伺服系統(tǒng)第4章-直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)課件

1、內(nèi)容提要直流電動(dòng)機(jī)概述直流電動(dòng)機(jī)的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)直流脈寬調(diào)速控制系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)法 伺服控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)直流電動(dòng)機(jī)概述直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 直流電動(dòng)機(jī)具有良好的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速特性，可很方便地在寬范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，故多采用在對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)設(shè)備中。直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示，主要包括三大部分：(1) 定子 定子磁極磁場(chǎng)由定子的磁極產(chǎn)生。根據(jù)產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式，可分為永磁式和他激式。永磁式磁極由永磁材料制成，他激式磁極由沖壓硅鋼片疊壓而成，外繞線圈，通以直流電流便產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。(2) 轉(zhuǎn)子 又叫電樞，由硅鋼片疊壓而成，表面

2、嵌有線圈，通以直流電時(shí)，在定子磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生帶動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩。(3) 電刷與換向片 為使所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩保持恒定方向，轉(zhuǎn)子能沿固定方向均勻地連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電刷與外加直流電源相接，換向片與電樞導(dǎo)體相接。 永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)及工作原理 在伺服系統(tǒng)中使用的直流伺服電動(dòng)機(jī)，按轉(zhuǎn)速的高低可分為兩類：高速直流伺服電動(dòng)機(jī)和低速大扭矩寬調(diào)速電動(dòng)機(jī)。目前在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中采用的直流電動(dòng)機(jī)主要是70年代研制成功的大慣量寬調(diào)速直流伺服電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)分為電勵(lì)磁和永久磁鐵勵(lì)磁兩種，但占主導(dǎo)地位的是永久磁鐵勵(lì)磁式(永磁式)電動(dòng)機(jī)。圖4-2是其基本原理的示意圖。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩平衡方程式 Te=KmIa (4-1) Te

3、=Cm Ia (4-2) Tr=Te-T0=TL (4-3) Te-TL=Jd/dt (4-4) 在實(shí)際工程計(jì)算中，經(jīng)常用轉(zhuǎn)速n代替角速度，用飛輪慣量(也稱飛輪轉(zhuǎn)矩) DG2代替轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。與n的關(guān)系，DG2與J的關(guān)系為 =2n /60 J =m2 = DG2/4g式中 m系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量(Kg)；G 系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力(N)；為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性半徑(m)；D 為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性直徑(m)；G為重力加速度。 將上面兩式代入式(4-4) 中，可得 Te-TL= DG2/375 (4-5)式中 GD2轉(zhuǎn)動(dòng)部分的飛輪矩(Nm)；我們稱（Te-TL）為動(dòng)轉(zhuǎn)矩，動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于零時(shí)，系統(tǒng)處于恒轉(zhuǎn)

4、速運(yùn)行的穩(wěn)態(tài)；動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于零時(shí)，系統(tǒng)處于加速運(yùn)行的過(guò)渡過(guò)程中；動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于零時(shí)，系統(tǒng)處于減速運(yùn)行的過(guò)渡過(guò)程中。電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式 E =Ken (4-6) E =Cen (4-7)電動(dòng)機(jī)各個(gè)電量的方向，如圖4-4所示。 圖4-4直流電動(dòng)機(jī)中各電量的參考方向外加電壓為U時(shí)有 U= E -Ia Ra (4-8)上式就是直流電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式。它表明了外加電壓與反電動(dòng)勢(shì)及電樞內(nèi)阻壓降的平衡關(guān)系。或者說(shuō)，外加電壓一部分用來(lái)抵消反電動(dòng)勢(shì)，一部分消耗在電樞電阻上。 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系如果把E =Cen代入式(4-8) ，便可得出電樞電流I的表達(dá)式 Ia=(U- Cen )/Ra （4-9）由上式可

5、見(jiàn)，直流電動(dòng)機(jī)和一般的直流電路不一樣，它的電流不僅取決于外加電壓和自身電阻，并且還取決于與轉(zhuǎn)速成正比的反電動(dòng)勢(shì)(當(dāng)為常數(shù)) 。將式(4-1) 代入(4-9) 式，可得 n=U/Ce-R Te/ Ce Cm (4-10)其中Cm=Km，式（4-10）稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，它描述了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。圖4-5是機(jī)械特性曲線族。在這一曲線族中，不同的電樞電壓對(duì)應(yīng)于不同的曲線，各曲線是彼此平行的。n0( U/Ce)稱為“理想空載轉(zhuǎn)速” ，而n(R Te/ Ce Cm) 稱為轉(zhuǎn)速降落。直流電動(dòng)機(jī)的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速的定義 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法調(diào)速指標(biāo) 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 調(diào)速的定義 所謂調(diào)速，

6、是指在某一負(fù)載下，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)或電源參數(shù)，來(lái)改變機(jī)械特性曲線，從而使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化或保持不變。即調(diào)速包含兩方面，其一、在一定范圍內(nèi)“變速”，如圖4-6所示，當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載不變時(shí)，轉(zhuǎn)速可由na變到nb或nc。其二保持“穩(wěn)速”，在某一速度下運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械受到外界干擾（如負(fù)載增加），為了保證電動(dòng)機(jī)工作速度不受干擾的影響而下降，需要進(jìn)行調(diào)速，使速度接近或等于原來(lái)的轉(zhuǎn)速，如圖4-6中nd即為負(fù)載由T1增加至T2后的速度，與na基本一致。直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表達(dá)式如式（4-10）所示，由該式可知，直流伺服電動(dòng)機(jī)有兩種調(diào)速方法：調(diào)節(jié)電樞電壓Ud及改變電樞附加電阻R。 兩種調(diào)速方法的機(jī)械特性如圖4-7所示。改變

7、電樞電壓U所得的機(jī)械特性是一組平行變化的曲線圖4-7a)，采用此種方法，一般在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速，最低轉(zhuǎn)速取決于電動(dòng)機(jī)低速時(shí)的穩(wěn)定性。具有調(diào)速范圍寬，機(jī)械特性硬，動(dòng)態(tài)性能好的特點(diǎn)。在連續(xù)改變電樞電壓時(shí)，能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，是目前主要調(diào)速方法之一。改變電樞電阻即在電樞回路串接不同附加電阻，以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。觀察圖4-7b）發(fā)現(xiàn)，外接電阻越大，電阻功耗越大，特性越軟，穩(wěn)定性越差，是有級(jí)調(diào)速。此法在實(shí)際中已很少應(yīng)用。調(diào)速指標(biāo)靜態(tài)調(diào)速指標(biāo)調(diào)速范圍 靜差率 調(diào)速范圍與靜差率的關(guān)系 動(dòng)態(tài)調(diào)速指標(biāo) 跟隨性能指標(biāo) 抗擾性能指標(biāo) 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng) 單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng) 單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)的

8、組成及原理 系統(tǒng)的靜特性及靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)的反饋控制規(guī)律 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 由上可知，為滿足調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)，在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)。在電動(dòng)機(jī)軸上安裝一臺(tái)測(cè)速發(fā)電機(jī)TG，引出與轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號(hào)Ufn，以此作為反饋信號(hào)與給定電壓信號(hào)Un比較，所得差值電壓Un，經(jīng)放大器產(chǎn)生控制電壓Uct，用以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而構(gòu)成了轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，其控制原理圖如圖4-12所示。 反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生糾正偏差的作用。速度降落正是由負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速偏差，因而，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。其調(diào)

9、節(jié)過(guò)程如下：TLnUfnUn(=Un-Ufn)UctUdn 系統(tǒng)的靜特性及靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)的反饋控制規(guī)律 應(yīng)用比例調(diào)節(jié)器的閉環(huán)控制系統(tǒng)是有靜差的控制系統(tǒng) 閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)于給定輸入絕對(duì)服從 轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)的抗擾動(dòng)性能 圖4-14標(biāo)出了各種擾動(dòng)因素對(duì)系統(tǒng)的作用?，F(xiàn)以交流電源電壓波動(dòng)為例，定性說(shuō)明閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)作用的抑制過(guò)程：U2Ud0nUfnUnn閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)和給定本身的擾動(dòng)無(wú)抑制能力，若測(cè)速發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)不穩(wěn)定，引起反饋電壓Ufn變化，使轉(zhuǎn)速偏離原值，這種由測(cè)速發(fā)電機(jī)本身誤差引起的轉(zhuǎn)速變化，閉環(huán)系統(tǒng)無(wú)抑制能力。所以對(duì)測(cè)速電動(dòng)機(jī)選擇及安裝必須特別注意，確保反饋檢測(cè)元件的精度是對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)速精度至關(guān)重要的

10、，是決定性的作用。 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 在單閉環(huán)有靜態(tài)差調(diào)速系統(tǒng)中，引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋且有了足夠大開(kāi)環(huán)放大系數(shù)K后，就可以滿足系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能要求。由自動(dòng)控制理論可知，K值過(guò)大時(shí)，會(huì)引起閉環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，須采取校正措施才能使系統(tǒng)正常工作。另外，系統(tǒng)還必須滿足各種動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。為此，必須進(jìn)一步分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 直流電動(dòng)機(jī)傳遞函數(shù) 晶閘管觸發(fā)器和整流器的傳遞函數(shù) 放大器及轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)，放大器為比例調(diào)節(jié)器 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng) 積分、比例積分控制規(guī)律 積分調(diào)節(jié)器及積分控制規(guī)律 比例積分調(diào)節(jié)器及控制

11、規(guī)律 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié) 帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng) 雙閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)、采用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，既保證了電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，又具有較好的動(dòng)、靜態(tài)性能。然而僅靠電流截止環(huán)節(jié)來(lái)限制起動(dòng)和升速時(shí)的沖擊電流，性能并不令人滿意，為充分利用電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力來(lái)加快起動(dòng)過(guò)程，專門設(shè)置一個(gè)電流調(diào)節(jié)器，從而構(gòu)成電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在最大電樞電流約束下的轉(zhuǎn)速過(guò)渡過(guò)程最快的“最優(yōu)”控制。本節(jié)介紹雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 電流調(diào)節(jié)環(huán) 速

12、度調(diào)節(jié)環(huán) 雙閉環(huán)系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程分析 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗擾動(dòng)性能 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用 直流脈寬調(diào)速控制系統(tǒng) 概述PWM調(diào)速系統(tǒng)的控制電路 概述 脈寬調(diào)制的理論 不可逆PWM變換器 可逆PWM變換器 PWM伺服系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性 脈寬調(diào)制的理論許多工業(yè)傳動(dòng)系統(tǒng)都是由公共直流電源或蓄電池供電的。在多數(shù)情況下，都要求把固定的直流電源電壓變換為不同的電壓等級(jí)，例如地鐵列車、無(wú)軌電車或由蓄電池供電的機(jī)動(dòng)車輛等，它們都有調(diào)速的要求，因此，要把固定電壓的直流電源變換為直流電動(dòng)機(jī)電樞用的可變電壓的直流電源。由脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation）變換器向直流電動(dòng)機(jī)供電的系統(tǒng)

13、稱為脈沖寬度調(diào)制調(diào)速控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱PWM調(diào)速系統(tǒng)。圖4-34是脈寬調(diào)制型調(diào)速控制系統(tǒng)原理圖及輸出電壓波形。不可逆PWM變換器 圖4-35是簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器的主電路原理圖，它實(shí)際上就是所謂的直流斬波器。電源Us一般由不可控整流電源提供，采用大電容濾波，脈寬調(diào)制器的負(fù)載為電動(dòng)機(jī)電樞，它可被看成電阻電感反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載。二極管在功率管IGBT關(guān)斷時(shí)為電樞回路提供釋放電感儲(chǔ)能的續(xù)流回路。 圖4-35所示的簡(jiǎn)單不可逆變換器中，電流ia不能反向，因此不能產(chǎn)生制動(dòng)作用，只能作單象限運(yùn)行。需要制動(dòng)時(shí)必須具有反向電流ia的通路，因此應(yīng)該設(shè)置控制反向通路的第二個(gè)IGBT，如圖4-36a)所示。這種電路組成的P

14、WM伺服系統(tǒng)可在一、二兩個(gè)象限運(yùn)行。 可逆PWM變換器 可逆PWM變換器電路的結(jié)構(gòu)形式有H型和T型等類，這里主要討論常用的H型變換器，它是由四個(gè)功率管和四個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路。如圖4-38a)所示，圖中功率管選用IGBT。H型電路在控制方式上分雙極式、單極式兩種工作制。下面著重分析雙極式工作制，然后再簡(jiǎn)述單極式工作制的特點(diǎn)。 雙極性可逆PWM變換器 單極式可逆PWM變換器 PWM伺服系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性 PWM調(diào)速系統(tǒng)的控制電路 PWM開(kāi)環(huán)傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單原理圖如圖4-41所示，其控制電路主要由脈寬調(diào)制器、功率開(kāi)關(guān)器的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路組成，其中最關(guān)鍵的部件是脈寬調(diào)制器。脈寬調(diào)制器 集成PW

15、M控制器 脈寬調(diào)制器脈寬調(diào)制器是一個(gè)電壓脈沖變換裝置。由控制電壓Uct進(jìn)行控制，為PWM變換器提供所需的脈沖信號(hào)。脈寬調(diào)制器的基本原理是將直流信號(hào)和一個(gè)調(diào)制信號(hào)比較，調(diào)制信號(hào)可以是三角波，也可以是鋸齒波。鋸齒波脈寬調(diào)制器電路如圖4-42所示，由鋸齒波發(fā)生器和電壓比較器組成。鋸齒波發(fā)生器采用最簡(jiǎn)單的單結(jié)晶體管多諧振蕩器4-42a)，為了控制鋸齒波的線性度，使電容器充電電流恒定，由晶體管VT1和穩(wěn)壓管VST構(gòu)成恒流源。 集成PWM控制器 系統(tǒng)框圖 線路簡(jiǎn)介 現(xiàn)結(jié)合PWM控制電路(圖4-44)及PWM主電路原理圖(圖4-45)，對(duì)線路作一簡(jiǎn)介。 IR2110高性能MOSFET和IGBT驅(qū)動(dòng)集成電路

16、主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)和性能 封裝、引腳、功能及用法 工作原理簡(jiǎn)介 ( IR2110的原理框圖見(jiàn)圖4-47 ) 應(yīng)用注意事項(xiàng) TL494、TL495集成電路及其應(yīng)用簡(jiǎn)單介紹 TL494和TL495是美國(guó)德克薩斯儀器公司的產(chǎn)品，原是為開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的脈沖寬度調(diào)節(jié)器作為雙端輸出類型的脈沖寬度調(diào)制器。國(guó)標(biāo)規(guī)定為CW494，圖4-49所示為TL494、TL495單片PWM集成電路的等效方框圖和管腳排列圖。 TL495（CW495）是TL494（CW494）的增強(qiáng)型，其方框電路示于圖4-52。它比TL494增加了一個(gè)齊納管VDZ和VZ電壓輸出端（15腳）。在觸發(fā)器上設(shè)置一個(gè)VD輸入端并引出作為掌舵控制端（13腳）。

17、其結(jié)構(gòu)為雙列直插式18引線。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)法 工程設(shè)計(jì)方法的基本思路 典型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和限幅時(shí)的超調(diào)量和計(jì)算 工程設(shè)計(jì)方法的基本思路一般直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的工程設(shè)計(jì)，包括確定預(yù)期典型系統(tǒng)，選擇調(diào)節(jié)器形式，計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù)。設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械工藝要求提出的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是日前直流調(diào)速系統(tǒng)中最常用最典型的一種，也是構(gòu)成各種可逆調(diào)速系統(tǒng)或高性能調(diào)速裝置的核心。因此，雙閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有很重要的實(shí)際意義。具有轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋的雙閉環(huán)系統(tǒng)，屬于多環(huán)控制系統(tǒng),雙環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖4-55。目前都

18、采用由內(nèi)向外，一環(huán)包圍一環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。每一閉環(huán)都設(shè)有本環(huán)的調(diào)節(jié)器，構(gòu)成一個(gè)完整的閉環(huán)系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)為工程設(shè)計(jì)及調(diào)試工作帶來(lái)了極大的方便。設(shè)計(jì)多環(huán)系統(tǒng)的一般方法是由內(nèi)環(huán)向外環(huán)，一環(huán)一環(huán)的設(shè)計(jì)。對(duì)雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)而言，先從內(nèi)環(huán)（電流環(huán)）開(kāi)始，根據(jù)電流控制要求，確定把電流環(huán)校正往日那種典型系統(tǒng)為哪種典型系統(tǒng)，按照調(diào)節(jié)對(duì)象選擇調(diào)節(jié)器及其參數(shù)。設(shè)計(jì)完電流環(huán)之后，就把電流環(huán)等效成一個(gè)小慣性環(huán)節(jié)，作為轉(zhuǎn)速環(huán)的一個(gè)組成部分，然后用同樣方法再完成轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)。典型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系典型I型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系典型型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系工程設(shè)計(jì)中的近似處理 典型I型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標(biāo)的

19、關(guān)系典型I型系統(tǒng)I型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟隨性能I型系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能I型系統(tǒng)的典型參數(shù)I型系統(tǒng)的頻率特性 典型型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系典型型系統(tǒng) 性能指標(biāo)與參數(shù)關(guān)系 工程設(shè)計(jì)中的近似處理高頻段小慣性環(huán)節(jié)的近似處理低頻段大慣性環(huán)節(jié)的近似處理高階系統(tǒng)的降價(jià)處理近似處理的條件 小慣性環(huán)節(jié)的近似條件 大慣性環(huán)節(jié)的近似條件 高階系統(tǒng)的降階處理?xiàng)l件 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 電流調(diào)節(jié)器ACR 電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)和電流閉環(huán)傳遞函數(shù) 電流環(huán)校正為典型I型系統(tǒng) 電流環(huán)校正為典型型系統(tǒng) 電流調(diào)節(jié)器ACR電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖電流調(diào)節(jié)器參數(shù)和電流閉環(huán)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR結(jié)構(gòu)的選擇 ASR及其參數(shù)選擇 轉(zhuǎn)速調(diào)

20、節(jié)器飽和限幅時(shí)的超調(diào)量和計(jì)算 伺服控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)伺服控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本原理 MATLAB/SIMULINK在伺服控制系統(tǒng)CAD中的應(yīng)用 MATLAB的一些工具箱函數(shù)簡(jiǎn)介 運(yùn)用MATLAB的SIMULINK仿真 練習(xí)和思考題 4-1什么叫調(diào)速范圍？什么叫靜差率？調(diào)速范圍、靜態(tài)速降和最小靜差率有什么關(guān)系？4-2某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是（1501500）r/min，即D=10，要求靜差率S=3%，此時(shí)系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是多少？如果開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100r/min,閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù) 應(yīng)有多大？4-3直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案有幾種？各有什么特點(diǎn)？4-4直流伺服調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)改變其

21、給定電壓時(shí)能否改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？為什么？若給定電壓不變，改變反饋系數(shù)的大小，能否改變轉(zhuǎn)速，為什么？4-5如果轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)的反饋信號(hào)線斷線（或者反饋信號(hào)的極性接反）在系統(tǒng)運(yùn)行中或起動(dòng)時(shí)會(huì)有什么結(jié)果？4-6給定電源和反饋檢測(cè)元件的精度是否對(duì)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度有影響？為什么？4-7有一晶閘管直流電動(dòng)機(jī)伺服調(diào)速系統(tǒng)，已知： 求 1）系統(tǒng)開(kāi)環(huán)工作時(shí)，試計(jì)算D=30時(shí)的S值； 2）當(dāng)D=30、S=10%時(shí)，計(jì)算系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降；3）取轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差系統(tǒng)，仍要在時(shí)使電動(dòng)機(jī)在額定點(diǎn)工作，并保持系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)不變，求D=30時(shí)系統(tǒng)的靜差率。4-8為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無(wú)靜差的？積分調(diào)節(jié)器輸入偏差電壓時(shí)， 輸出電壓是多少？4-9某調(diào)速系統(tǒng)已知數(shù)據(jù)如下：電動(dòng)機(jī)：整流電路為三相橋式，調(diào)節(jié)器為比例調(diào)節(jié)器，輸入電阻。當(dāng)主電路電流為最大時(shí)，電流檢測(cè)輸出電壓為8V，最大給定電壓