直流调速系统的动态设计.pptVIP

（二）典型Ⅱ型系统1、典Ⅱ系统的开环传递函数：2、系统结构图和开环对数频率特性3、系统的相角稳定裕度为：由于τ比T大，大得越多，系统的稳定性越好。在ω=1时：典II系统中，时间常数T是系统固有的，但典Ⅱ系统有两个参数K和τ待选择。为分析方便，引入一个新变量h，令，h称作“中频宽”，是一个关键的参数。从频率特性看：从频率特性看：1）在T一定时，改变τ也就改变了中频宽h，即h与τ相关；2）在τ确定后，改变K相当于使开环对数幅频特性上下平移，即改变了截止频率ωc，说明ωc与K相关。因此，选择了参数h和ωc，就相当于选择了参数τ和K。在闭环幅频特性谐振峰值Mr最小准则下，可找到h和K两个参数之间的配合关系，使K变为h的函数。则典型Ⅱ型系统的设计就变为一个参数τ的设计了。对应的最小谐振峰值Mrmin为：此时有：则（1）稳态跟随性能指标当阶跃、斜坡输入时，其稳态误差为：当单位加速度输入时(R=1)，其稳态误差为：有跟踪误差，其大小与开环放大系数成反比。4、典型II型系统跟随性能指标与参数的关系（2）动态跟随性能指标方法：（a）将和代入典II系统的开环传函中；（b）求出系统的闭环传递函数；（c）求出单位阶跃输入R（s）=1/s下，系统的输出；（d）以T为时间基准，对具体的h值，求出单位阶跃响应函数C（t/T），从而计算出超调量σ、上升时间tr/T调节时间ts/T和振荡次数k。表2-5典Ⅱ系统阶跃输入跟随性能指标（按Mrmin准则）h345678910σ%52.643.637.633.229.827.22523.3tr/T2.42.652.853.03.13.23.33.35ts(5%)/T12.1511.659.5510.4511.3012.2513.2514.20振荡次数K32211111与表2-2比较，超调量比典Ⅰ系统大。工程上常选h=5为最佳参数5、典型II型系统抗扰性能指标与参数的关系（1）稳态抗扰性能若要使阶跃扰动作用下系统的稳态误差为零，则在扰动作用点之前必须含有积分环节。（2）动态抗扰性能系统的动态抗扰性能因系统结构、扰动作用点和作用函数而异的。各项动态抗扰性能指标列于表2-6中。为输出量的基准值（参照书p105图2-20，K2为扰动点到误差输出点之间前向通道上的增益，T为反馈通道函数的固有参数，N为阶跃扰动系数）。logo表2-6典Ⅱ系统动态抗扰性能指标与参数的关系（系统结构和扰动作用点如图2-20，在Mrmin.准则下）h34567891072.2%77.5%81.2%84.0%86.3%88.1%89.6%90.8%tS/T2.452.702.853.003.153.253.303.40tv(5%)/T13.6010.458.8012.9516.8519.8022.8025.85（b）在h5时，调节时间ts和恢复时间tv反而增长了。（c）当h=5时，ts与tv都最小。因此，综合考虑典Ⅱ系统的跟随与抗扰性能，h=5应该是较好的选择。从表2-4和表2-3可以看出：（a）随h的增加，超调量σ减小（表2-5），调节时间ts增加，而最大动态降落ΔCmax/Cb增大，恢复时间tv/T增加（表2-6）。近似处理的原则：近似前后的相角裕度不变。例：近似前，系统的开环传函为：其中T1、T2为小时间常数；近似后，系统的开环传递函数为：其中T=T1+T2；1、高频段多个小时间常数T1、T2、T3、…的小惯性环节可等效地用一个小时间常数T的惯性环节来代替，其等效时间常数T为三、非典型系统的典型化——工程设计中的近似处理下面验证是否满足近似原则。在ωc处原系统的相角裕度为当T1、T2为小时间常数，即时，而近似系统的相角裕度为：所以：所对应系统的开环传递函数为近似是合理的。同理，当高频段有多个小时间常数T1、T2、T3、…的环节时，可以等效地用一个小时间常数T的环节来代替，其等效时间常数T为：近似条件为：工程计算中一般允许有10%以内的误差，因此两个小惯