2.1.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級(jí)）聯(lián)接如下圖所示。TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UcTAVM+-UdIdUPEL-MTG+圖2-2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1. 系統(tǒng)的組成ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR電

7、流調(diào)節(jié)器 TG測(cè)速發(fā)電機(jī)TA電流互感器 UPE電力電子變換器內(nèi)環(huán)外 環(huán) 圖中，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。 這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。2. 系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu) 為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用 P I 調(diào)節(jié)器，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖示于下圖。圖中標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，它們是按照電力電子變換器的控制電壓Uc為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。系統(tǒng)原理圖圖2-3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 +

8、-+-MTG+-+-RP2nU*nR0R0UcUiTALIdRiCiUd+-R0R0RnCnASRACRLMGTVRP1UnU*iLMMTGUPE3. 限幅電路二極管鉗位的外限幅電路C1R1R0RlimVD1VD2限幅電路（續(xù)） 穩(wěn)壓管鉗位的外限幅電路R1C1VS1VS2R0Rlim4. 電流檢測(cè)電路電流檢測(cè)電路 TA電流互感器TA5.具有限幅電路的具有限幅電路的PI調(diào)節(jié)器實(shí)際電路調(diào)節(jié)器實(shí)際電路(1)輸入端：三個(gè)輸入端用其中兩個(gè)。一般選用兩個(gè)對(duì)稱輸入端，輸入端：三個(gè)輸入端用其中兩個(gè)。一般選用兩個(gè)對(duì)稱輸入端，即即1接給定、接給定、3接反饋。接反饋。 R1-C2；R2-C3為輸入端濾波電路。為輸入

9、端濾波電路。 *若若3接給定、接給定、2接反饋，則接反饋，則R3-C1構(gòu)成微分反饋環(huán)節(jié)。構(gòu)成微分反饋環(huán)節(jié)。AB5.具有限幅電路的具有限幅電路的PI調(diào)節(jié)器實(shí)際電路調(diào)節(jié)器實(shí)際電路(2)輸入端保護(hù)電路：防止同相與反相輸入端有較大電壓差。輸入端保護(hù)電路：防止同相與反相輸入端有較大電壓差。 運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端在理論上相當(dāng)于虛短路，電位相同。運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端在理論上相當(dāng)于虛短路，電位相同。AB5.具有限幅電路的具有限幅電路的PI調(diào)節(jié)器實(shí)際電路調(diào)節(jié)器實(shí)際電路(3)反饋支路：反饋支路：PI調(diào)節(jié)器反饋支路需接入電阻和電容。調(diào)節(jié)器反饋支路需接入電阻和電容。 DJK4掛件上，若掛件上，若456之間呈虛線圖

10、，說明之間呈虛線圖，說明R7、C5需要從需要從DJK08中中接入；若是實(shí)線圖，說明掛件內(nèi)部已有此電阻電容，不虛外接。接入；若是實(shí)線圖，說明掛件內(nèi)部已有此電阻電容，不虛外接。AB5.具有限幅電路的具有限幅電路的PI調(diào)節(jié)器實(shí)際電路調(diào)節(jié)器實(shí)際電路(4)調(diào)零電路：正常狀態(tài)下，調(diào)節(jié)器接成比例調(diào)節(jié)器時(shí)，若所有輸入端調(diào)零電路：正常狀態(tài)下，調(diào)節(jié)器接成比例調(diào)節(jié)器時(shí)，若所有輸入端都接地，則調(diào)節(jié)器的輸出電壓應(yīng)為零，否則應(yīng)進(jìn)行調(diào)零。都接地，則調(diào)節(jié)器的輸出電壓應(yīng)為零，否則應(yīng)進(jìn)行調(diào)零。 調(diào)零方法：調(diào)零方法：調(diào)節(jié)器接成比例調(diào)節(jié)器；調(diào)節(jié)器接成比例調(diào)節(jié)器；三個(gè)輸入端都接地；三個(gè)輸入端都接地；調(diào)調(diào)節(jié)調(diào)零電位器節(jié)調(diào)零電位器RP3使

11、使7端輸出電壓盡量接近于零。端輸出電壓盡量接近于零。AB5.具有限幅電路的具有限幅電路的PI調(diào)節(jié)器實(shí)際電路調(diào)節(jié)器實(shí)際電路(5)限幅電路：限幅電路：VD3-RP1構(gòu)成正向輸出限幅電路，構(gòu)成正向輸出限幅電路，VD4-RP2構(gòu)成負(fù)向構(gòu)成負(fù)向輸出限幅電路。輸出限幅電路。RP1調(diào)節(jié)正向限幅值，調(diào)節(jié)正向限幅值，RP2調(diào)節(jié)負(fù)向限幅值。調(diào)節(jié)負(fù)向限幅值。 工作原理：當(dāng)輸出電壓為正時(shí)，輸出最大值不會(huì)超出工作原理：當(dāng)輸出電壓為正時(shí)，輸出最大值不會(huì)超出A點(diǎn)電位，否則點(diǎn)電位，否則VD4導(dǎo)通，輸出被嵌位導(dǎo)通，輸出被嵌位(等于等于A點(diǎn)電位點(diǎn)電位)。同理，輸出負(fù)電壓不超過。同理，輸出負(fù)電壓不超過UBAB2.1.2 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖

12、和靜特性穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性 為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須先繪出它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖。它可以很方便地根據(jù)上圖的原理圖畫出來，只要注意用帶限幅的輸出特性表示PI 調(diào)節(jié)器就可以了。分析靜特性的關(guān)鍵是掌握這樣的 PI 調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征。 雙閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)雙閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu) 思考思考1：什么是穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖？：什么是穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖？ 思考思考2：穩(wěn)態(tài)時(shí)：穩(wěn)態(tài)時(shí)PI調(diào)節(jié)器輸入調(diào)節(jié)器輸入-輸出有什么特點(diǎn)？輸出有什么特點(diǎn)？ 思考思考3：上圖中各量之間有什么關(guān)系？：上圖中各量之間有什么關(guān)系？n輸入偏差為零；輸入偏差為零；n輸出不一定為零；輸出不一定為零；n輸出與輸入沒關(guān)系。輸出與輸入沒關(guān)系。1.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)

13、結(jié)構(gòu)圖2. 限幅作用 存在兩種狀況：n飽和輸出達(dá)到限幅值 當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，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(hào)使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。n不飽和輸出未達(dá)到限幅值 當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，正如1.6節(jié)中所闡明的那樣，PI 作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是零。 參數(shù)之間的關(guān)系參數(shù)之間的關(guān)系n0U*nnUUn*iidUUI*nUni0U(1)(2)反饋系數(shù)一定的情況下，轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速給定唯一決定。反饋系數(shù)一定的情況下，轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速給定唯一決定。ASR的輸出取決于負(fù)載的輸出取決于負(fù)載(電流電流)的大小。的大小。(3)*d0ede

14、ndLctsss/UC nI RC UI RUKKK ACR的輸出取的輸出取決于轉(zhuǎn)速給定和決于轉(zhuǎn)速給定和負(fù)載電流的大小。負(fù)載電流的大小。3. 系統(tǒng)靜特性實(shí)際上，在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的。因此，對(duì)于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性如圖所示，圖2-5 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 n0IdIdmIdnomOnABC 即給定不變時(shí)，轉(zhuǎn)速為不變，電流可為任意值。即給定不變時(shí)，轉(zhuǎn)速為不變，電流可為任意值。 3.雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性*nUn 思考思考4：什么是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性？：什么是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性？dnf I 思考思考5：雙

15、閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流有何關(guān)系？：雙閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流有何關(guān)系？ (1)正常工作狀態(tài)下正常工作狀態(tài)下(ASR不飽和，不飽和，IdIdm) (2)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)(ASR飽和，飽和，Id=Idm) ,n=0 雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性曲線如右圖示雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性曲線如右圖示 實(shí)線為理想特性，虛線為實(shí)際特性實(shí)線為理想特性，虛線為實(shí)際特性雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性為兩段特性：雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性為兩段特性： 恒轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)恒轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)-水平段水平段 ：電流：電流 增加，但轉(zhuǎn)速不變。增加，但轉(zhuǎn)速不變。恒電流調(diào)節(jié)恒電流調(diào)節(jié)-豎直段豎直段：該段可：該段可看作電機(jī)的起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)過程?？醋麟姍C(jī)的起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)過程。因?yàn)檗D(zhuǎn)速由

16、轉(zhuǎn)速給定值決定，轉(zhuǎn)速因?yàn)檗D(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速給定值決定，轉(zhuǎn)速給定沒變，所以轉(zhuǎn)速不變。給定沒變，所以轉(zhuǎn)速不變。恒流調(diào)節(jié)階段，恒流調(diào)節(jié)階段，ASR飽和，電流給定和電樞電流均達(dá)到最大值，電流調(diào)飽和，電流給定和電樞電流均達(dá)到最大值，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)主要表現(xiàn)為恒電流調(diào)節(jié)，起到自動(dòng)過電流保節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)主要表現(xiàn)為恒電流調(diào)節(jié)，起到自動(dòng)過電流保護(hù)作用。護(hù)作用。兩段靜特性是用兩段靜特性是用PI調(diào)節(jié)器構(gòu)成內(nèi)、外兩個(gè)閉環(huán)的控制效果。調(diào)節(jié)器構(gòu)成內(nèi)、外兩個(gè)閉環(huán)的控制效果。 起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速?gòu)牧闵浇o定值；堵轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速?gòu)慕o定值降為零。起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速?gòu)牧闵浇o定值；堵轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速?gòu)慕o定值降為零。思考題：思考題：2試分

17、析下列情況下，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的哪個(gè)環(huán)起主要試分析下列情況下，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的哪個(gè)環(huán)起主要調(diào)節(jié)作用？實(shí)現(xiàn)什么調(diào)節(jié)？調(diào)節(jié)作用？實(shí)現(xiàn)什么調(diào)節(jié)？ (1)啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)時(shí) （2）正常工作時(shí)）正常工作時(shí) （3）急速升速時(shí)）急速升速時(shí) （4）電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)）電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)3“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)雙閉環(huán)系統(tǒng)相當(dāng)于轉(zhuǎn)速單閉環(huán)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)雙閉環(huán)系統(tǒng)相當(dāng)于轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和時(shí)雙閉環(huán)系統(tǒng)相當(dāng)于電流單閉環(huán)調(diào)調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和時(shí)雙閉環(huán)系統(tǒng)相當(dāng)于電流單閉環(huán)調(diào)節(jié)。節(jié)。”這種說法正確嗎？這種說法正確嗎？1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如果雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如果ACR是是PI調(diào)節(jié)器，而調(diào)節(jié)器，而ASR是是P調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 器，能否實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速

18、？器，能否實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速？二、穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算二、穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算穩(wěn)態(tài)參數(shù)關(guān)系回顧：穩(wěn)態(tài)參數(shù)關(guān)系回顧：*nn*iiddLUUnUUII*d0edendLctsss/UC nI RC UI RUKKK *imdmUI*nmNUn*imdmUI0niUU 特例：堵轉(zhuǎn)情況特例：堵轉(zhuǎn)情況ASR輸出達(dá)到限幅值，即輸出達(dá)到限幅值，即*iimdmimUUUI00ddmeUIRnC0ddmUIR00dctsUUK(反饋系數(shù)的整定方法反饋系數(shù)的整定方法)4. 兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用n雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。n當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 Idm 后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流

19、調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。 這就是采用了兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)、外兩個(gè)閉環(huán)的效果。這樣的靜特性顯然比帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)靜特性好。然而實(shí)際上運(yùn)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(diǎn)飄移而采用 “準(zhǔn)PI調(diào)節(jié)器”時(shí)，靜特性的兩段實(shí)際上都略有很小的靜差，如上圖中虛線所示。 小結(jié)小結(jié)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成具有如下特點(diǎn)：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成具有如下特點(diǎn)：1、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR與電流調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器ACR為串聯(lián)連接，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為串聯(lián)連接，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的給定。的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的給定。2、系統(tǒng)有兩個(gè)閉環(huán)回路，內(nèi)環(huán)

20、是電流環(huán)，外環(huán)是轉(zhuǎn)速環(huán)，轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)有兩個(gè)閉環(huán)回路，內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，外環(huán)是轉(zhuǎn)速環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，是主要調(diào)節(jié)；電流環(huán)對(duì)電動(dòng)機(jī)的電環(huán)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，是主要調(diào)節(jié)；電流環(huán)對(duì)電動(dòng)機(jī)的電樞電流實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，是輔助調(diào)節(jié)。樞電流實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，是輔助調(diào)節(jié)。3、為了使系統(tǒng)獲得較好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，、為了使系統(tǒng)獲得較好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，2個(gè)調(diào)節(jié)器均采用個(gè)調(diào)節(jié)器均采用了了PI調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器。4、2個(gè)調(diào)節(jié)器輸出都是帶限幅的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出限幅決定個(gè)調(diào)節(jié)器輸出都是帶限幅的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出限幅決定了電樞電流最大值，電流調(diào)節(jié)器的輸出限幅決定了整流裝置的最了電樞電流最大值，電流調(diào)節(jié)器的輸出限幅決定了整流裝置的最

21、大輸出電壓。大輸出電壓。2.2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 和動(dòng)態(tài)性能分析和動(dòng)態(tài)性能分析本節(jié)提要n雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型n起動(dòng)過程分析n動(dòng)態(tài)抗擾性能分析n轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用2.2.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)，即可繪出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示。回顧：回顧：n引入電流環(huán)的目的是解決單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)快速性引入電流環(huán)的目的是解決單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)快速性問題和直接起動(dòng)電流過大的問題。問題和直接起動(dòng)電流過大的問題。n那么雙閉環(huán)調(diào)速

22、系統(tǒng)能不能直接起動(dòng)呢？那么雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能不能直接起動(dòng)呢？n雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程分析，是其工作原理分析的主雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程分析，是其工作原理分析的主要內(nèi)容要內(nèi)容n起動(dòng)過程分析研究的主要內(nèi)容起動(dòng)過程分析研究的主要內(nèi)容：(1)電樞電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化；電樞電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化；(2)ASR和和ACR的工作狀態(tài)。的工作狀態(tài)。（3）起動(dòng)過程的主要特點(diǎn)）起動(dòng)過程的主要特點(diǎn)1. 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖2-6 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 U*n Uc-IdLnUd0Un+- +-UiWASR(s)WACR(s)Ks Tss+11/RTl s+1RTmsU*iId1/Ce+E2. 數(shù)學(xué)模型 圖中WAS

23、R(s)和WACR(s)分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。如果采用PI調(diào)節(jié)器，則有 ssKsWnnnASR1)(ssKsWiiiACR1)(2.2.2 起動(dòng)過程分析起動(dòng)過程分析 前已指出，設(shè)置雙閉環(huán)控制的一個(gè)重要目的就是要獲得接近理想起動(dòng)過程，因此在分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能時(shí)，有必要首先探討它的起動(dòng)過程。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓U*n由靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速和電流的動(dòng)態(tài)過程示于下圖。圖2-7 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速和電流波形 n OOttIdm IdL Id n* IIIIIIt4 t3 t2 t1 1. 起動(dòng)過程 由于在起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、

24、退飽和三種情況，整個(gè)動(dòng)態(tài)過程就分成圖中標(biāo)明的I、II、III三個(gè)階段。 第I階段電流上升的階段（0 t1） n突加給定電壓 U*n 后，Id 上升，當(dāng) Id 小于負(fù)載電流 IdL 時(shí)，電機(jī)還不能轉(zhuǎn)動(dòng)。n當(dāng) Id IdL 后，電機(jī)開始起動(dòng)，由于機(jī)電慣性作用，轉(zhuǎn)速不會(huì)很快增長(zhǎng)，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差電壓的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值 U*im，強(qiáng)迫電流 Id 迅速上升。IdL Id n n* Idm OOIIIIIIt4 t3 t2 t1 tt第I階段（續(xù)）第 I 階段（續(xù)）n直到，Id = Idm ， Ui = U*im 電流調(diào)節(jié)器很快就壓制 Id 了的增長(zhǎng)，標(biāo)志著這一階段的結(jié)束。

25、在這一階段中，ASR很快進(jìn)入并保持飽和狀態(tài)，而ACR一般不飽和。第 II 階段恒流升速階段（t1 t2） n在這個(gè)階段中，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，系統(tǒng)成為在恒值電流U*im 給定下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流 Id 恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長(zhǎng)。n IdL Id n* Idm OOIIIIIIt4 t3 t2 t1 tt第 II 階段（續(xù)）第 II 階段（續(xù)）n與此同時(shí)，電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)E 也按線性增長(zhǎng)，對(duì)電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，E 是一個(gè)線性漸增的擾動(dòng)量，為了克服它的擾動(dòng)， Ud0和 Uc 也必須基本上按線性增長(zhǎng)，才能保持 Id 恒定。n當(dāng)ACR采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，要使其

26、輸出量按線性增長(zhǎng)，其輸入偏差電壓必須維持一定的恒值，也就是說， Id 應(yīng)略低于 Idm。第 II 階段（續(xù)） 恒流升速階段是起動(dòng)過程中的主要階段。 為了保證電流環(huán)的主要調(diào)節(jié)作用，在起動(dòng)過程中 ACR是不應(yīng)飽和的，電力電子裝置 UPE 的最大輸出電壓也須留有余地，這些都是設(shè)計(jì)時(shí)必須注意的。第 階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段（ t2 以后） n當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差減少到零，但其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值U*im ，所以電機(jī)仍在加速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。n轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入偏差電壓變負(fù)，使它開始退出飽和狀態(tài)， U*i 和 Id 很快下降。但是，只要 Id 仍大于負(fù)載電流 IdL ，轉(zhuǎn)

27、速就繼續(xù)上升。IdL Id n n* Idm OOIIIIIIt4 t3 t2 t1 tt第 階段（續(xù)）第 階段（續(xù)）n直到Id = IdL時(shí)，轉(zhuǎn)矩Te= TL ，則dn/dt = 0，轉(zhuǎn)速n才到達(dá)峰值（t = t3時(shí)）。IdL Id n n* Idm OOIIIIIIt4 t3 t2 t1 tt第 階段（續(xù)）n此后，電動(dòng)機(jī)開始在負(fù)載的阻力下減速，與此相應(yīng)，在一小段時(shí)間內(nèi)（ t3 t4 ）， Id 6dB 。 保留適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定裕度，是考慮到實(shí)際系統(tǒng)各環(huán)節(jié)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)不致使系統(tǒng)失去穩(wěn)定。 在一般情況下，穩(wěn)定裕度也能間接反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的平穩(wěn)性，穩(wěn)定裕度大，意味著動(dòng)態(tài)過程振蕩弱、超調(diào)小。 設(shè)計(jì)步驟

28、n系統(tǒng)建模首先應(yīng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，選擇基本部件，按穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算參數(shù)，形成基本的閉環(huán)控制系統(tǒng)，或稱原始系統(tǒng)。n系統(tǒng)分析建立原始系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，畫出其伯德圖，檢查它的穩(wěn)定性和其他動(dòng)態(tài)性能。n系統(tǒng)設(shè)計(jì)如果原始系統(tǒng)不穩(wěn)定，或動(dòng)態(tài)性能不好，就必須配置合適的動(dòng)態(tài)校正裝置，使校正后的系統(tǒng)全面滿足性能要求。 設(shè)計(jì)方法n湊試法設(shè)計(jì)時(shí)往往須用多種手段，反復(fù)試湊。n工程設(shè)計(jì)法第2章。1. 典型I型系統(tǒng)n結(jié)構(gòu)圖與傳遞函數(shù) ) 1()(TssKsW)(sR) 1(TssK)(sC式中 T 系統(tǒng)的慣性時(shí)間常數(shù)； K 系統(tǒng)的開環(huán)增益。（2-9）開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性O(shè)n性能特性 典型的I型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其對(duì)數(shù)幅頻特性的中頻段

29、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)滿足 T1c1cT或于是，相角穩(wěn)定裕度 45arctg90arctg90180ccTT2. 典型型系統(tǒng)n結(jié)構(gòu)圖和傳遞函數(shù) ) 1() 1()(2TsssKsW)(sR)(sC) 1() 1(2TsssK（2-10）n開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性O(shè)n 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)

30、穩(wěn)定，即應(yīng)選擇參數(shù)滿足 T11cT或 且 比 T 大得越多，系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度越大。2.3.3 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)包括： 跟隨性能指標(biāo) 抗擾性能指標(biāo) 系統(tǒng)典型的階躍響應(yīng)曲線5%（或2%） )(tCCCCmaxmaxCC0 tOtrts圖2-12 典型階躍響應(yīng)曲線和跟隨性能指標(biāo)1. 跟隨性能指標(biāo)：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)來描述。常用的階躍響應(yīng)跟隨性能指標(biāo)有ntr 上升時(shí)間n 超調(diào)量nts 調(diào)節(jié)時(shí)間 突加擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)過程和抗擾性能指標(biāo)圖2-13 突加擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)過程和抗擾性能指標(biāo)maxC1C

31、2C5%（或2%） CNNO ttmtvCb2. 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nCmax 動(dòng)態(tài)降落ntv 恢復(fù)時(shí)間 一般來說，調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)以抗擾性能為主，而隨動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)則以跟隨性能為主。2.3.4 典型典型I型系統(tǒng)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系型系統(tǒng)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系 典型I型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如式（2-9）所示，它包含兩個(gè)參數(shù)：開環(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)器改變的只有開環(huán)增益 K ，也就是說，K 是唯一的待定參數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)，需要按照性能指標(biāo)選擇參數(shù) K 的大小。 K 與開

32、環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性的關(guān)系 圖2-13繪出了在不同 K 值時(shí)典型 I 型系統(tǒng)的開環(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。 K 與截止頻率 c 的關(guān)系 當(dāng)c 1 / T時(shí)，特性以20dB/dec斜率穿越零分貝線，系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性。由圖中的特性可知cclg20) 1lg(lg20lg20K所以 K = c （當(dāng) c 時(shí)） T1(2-12) 式（2-12）表明，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。 表2-

33、1 I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 0v0 / K0)(RtRtvtR0)(2)(20tatR1. 典型I型系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 （1）穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標(biāo)）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)可用不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差來表示。 由表可見：n在階躍輸入下的 I 型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)是無差的；n但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且與 K 值成反比；n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)。（2）動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)n閉環(huán)傳遞函數(shù)：典型 I 型系統(tǒng)是一種二階系統(tǒng)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)的一般形式為 2nn22ncl2)

34、()()(sssRsCsW（2-13） 式中 n 無阻尼時(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)。nK、T與標(biāo)準(zhǔn)形式中的參數(shù)的換算關(guān)系 TKnKT121T21n(2-15) (2-16) (2-17) 且有 n二階系統(tǒng)的性質(zhì)l當(dāng) 1 時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)是欠阻尼的振蕩特性，l當(dāng) 1 時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)是過阻尼的單調(diào)特性；l當(dāng) = 1 時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)是臨界阻尼。 由于過阻尼特性動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，所以一般常把系統(tǒng)設(shè)計(jì)成欠阻尼狀態(tài)，即 0 1 由于在典 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 15 . 0(2

35、-18) n性能指標(biāo)和系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系 %100e%)1/(2)arccos(122rTt(2-19) (2-20) (2-21) 2np1t超調(diào)量 上升時(shí)間 峰值時(shí)間 表表2-2 典型典型I型系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系型系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 （ 與與KT的關(guān)系服從于式的關(guān)系服從于式2-16） 具體選擇參數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)工藝要求選擇參數(shù)以滿足性能指標(biāo)。參數(shù)關(guān)系KT0.250.39 0.50.69 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

36、/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/T2. 典型I型系統(tǒng)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 圖2-15a是在擾動(dòng) F 作用下的典型 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，得到圖2-15b所示的等效結(jié)構(gòu)圖。 ) 1()()()(21TssKsWsWsW(2-25) 圖2-15 擾動(dòng)作用下的典型I型系統(tǒng))a)b0)(sR)(2sW)(1sW)(sF)()(s

37、CsC)(sN)(11sW)(2sW)(sC典型I型系統(tǒng) 由于抗擾性能與 W1(s) 有關(guān)，因此抗擾性能指標(biāo)也不定，隨著擾動(dòng)點(diǎn)的變化而變化。在此，我們針對(duì)常用的調(diào)速系統(tǒng)，分析圖2-16的一種情況，其他情況可仿此處理。經(jīng)過一系列計(jì)算可得到表 2-3 所示的數(shù)據(jù)。221TTTTm51101201301%100maxbCC55.5%33.2%18.5%12.9%tm / T2.83.43.84.0tv / T14.721.728.730.4表表2-3 典型典型I型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系(控制結(jié)構(gòu)和擾動(dòng)作用點(diǎn)如圖2-15所示，已選定的參數(shù)關(guān)系KT=0.5)

38、n 分析結(jié)果： 由表2-3中的數(shù)據(jù)可以看出，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)。2.3.5 典型典型II型系統(tǒng)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系型系統(tǒng)性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系 n可選參數(shù)： 在典型II型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)式(2-10)中，與典型 I 型系統(tǒng)相仿，時(shí)間常數(shù)T也是控制對(duì)象固有的。所不同的是，待定的參數(shù)有兩個(gè)： K 和 ，這就增加了選擇參數(shù)工作的復(fù)雜性。 為了分析方便起見，引入一個(gè)新的變量 (圖2-16)，令 12Th(2-32) 典型型系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性dBL/0 11T12hKlg20-20 40 -40 / s-1c=120dB/dec40dB/dec40

39、dB/dec圖2-16 典型型系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性和中頻寬中頻寬度n中頻寬h 由圖可見，h 是斜率為20dB/dec的中頻段的寬度（對(duì)數(shù)坐標(biāo)），稱作“中頻寬”。由于中頻段的狀況對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)起著決定性的作用，因此 h 值是一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù)。 只要按照動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求確定了h值，就可以代入這兩個(gè)公式計(jì)算K 和 ，并由此計(jì)算調(diào)節(jié)器的參數(shù)。 表25 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 0)(RtRtvtR0)(2)(20tatRKa /0（1）穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標(biāo)）穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標(biāo) 型系統(tǒng)在不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差列于表2-5中 1. 典

40、型II型系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系 由表可知： n在階躍和斜坡輸入下，II型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)均無差；n加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差與開環(huán)增益K成反比。表2-6 典型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)） h 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（2）動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo) 圖2-17b 典

41、型II型系統(tǒng)在一種擾動(dòng)作用下的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖+ ) 1() 1(1TsshTsKsK2)(sF)(sC0)(1sW- )(2sWn抗擾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2. 典型型系統(tǒng)抗擾性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系n擾動(dòng)系統(tǒng)的輸出響應(yīng)在階躍擾動(dòng)下， 11212) 1(12)(222332222hTssThhsThhTsTFKhhsC（2-43） 由式（2-43）可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)于不同 h值的動(dòng)態(tài)抗擾過程曲線C(t)，從而求出各項(xiàng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)，列于表2-7中。在計(jì)算中，為了使各項(xiàng)指標(biāo)都落在合理的范圍內(nèi)，取輸出量基準(zhǔn)值為 Cb = 2FK2T （2-44） 表2-7 典型II型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 （控制結(jié)構(gòu)和階躍擾動(dòng)

42、作用點(diǎn)如圖2-18，參數(shù)關(guān)系符合最小Mr準(zhǔn)則） h 3 4 56 7 8 9 10 Cmax/Cbtm / T tv / T 72.2% 2.4513.60 77.5% 2.70 10.4581.2% 2.85 8.80 84.0% 3.00 12.9586.3% 3.15 16.8588.1% 3.25 19.8089.6% 3.30 22.80 90.8% 3.40 25.85 由表2-7中的數(shù)據(jù)可見，一般來說， h 值越小， Cmax/Cb 也越小， tm 和 tv 都短，因而抗擾性能越好，這個(gè)趨勢(shì)與跟隨性能指標(biāo)中超調(diào)量與 h 值的關(guān)系恰好相反，反映了快速性與穩(wěn)定性的矛盾。 但是，當(dāng) h

43、 5 時(shí)，由于振蕩次數(shù)的增加， h 再小，恢復(fù)時(shí)間 tv 反而拖長(zhǎng)了。 n分析結(jié)果 由此可見，h = 5是較好的選擇，這與跟隨性能中調(diào)節(jié)時(shí)間最短的條件是一致的（見表2-6）。 因此，把典型型系統(tǒng)跟隨和抗擾的各項(xiàng)性能指標(biāo)綜合起來看，h = 5應(yīng)該是一個(gè)很好的選擇。 n兩種系統(tǒng)比較 比較分析的結(jié)果可以看出，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，n典型典型 I 型系統(tǒng)在跟隨性能上可以做到超調(diào)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，小，但抗擾性能稍差，n典型典型型系統(tǒng)的超調(diào)量相對(duì)較大，抗擾性型系統(tǒng)的超調(diào)量相對(duì)較大，抗擾性能卻比較好能卻比較好。 這是設(shè)計(jì)時(shí)選擇典型系

44、統(tǒng)的重要依據(jù)。2.3.6 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇和傳遞函數(shù)的近似調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇和傳遞函數(shù)的近似 處理處理非典型系統(tǒng)的典型化非典型系統(tǒng)的典型化1. 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇n基本思路: 將控制對(duì)象校正成為典型系統(tǒng)。系統(tǒng)校正控制對(duì)象 調(diào)節(jié)器 輸入輸出典型系統(tǒng) 輸入輸出n選擇規(guī)律： 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 2-8和表2-9中，表中還給出了參數(shù)配合關(guān)系。有時(shí)僅靠 P、I、PI、PD及PID幾種調(diào)節(jié)器都不能滿足要求，就不得不作一些近似處理，或者采用更復(fù)雜的控制規(guī)律。表2-8 校正成典型I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) 1)(1)(

45、1(3212sTsTsTK) 1)(1(212sTsTKT1、T2 T312TsK) 1(2TssK) 1)(1)(1(3212sTsTsTK321,TTT ssK11pi) 1(sKipKss) 1)(1(21ssK11pi) 1(11T2211,TT3211,TTTTT1 T2表2-9 校正成典型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) 1(2TssK21212) 1)(1(TTsTsTK相近21212,) 1)(1(TTsTsTsK都很小21212,) 1)(1(TTsTsTsK3213212) 1)(1)(1(TTTsTsTsTK、認(rèn)為： ssK11pi) 1(ssK11pi

46、1ss) 1)(1(21hT1認(rèn)為： 21hTsTTs11111）（或）（或122211 ThThThT)(211TTh)(321TThsTsT11111ssK11pi1ssK11pi12. 傳遞函數(shù)近似處理（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)的頻率都處于頻率特性的高頻段，形成一組小慣性群。例如，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ) 1)(1)(1() 1()(321sTsTsTssKsW小慣性環(huán)節(jié)可以合并 當(dāng)系統(tǒng)有一組小慣性群時(shí)，在一定的條件下，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。 1)(1) 1)(

47、1(13232sTTsTsT例如：(2-47) 近似條件32c31TT(2-46) （2）高階系統(tǒng)的降階近似處理 上述小慣性群的近似處理實(shí)際上是高階系統(tǒng)降階處理的一種特例，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。1)(23csbsasKsW(2-50) n降階處理： 若能忽略高次項(xiàng)，可得近似的一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為n近似條件 1)(csKsW(2-51) ),1min(31cacb(2-52) （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)

48、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 11TsTs1n近似條件 T3c(2-53) ) 1() 1()(221bsTsTsKsW) 1)(1() 1()(21asTsTssKsW例如：cn對(duì)頻率特性的影響圖2-21 低頻段大慣性環(huán)節(jié)近似處理對(duì)頻率特性的影響 返回目錄返回目錄低頻時(shí)把特性a近似地看成特性b 2.4 按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器 本節(jié)將應(yīng)用前述的工程設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器。主要內(nèi)容為系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)象系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟-IdLUd0Un+-+-UiACR1/RTl s+1RTmsU*iUcKs

49、 Tss+1Id1Ce+E T0is+11 T0is+1ASR1 T0ns+1 T0ns+1U*nn電流內(nèi)環(huán)圖2-22 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)象 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖繪于圖2-22，它與前述的圖2-6不同之處在于增加了濾波環(huán)節(jié)，包括電流濾波、轉(zhuǎn)速濾波和兩個(gè)給定信號(hào)的濾波環(huán)節(jié)。其中nT0i 電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)nT0n 轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) 2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則n系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則： “先內(nèi)環(huán)后外環(huán)先內(nèi)環(huán)后外環(huán)” 從內(nèi)環(huán)開始，逐步向外擴(kuò)展。在這里，首先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。設(shè)計(jì)分為

50、以下幾個(gè)步驟：1.電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化2.電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇3.電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算4.電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)2.4.1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)1. 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化內(nèi)容：n忽略反電動(dòng)勢(shì)的動(dòng)態(tài)影響 n等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng) n小慣性環(huán)節(jié)近似處理 n忽略反電動(dòng)勢(shì)的動(dòng)態(tài)影響 在按動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化的動(dòng)態(tài)影響，即E0。這時(shí)，電流環(huán)如下圖所示。 Ud0(s)+-Ui (s)ACR1/RTl s+1U*i(s)Uc (s)Ks Tss+1Id (s) T0is+11 T0is+1圖2-23 電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其化簡(jiǎn) n等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng) 如果把給定濾波和反饋濾波兩

51、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U*i(s) / ，則電流環(huán)便等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)（圖2-23b）。 +-ACRUc (s)Ks /R (Tss+1)(Tl s+1)Id (s)U*i(s) T0is+1圖2-23bn小慣性環(huán)節(jié)近似處理 最后，由于Ts 和 T0i 一般都比Tl 小得多，可以當(dāng)作小慣性群而近似地看作是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)為 Ti = Ts + Toi (2-55) 簡(jiǎn)化的近似條件為 oisci131TT(2-56) 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖最終簡(jiǎn)化成圖2-23c。 +-ACRUc (s)Ks /R (Tls+1)(Tis+1)Id (s)U*i(s)+-ACRUc (s)Ks

52、 /R (Tls+1)(Tis+1)Id (s)U*i(s)圖2-23c2.電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇n典型系統(tǒng)的選擇：l從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無靜差，以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性，由圖2-23c可以看出，采用 I 型系統(tǒng)就夠了。l從動(dòng)態(tài)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時(shí)有太大的超調(diào)，以保證電流在動(dòng)態(tài)過程中不超過允許值，而對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的及時(shí)抗擾作用只是次要的因素，為此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，應(yīng)選用典型I型系統(tǒng)。 n電流調(diào)節(jié)器選擇 圖2-23c表明，電流環(huán)的控制對(duì)象是雙慣性型的，要校正成典型 I 型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI型的電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可以寫成 ssKsWiiiACR) 1()(（

53、2-57） 式中 Ki 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； i 電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 為了讓調(diào)節(jié)器零點(diǎn)與控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)極點(diǎn)對(duì)消，選擇 則電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便成為圖2-24a所示的典型形式，其中 lTi（2-58）RKKKisiI（2-59）K I s(Tis+1)Id (s)+-U*i(s)n校正后電流環(huán)的結(jié)構(gòu)和特性 圖2-24 校正成典型I型系統(tǒng)的電流環(huán) a) 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖: b) 開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性: 10L/dBci-20dB/dec /s-1-40dB/decTi3. 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算 式（2-57）給出，電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)有：Ki 和 i， 其中 i 已選定，見式（2-58），剩下的只

54、有比例系數(shù) Ki， 可根據(jù)所需要的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)選取。n參數(shù)選擇 在一般情況下，希望電流超調(diào)量i 5%，由表2-2，可選 =0.707，KI Ti =0.5，則iciI21TK)(22isisiTTKRTKRTKll(2-60) (2-61) 再利用式（2-59）和式（2-58）得到 n注意： 如果實(shí)際系統(tǒng)要求的跟隨性能指標(biāo)不同，式（2-60）和式（2-61）當(dāng)然應(yīng)作相應(yīng)的改變。 此外，如果對(duì)電流環(huán)的抗擾性能也有具體的要求，還得再校驗(yàn)一下抗擾性能指標(biāo)是否滿足。4. 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)n模擬式電流調(diào)節(jié)器電路圖中l(wèi) U*i 為電流給定電壓；l Id 為電流負(fù)反饋電壓；l Uc 電力電子變換器的控制電壓

55、。圖2-25 含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器 n電流調(diào)節(jié)器電路參數(shù)的計(jì)算公式0iiRRK iiiCRoi0oi41CRT (2-62) (2-63) (2-64) 設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)步驟：1.電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇3.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇4.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)2.4.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)1. 電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)n電流環(huán)閉環(huán)傳遞函數(shù) 電流環(huán)經(jīng)簡(jiǎn)化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，為此，須求出它的閉環(huán)傳遞函數(shù)。由圖2-24a可知 111) 1(1) 1(/ )()()(I2IiiIiI*idclisKsKTsTsKsTsKsUsIsW(2-65) n傳

56、遞函數(shù)化簡(jiǎn)忽略高次項(xiàng)，上式可降階近似為 111)(IclisKsW(2-66) iIcn31TK近似條件可由式（2-52）求出 (2-67) 式中 cn 轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。 n電流環(huán)等效傳遞函數(shù) 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U*i(s)，因此電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中應(yīng)等效為 111)()()(Icli*idsKsWsUsI(2-68) 這樣，原來是雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對(duì)象，經(jīng)閉環(huán)控制后，可以近似地等效成只有較小時(shí)間常數(shù)的一階慣性環(huán)節(jié)。 n物理意義： 這就表明，電流的閉環(huán)控制改造了控制電流的閉環(huán)控制改造了控制對(duì)象，加快了電流的跟隨作用，這是局部對(duì)象，加快了電流的跟隨作用，這是局

57、部閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）控制的一個(gè)重要功能閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）控制的一個(gè)重要功能。 2. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇n轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu) 用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替圖2-22 中的電流環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便如圖2-26a所示。n (s)+-Un (s)ASRCeTmsRU*n(s)Id (s) T0ns+11 T0ns+1U*n(s)111sKI+-IdL (s)圖2-26 轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其簡(jiǎn)化 電流環(huán)n系統(tǒng)等效和小慣性的近似處理 和電流環(huán)中一樣，把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改成 U*n(s)/，再把時(shí)間常數(shù)為 1 / KI 和 T0n 的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來，近似成一個(gè)時(shí)間常

58、數(shù)為的慣性環(huán)節(jié)，其中onIn1TKT（2-69） n轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 n (s)+-ASRCeTmsRU*n(s)Id (s) / Tns+1U*n(s)+-IdL (s)b)等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)和小慣性的近似處理 n轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器選擇 為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前面必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 中（見圖 2-26b），現(xiàn)在在擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(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 型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。 由此可見，ASR也應(yīng)該采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為ssKsWnnnASR) 1()(（2-70

59、） 式中 Kn 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； n 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 n調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)這樣，調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為) 1() 1() 1() 1()(n2mennnnmennnnsTsTCsRKsTsTCRssKsW令轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為mennNTCRKK) 1() 1()(n2nNnsTssKsW（2-72） 則 （2-71） n校正后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) n (s)+-U*n(s) 1() 1(2sTssKnnNc) 校正后成為典型 II 型系統(tǒng) 3. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)包括 Kn 和 n。按照典型型系統(tǒng)的參數(shù)關(guān)系，由式(2-38) nn hT（2-74） 2n2N21

60、ThhKnmen2) 1(RThTChK再由式（2-39） （2-75） （2-76） 因此 n參數(shù)選擇 至于中頻寬 h 應(yīng)選擇多少，要看動(dòng)態(tài)性能的要求決定。 無特殊要求時(shí)，一般可選擇 5h4. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)n模擬式轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電路圖2-27 含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 圖中l(wèi) U*n 為轉(zhuǎn)速給定電壓，l - n 為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓，l U*i 調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的給定電壓。 n轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)計(jì)算0nnRRK (2-77) nnnCRon0on41CRT(2-78) (2-79) n轉(zhuǎn)速環(huán)與電流環(huán)的關(guān)系： 外環(huán)的響應(yīng)比內(nèi)環(huán)慢，這是按上述工程外環(huán)的響應(yīng)比內(nèi)環(huán)慢，這是按上述工程設(shè)