2双闭环直流调速系统方案.ppt

原来是双惯性环节的电流环控制对象 电流环的改造效果： 电流的闭环控制改造了控制对象，加快了电流的跟随作用，这是局部闭环（内环）控制的一个重要功能。 等效成只有较小时间常数的一阶惯性环节 2、转速调节器结构的选择 a）用等效环节代替电流环 (首先要进行 转速环的动态结构框图简化 ) b) 等效成单位负反馈系统和小惯性的近似处理 —转速调节器的比例系数； —转速调节器的超前时间常数。 c) ASR调节器选择(应采用PI调节器) d) 校正后成为典II系统 问题：转速环的抗扰性能指标很重要，选择典II系统。选择PI调节器。典II系统的转速超调量是否会很大？ 3、转速调节器的参数计算( 、 ) 回忆典Ⅱ系统参数关系： Mrmin准则下： 一般以选择 4、转速调节器的实现 转速调节器参数与电阻、电容值的关系为 2.4.3 转速调节器退饱和时转速超调量的计算 如果调节器没有饱和限幅的约束，调速系统可以在很大范围内线性工作，则双闭环系统起动时的转速过渡过程超调量较大。（ ASR不饱和 ） 实际上，突加给定电压后，转速调节器ASR很快就进入饱和状态，输出恒定的限幅电压Uim*，使电动机在恒流条件下起动，起动电流Id≈Idm=Uim*/β，而转速则按线性规律增长。起动过程慢。只有当转速上升到给定值时，转速偏差电压变成负值，ASR退出饱和。 知识回忆： 图： 调速系统起动过程 a) ASR不饱和 b) ASR饱和 图b说明：ASR开始退饱和时，IdIdL，电动机仍继续加速，直到Id≤Idl时，转速才降低下来，因此在起动过程中转速必然超调。但是，这已经不是按线性系统规律的超调，而是经历了饱和非线性区域之后的超调，称作“退饱和超调”。退饱和超调量不等于典型II型系统跟随性能指标中的超调量。 分析线性系统跟随性能时，初始条件为：n(0)=0，Id(0)=0； 讨论退饱和超调时，初始条件是：n(0)=n*，Id(0)=Idm。 （1）ASR退饱和后系统的结构框图 （2）计算退饱和超调量的捷径 ASR选用PI调节器时，图a绘成图b。 图a 图b 稳态转速n*以上的超调部分，即实际转速与给定转速的差值。坐标原点从o移到o’，动态结构框图变成图c．初始条件则转化为Δn(0)=0，Id(0)=Idm。 图c 把Δn的负反馈作用反映到主通道第一个环节的输出量上来，得图d。为了保持图d和图c各量间的加减关系不变，图d中Id和IdL的+、-号作相应的变化。 图d 比较：讨论典型II型系统抗扰所用的图 典II系统，如果在Id=Idm，n=n*稳定运行，在t2时刻(即在O’点)突然将负载由Idm减小到IdL，转速会产生一个动态速升与恢复的过程，这个过程的初始条件与退饱和超调过程完全一样。因此，这样的突卸负载速升过程也就是退饱和转速超调过程。可以利用典Ⅱ系统抗扰性能指标来计算退饱和超调量。 在典II系统抗扰性能指标中，ΔC的基准值Cb和扰动量N N= Idm- IdL 退饱和转速超调的基准值: 开环稳态速降 (转速超调量计为 ，其基准值应该是 ) 经基准值换算后得： （3）计算退饱和超调量 外环的响应比内环慢，这是按上述工程设计方法设计多环控制系统的特点。这样做，虽然不利于快速性，但每个控制环本身都是稳定的，对系统的组成和调试工作非常有利。 SP2-3：用PID调节器将系统校正为典II系统 设控制系统的传递函数为 其中：K1=2，T1=0.4s，T2=0.08s， T3=0.015s，T4=0.005s。要求阶跃输入时系统超调量5%, （1）用PI调节器校正为典I系统，计算调节器参数并计算调节时间。 （2）能否用PI调节器将系统校正为典II系统？ （3）能否用PID调节器将系统校正为典II系统？ SP2-4：计算退保和超调量 已知双闭环调速系统如图，电动机额定数据如下：3kW，220V，17.5A，1500r/min，Ra=1.25 ?，采用V-M系统，整流装置内阻Rrec=1.3? ，平波电抗器电阻RL=0.3 ?，主电路总电感L=200mH， GD2= 3.53N·m2。ACR、ASR均选择PI调节器， Unm*=10V， Uim*=8V。Idbl=2.1IN，Idcr=2IN ，转速反馈滤波时间常数0.01s，电流反馈滤波时间常数0.002s，Ts=0.0017s。电流环按典I系统设计，取KT=0.5，转速换按典II系统设计，取h=5，计算退饱和超调量 。（不需校验） 谢谢大家！ 感谢您的观看！ 不同K值时典型I型系统的开环对数