无静差直流调速系统及其稳态参数计算.ppt

根据例题2-6的稳态参数计算结果，闭环系统的开环放大系数已取为于是，原始闭环系统的开环传递函数是第30页,共42页，星期六，2024年，5月系统开环对数幅频及相频特性第31页,共42页，星期六，2024年，5月其中三个转折频率（或称交接频率）分别为第32页,共42页，星期六，2024年，5月而 由图可见，相角裕度?和增益裕度GM都是负值，所以原始闭环系统不稳定。这和例题2-7中用代数判据得到的结论是一致的。第33页,共42页，星期六，2024年，5月（2）PI调节器设计为了使系统稳定，设置PI调节器，设计时须绘出其对数频率特性。考虑到原始系统中已包含了放大系数为Kp的比例调节器，现在换成PI调节器，它在原始系统的基础上新添加部分的传递函数应为第34页,共42页，星期六，2024年，5月PI调节器对数频率特性相应的对数频率特性绘于图中。-20L/dB+OO??2-1KP???/s-11KPi?1?1=第35页,共42页，星期六，2024年，5月实际设计时，一般先根据系统要求的动态性能或稳定裕度，确定校正后的预期对数频率特性，与原始系统特性相减，即得校正环节特性。具体的设计方法是很灵活的，有时须反复试凑，才能得到满意的结果。对于本例题的闭环调速系统，可以采用比较简便方法，由于原始系统不稳定，表现为放大系数K过大，截止频率过高，应该设法把它们压下来。第36页,共42页，星期六，2024年，5月为了方便起见，可令，Kpi?=T1使校正装置的比例微分项（Kpi?s+1）与原始系统中时间常数最大的惯性环节对消。第37页,共42页，星期六，2024年，5月其次，为了使校正后的系统具有足够的稳定裕度，它的对数幅频特性应以–20dB/dec的斜率穿越0dB线，必须把伯德图中的原始系统特性①压低，使校正后特性③的截止频率ωc21/T2。这样，在ωc2处，应有第38页,共42页，星期六，2024年，5月O系统校正的对数频率特性校正后的系统特性校正前的系统特性第39页,共42页，星期六，2024年，5月从图上可以看出，校正后系统的稳定性指标?和GM都已变成较大的正值，有足够的稳定裕度，而截止频率从?c1=208.9s–1降到?c2=30s–1，快速性被压低了许多，显然这是一个偏于稳定的方案。第40页,共42页，星期六，2024年，5月由原始系统伯德图对数幅频和相频特性可知因此代入已知数据，得第41页,共42页，星期六，2024年，5月取Kpi?=T1=0.049s，为了使?c21/T2=38s–1，取?c2=30s–1，在特性①上查得相应的L1=31.5dB，因而L2=–31.5dB。第42页,共42页，星期六，2024年，5月无静差直流调速系统及其稳态参数计算1.系统组成图1-48无静差直流调速系统++-+-MTG+-RP2nRP1U*nR0R0RbalUcVTVSUiTALIdR1C1UnUd-+MTG第2页,共42页，星期六，2024年，5月2.工作原理图1-45是一个无静差直流调速系统的实例，采用比例积分调节器以实现无静差，采用电流截止负反馈来限制动态过程的冲击电流。TA为检测电流的交流互感器，经整流后得到电流反馈信号。当电流超过截止电流时，高于稳压管VST的击穿电压，使晶体三极管VBT导通，则PI调节器的输出电压接近于零，电力电子变换器UPE的输出电压急剧下降，达到限制电流的目的。第3页,共42页，星期六，2024年，5月3.稳态结构与静特性当电动机电流低于其截止值时，上述系统的稳态结构图示于下图，其中代表PI调节器的方框中无法用放大系数