电力拖动自动控制系统作业答案2.ppt

1、画出转速电流双闭环调速系统的动态结构图。指出ASR和ACR两个调节器的限幅值如何确定？ 2、叙述双闭环调速系统的启动过程，并指出启动过程的特点？ 第I阶段电流上升的阶段（0 ~ t1） 突加给定电压 Un* 后，Id 上升，当 Id 小于负载电流 IdL 时，电机还不能转动。当 Id ≥ IdL ，电机开始起动，由于机电惯性作用，转速不会很快增长，因而转速调节器ASR的输入偏差电压的数值仍较大，其输出电压保持限幅值 Uim*，强迫电流 Id 迅速上升。 直到，Id = Idm ， Ui = U*im 电流调节器很快就压制 Id 了的增长，标志着这一阶段的结束 第 II 阶段恒流升速阶段（t1 ~ t2） 在这II阶段中，ASR始终是饱和的，转速环相当于开环，系统成为在恒值电流U*im 给定下的电流调节系统，基本上保持电流 Id 恒定，因而系统的加速度恒定，转速呈线性增长。 与此同时，电机的反电动势E 也按线性增长，对电流调节系统来说，E 是一个线性渐增的扰动量，为了克服它的扰动， Ud0和 Uc 也必须基本上按线性增长，才能保持 Id 恒定 当ACR采用PI调节器时，要使其输出量按线性增长，其输入偏差电压必须维持一定的恒值，也就是说， Id 应略低于 Idm。 第 Ⅲ 阶段转速调节阶段（ t2 以后） 当转速上升到给定值时，转速调节器ASR的输入偏差减少到零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值U*im ，所以电机仍在加速，使转速超调。 转速超调后，ASR输入偏差电压变负，使它开始退出饱和状态， U*i 和 Id 很快下降。但是，只要 Id 仍大于负载电流 IdL ，转速就继续上升 直到Id = IdL时，转矩Te= TL ，则dn/dt = 0，转速n才到达峰值（t = t3时）。 此后，电动机开始在负载的阻力下减速，与此相应，在一小段时间内（ t3 ~ t4 ）， Id IdL ，直到稳定，如果调节器参数整定得不够好，也会有一些振荡过程。 特点 饱和非线性控制 准时间最优控制 转速超调 3、双闭环系统和单闭环系统相比较在动态抗干扰性上有何异同？ 1、负载扰动作用上述闭环系统，只能靠转速调节器来产生抗扰作用。两种系统抗扰性能相同。 2、电网电压扰动和负载扰动在系统动态结构图中作用的位置不同，系统对它的动态抗扰效果也不一样。在双闭环系统中，由于增设了电流内环，电网电压扰动被包围在电流换内，当电压波动时，可以通过电流反馈得到及时的调节，不必等到影响到转速后才在系统中有所反映。所以，由电网电压波动引起的动态速降会比单闭环系统中小得多。 5、典型1型系统和典型2型系统在性能上有何不同，设计ASR、ACR时满在确定目标系统时基于什么样的考虑来确定？说明原因？ Ⅰ型系统跟随性能好，抗扰性能差。Ⅱ型系统跟随性能差，抗扰性能好。 电流环的一项重要作用就是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值，因而在突加控制作用时不希望有超调，或者超调量越小越好。当控制对象的两个时间常数比Tl/T∑i=10时，典型Ⅰ型系统的抗扰恢复时间还是可以接受的，因此一般多按典型Ⅰ型设计电流环。 转速环应该设计成典型Ⅱ型。首先是基于稳态无静差的要求。为了使转速无静差，必须在扰动作用点以前设置一个积分环节，因此需要Ⅱ型系统。在从动态性能看，调速系统首先需要有比较好的抗扰性能。典型Ⅱ型恰好满足这个要求。至于典型Ⅱ型系统阶跃响应超调量大的问题，那是线性条件下的计算数据，实际系统的转速调解器在突加给定后很快饱和，这个非线性作用会使超调量大大降低。 6、转速微分负反馈的作用是什么？有何优缺点？ 答：作用：使突加给定起动时转速调节器提早退饱和，从而有效的抑制消除转速超调。同时也增强了调速系统的抗扰能力。 优缺点：在负载扰动下的动态速降大大降低了，但恢复时间有所延长。 7、对于多环控制系统而言，其中内环的作用是什么？ 答：1、对本环的被调量实行限制和保护。 2、对环内的扰动实行及时的调节。 3、改造本环所包围的控制对象，使它更有利于外环控制。 8、叙述非独立控制励磁系统的工作原理，并指出这种调速方式应用特点。 原理：在基速以下调压调速时， RP2不变保持磁通为额定值，用RP1调节转速，此时，转速、电流双闭环系统起控制作用；在基速以上弱磁升速时， 通过RP2减少励磁电流给定电压，从而减少励磁磁通，以提高转速；保持反电动势E为额定值不变。 特点：调压和弱磁调速用同一个电位器或其他给定装置操作，切换过程靠系统内部的信号自动进行。在励磁控制系统中有两个控制环：电动势环和励磁电流环。 2-7在转速电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR,