重庆大学运动控制复习主要知识点.docx

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第二章 1.直流调速系统用的可控直流电源 (1)相控整流器(AC-DC)[晶闸管整流器-电动机系统(V-M系统)] 原理:调节控制电压Uc,改变触发脉冲相位,改变整流器输出瞬时电压,平均电压U 存在问题:1)轻载时,深度调速时可能产生电流断续,导致特性严重非线性进而影响调速品质 2)晶闸管单向导电,导致电动机可逆运行困难 3)基于门极移相触发控制,低速运行时功率因数变差,产生较多谐波,引起电网电压畸变 解决方法:(1.1)增加整流电路相数,或采用多重化技术; (1.2)设置电感量足够大的平波电抗器; 整流装置模型:一阶惯性环节W (2)PWM变换器(DC-DC)[直流脉宽调速系统] 原理:用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电动机转速 带制动不可逆PWM变换器调速:P18 图(a),分为4个阶段: 正向电动:(条件TonT/2 (1)0≤t≤T (2)Ton≤t≤T, 正向制动:(条件TonT/2 (3)0≤t≤Ton,VT2关断,VD1续流,电流流向 (4)Ton≤t≤T,VT2导通,电流流向 特:轻载电动状态(电流小,关断后未到周期T已衰减到0,提前导通,电流方向发生变化) (1)VD1续流,电流 –id 沿回路4流通; (2)VT1导通,电流 id 沿回路1流通; (3)VD2续流,电流 id 沿回路2流通; (4)VT2导通,电流 –id 沿回路3流通。 2.性能指标及机械特性 (1)调速范围D:电动机提供最高转速和最低转速之比,D= 调速系统的调速范围 指在最低速时还能满足所需静差率的调速范围 (2)静差率s:某转速下运行,负载由理想空载增加到额定值所对应转差降落与理论空载转速之比 s= 系统静差率指标 应以最低速度时所能达到数值为准 (3)调速范围与静差率关系:对静差率要求越严格,即s越小,系统能允许的调速范围也越小D= (4)开环调速 电力电子变换器:Ud0=KsUc 3.转速反馈控制的直流调速系统 (1)静特性:表示闭环系统电动机转速与负载电流(或转矩)间的稳态关系 静特性方程:n=KpK 开环放大系数:K=KpK 电动机放大系数:C (2)开环系统机械特性与闭环系统静特性的关系 开环系统机械特性方程可以写成:n= 1)闭环系统静特性比开环系统静特性硬得多 [转速降落?ncl=? 2)同一个n0值的开环和闭环系统,闭环系统静差小得多 [s 3)静差率一定,闭环系统可大大提高调速范围 [Dcl 以上三点优势,需要K足够大,即设置放大器及检测与反馈装置 (3)反馈控制规律:1)比例反馈是有静差的控制系统 2)抵抗扰动,服从给定 3)系统精度依赖于给定和反馈检测的精度 (4)比例闭环调速系统稳定性 KTm(Tl+ (5)比例,积分控制特点,有无静差的概念 有静差系统:自动系统中,输入偏差是维系系统运行的基础,必然要产生静差 比例特点:迅速响应,但有稳态误差 (只取决于当前输入偏差) 积分特点:消除稳态偏差,但响应缓慢(包含偏差全部历史),可以在误差为0时,保持终值,即在无静差情况下保持恒速运行,实现无静差调速 PI调节器则综合比例和微分的优点 (6)阶跃给定输入稳态误差 1)0型系统对于阶跃给定输入稳态有差——有差调速系统 2)1型系统对于阶跃给定输入稳态无差——无差调速系统 (7)电流截止负反馈(自动限制电枢电流的环节) 这种应用只在起动和堵转时存在,正常运行时消失,让电流随负载增减而变化,这种电流达到一定程度才出现的电流负反馈叫电流截止负反馈 n= 第三章 1.双闭环系统结构及静特性 (1)引入电流闭环的原因:转速反馈(单闭环系统),用PI调节器实现稳态无静差,电流截止负反馈限制电枢电流,但不能理想控制电流(实际希望电流保持恒定最大值启动) (2)闭环结构:外环——转速环,内环——电流环 均采用PI调节器 限幅:转速调节器(ASR)决定电流给定的最大值 电流调节器(ACR)决定了电力电子变换器的最大输出值 调节器工作状态:饱和:输入量不在影响输出(开环)[电流调节器工作在不饱和] 不饱和:PI作用使输入偏差电压在稳态时趋于零 2.动态过程 (1)第一阶段(0~t1 Id Id≥Idl,电机起动,转速增长较慢,电枢电流Id 电流调节器压制Id ASR很快进入并保持饱

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