1-4 反馈控制闭环调速系统稳态分析和设计(新3版)1.ppt

1-4 反馈控制闭环调速系统的 稳态分析和设计;1.4.1、转速控制的要求与调速指标;2、调速指标;静差率：当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 ?nN ，与理想空载转速 n0 之比，称作静差率 s ，即;0;例如： 在1000r/min时降落10r/min，只占1%； 在100r/min时同样降落10r/min，就占10%； 如果在只有10r/min时，再降落10r/min，就占100%，这时电动机已经停止转动，转速全部降落完了。;4. 调速范围、静差率和额定速降之间的关系 ;而调速范围为 ;例题1-1 某直流调速系统电动机额定转速为，额定速降 ?nN = 115r/min，当要求静差率30%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率20%，则调速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？;1.4.2 开环调速系统的性能及存在的问题;例题1-2 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，其额定数据如下：60kW、220V、305A、1000r/min，采用V-M系统，主电路总电阻R=0.18Ω，电动机电动势系数Ce=0.2。如果要求调速范围 D = 20，静差率5%，采用开环调速能否满足？若要满足这个要求，系统的额定速降最多能有多少？ ; 如果要求D = 20，s ≤ 5%，则由式（1-29）可知 由上例可以看出， 开环调速系统的额定速降是275 r/min， 而生产工艺的要求却只有2.63r/min，相差几乎百倍！ ;问题1-5： 什么是调速范围D？什么是静差率S，两者的关系如何？用什么方法可以使调速系统满足D大S小的控制要求？;1.4.3 闭环调速系统的组成及静特性; 采用转速负反馈的闭环调速系统;调节原理; UPE的组成（续）;转速负反馈直流调速系统中各环节的稳态关系如下： ;Kp; 静特性方程（续）;Kp;a）只考虑给定作用时的闭环系统;1.4.4 开环系统机械特性和闭环系统 静特性的关系;比较式（1-35）和式（1-36）不难得出以下的论断：; 系统特性比较（续）;（3）当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。 如果电动机的最高转速都是nmax；而对最低速静差率的要求相同，那么： 开环时， 闭环时， 再考虑式（1-38），得 ; 系统特性比较（续）;例题1-3 在例题1-2中，龙门刨床要求D = 20， s 5%， 已知 Ks = 30， ? = 0.015V·min/r， Ce = 0.2V·min/r，如何采用闭环系统满足此要求？ ; 即只要放大器的放大系数等于或大于46，闭环系统就能满足所需的稳态性能指标。 ;n;1.4.5 反馈控制规律;1. 被调量有静差;2. 抵抗扰动, 服从给定; 调速系统的扰动源; 扰动作用与影响; 抗扰能力; 给定作用;3. 系统的精度依赖于给定和反馈检测精度;小结：;问题1-7： 请画出转速单闭环调速系统的静态结构图， 并说明该系统能否抑制下列哪些参数的变化？ 放大器输出电压漂移的扰动、 电网波动、 电阻变化、 励磁变化、 给定稳压电源 、 反馈量检测元件精度;问题1-8： 请画出带电流截止负反馈的闭环调速系统稳态结构图， 并说明电流截止负反馈的作用范围，该系统能否抑制下列 参数的变化？ 放大器输出电压漂移的扰动、 电网波动、 电阻变化、 励磁变化、 给定稳压电源 、 反馈量检测元件精度; 系统稳态参数计算;V-M系统电枢回路总电阻：R = 1.0Ω； 测速发电机：永磁式，额定数据为23.1W，110V，0.21A，1900r/min； 直流稳压电源：±15V。 若生产机械要求调速范围D=10，静差率5%，试计算调速系统的稳态参数（暂不考虑电动机的起动问题）。 ;解 （1）为满足调速系统的稳态性能指标，额定负载时的稳态速降应为 = 5.26r/min;则开环系统额定速降为 r/min = 285.7r/min 闭环系统的开环放大系数应为; 先试取?