电气传动自动控制系统课程设计(一).ppt

电气传动自动控制系统课 程 设 计（一） 双闭环直流不可逆调速系统设计 ASR ACR ? ? M U*n U*i Uct Ui + Ud _ L +_ Un TG ~ 速度环 电流环 设计核心 双闭环调速系统系统设计理论 设计思路： 给定系统静、动态性能指标 实验获取系统固有设备原始参数 系统数学建模 系统模型处理（典型化） 设计调节器结构和参数 构建和调试系统 双闭环调速系统设计理论 调速控制系统的一般动态性能指标： 跟随性能 超调量?（%） 反映系统的动态调节稳定性能 上升时间 tr 反映系统的动态调节快速性能 调节时间 ts 反映系统的动态调节过渡周期 抗扰性能 动态降落比 △Cmax% 反映系统扰动引起的最大动态误差 恢复时间 tr 反映系统的动态抗扰调节快速性能 上述指标对应的给定和扰动均为阶跃信号 设计理论之 ------- 典型结构系统的参数与性能的关系 典型Ⅱ型系统 ；开环传递函数 典型Ⅰ型系统 ；开环传递函数 结构简单，易于稳定 利用比例微分环节，补偿 s2 引起的相位滞后，保证稳定性 典型Ⅰ型系统的稳态及动态性能与参数 二阶系统闭环传递函数： 典型Ⅰ型系统特性参数： 设计理论之 ------- 典型结构系统的参数与性能的关系 ；固有角频率 ；阻尼比 典型Ⅰ型系统的参数KT与跟随性能 稳态跟随性能： 动态跟随性能： 典型Ⅰ型系统的抗扰性能： 假定系统经串联校正后开环传函为 W(s) 系统前向通道被扰动输入点分为W1(s)、W2(s)两部分 其中W1(s)内含 PI 调节器 抗扰分析 典型Ⅱ型系统的稳态及动态性能与参数 典型Ⅱ型系统特征参数： 设计理论之 ------- 典型结构系统的参数与性能的关系 ；中频宽 设计理论 ------- 非典型型系统的典型化之一 选择调节器结构的一般原则： 根据系统调节性能要求，选择典型Ⅰ、 Ⅱ型系统目标模型 调节器串联进原始对象模型的前向通道后，通过传递函数的乘积或对消运算应能将系统改造为 期望 的典型Ⅰ或 Ⅱ型系统结构 设计理论 ------- 非典型型系统的典型化之二 当系统的原始模型具有高阶较复杂形式时的一般处理： 小惯性环节的近似处理 高阶系统的降阶近似处理 大惯性环节的近似处理 特别提示：每一种近似处理都存在工程约束条件，使用时须校验是否满足约束条件 电流环模型 U*n(s) + U*i + Uct Ud0 Id E n(s) 设计理论 ------- 双环调速系统动态结构示意图 ? ? ? ? ACR ASR －E(s) －IdL(s) － － 被控电动机模型 设计思路 由内向外 △E≈0，断开电机电动势反 T ∑i=Ts+Toi，小时间常数近似处理 将电流环校正为典型Ⅰ型系统，保证电流调节有较强跟随性； 由性能指标及所选结构确定开环增益KI和比例放大系数 Ki ； ；Ki = Ri/R0 ?i = RiCi ； 设计理论 ------- 双环调速系统电流调节器（ACR ）的设计 ∵ TL Tm ∵ Ts，Toi TL ∵TL/ Tm 10 计算PI调节参数