速度调节器的设计与应用研究.pdfVIP

第 6期 东 北 煤 炭 拄 术 NO．6 1999年 l2月 C∞ ITechnoLogyofNoxtheastu-~ na Ik ． 1992 ， j 速度调节器的设计与应用研究 黑龙江矿业学院型 佳龙 ．弓 鸡西煤矿机械厂 金泰珠 通常，直流电动机调速系统是以速度闭 不能适应频繁启制动装置的调节控制。另外 ， 环控制系统运行 ，它带有速度外环、电流内 由于滤波器的延时和其它模拟 电路不可避 环 。直流传动控制系统使用最广泛的技术是 免地延时滞后作用，电流给定信号的突变会 比例积分控制，即电流环、转速环均用PI调 引起初始 电流超调 ，这对频繁启制动的装置 节器控制。采用PI调节器有许多优点。从突 也是不利的，易使 电源调节装置受到损害。 加给定的动态过程看，在启动过程的太部分 近年来 ，有的文献提出，将PI调节器中 时间内，转速调节器处于饱和限幅状态，转 积分和 比例分开并改接，是先积分后 比例，即 速环相当于开环，系统表现为恒电流调节系 IP控制。为便于 比较 ，将PI和 IP两种调节器 统，这时转速调节器起着饱和非线性控制作 绘于图 la、b中。 用，从而保证 内环的恒值调节，使系统中最 大 电流受限制的约束下，实现了 “最短时间 控制”，充分发挥了电动机的过载能力；从动 态抗干扰性能上看 ，由于存在电流内环 ，所 巨 以凡是被包在 电流环 内的扰动，均可 以得到 及时的调节，而不用等到速度环发生作用 ．只 有处在电流环以外的扰动才需要靠速度环来 调节，且固PI调节器的积分作用，稳定后转 速是无差 的。 但是，Pl调节器还存在一些不可忽视的 缺点，如在突加给定时，转速上升到给定值 后 ，尽管转速调节器的输入偏差为零 ．其输 图 l两种调节器 的结构 出却由于积分作用，仍维持在最大值 ，电动 由图 1a可见 ，当输入阶跃给定信号时， 机就会在最大电流下继续加速 ，使转速超调。 PI调节器的输出EL表现为一陡峭的变化量 。 如果该双闭环系统用于不频繁启制动装置， 这是因为 为E和 之和 ，而El和· 均和 即对速度上升时问没有什么要求，那么可以 速度误差 直接有关。在阶跃给定过程中， 牺牲上升时间来获得较小的超调；但是如果 也是一个盼跃变化量。再看围lb的IP调 用于频繁启制动装置，上升时问太长就会影 节器，其中积分项Et-按 变化 ，而比饲项E 响正常工作 ，若缩短上升时问，超调量就会 则按转速N成 比例增长，且 IP调节器的输出 明显增大 ，这样系统工作的稳度和精度还是 E一是．E和E之差值 。速度是逐渐变化的，积 不能满足控制性能的要求 。因而，PI调节器 分调节器本身也有限制地阶跃变化。因此，减 32 缓了El的陡峭变化 ，使电枢 电流和实际速度 超调量均将降低，且选择适当的参数 Kr和 K-，响应时间也会变得报短。由此看来，选用 IP调节器可以很好地解决速度超调 a 与响 应时间 之间的矛盾 。此外，电流给定B不 发生突变 ，也能避免初始 电流超调 图3 电流环的频率特性 下面是用 调节器代替通常的直流双