直流电动机转速电流双闭环控制系统设计.pptVIP

HarbinInstituteofTechnology系统建模与仿真HarbinInstituteofTechnology系统建模与仿真附一、系统建模、仿真与控制实例Outline直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计龙门吊车重物防摆的鲁棒PID控制方案龙门吊车重物防摆的滑模变结构控制方案一阶直线倒立摆系统的可控性研究问题与探究---灵长类仿生机器人运动控制自平衡式两轮电动车运动控制技术研究1直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计一、系统建模1.1电动机的数学模型1.2晶闸管整流装置的数学模型1.3双闭环调速系统的数学模型二、电流环与转速环调节器设计2.1双闭环控制的目的2.2关于积分调节器的饱和非线性问题2.3ASR与ACR的工程设计方法三、仿真实验3.1起动特性3.2抗扰性能四、结论1直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计2自70年代以来，国内外在电气传动领域里，大量地采用了“晶闸管整流电动机调速”技术（简称V-M调速系统）。尽管当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展，但在工业生产中V-M系统的应用还是占有相当比重的。3automaticcurrentregulator(ACR)自动电流调节器automaticspeedregulator(ASR)自动速度调节器.实际上就是调速器直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计——建模根据额定励磁下他励直流电动机的等效电路，可以写出回路中电压和转矩平衡的微分方程电动机的数学模型通过对上面两式进行拉氏变换后，可以得到电动机的数学模型（动态传递函数形式）其中为电枢回路电磁时间常数为电机系统机电时间常数1直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计一、系统建模1.1电动机的数学模型1.2晶闸管整流装置的数学模型1.3双闭环调速系统的数学模型二、电流环与转速环调节器设计2.1双闭环控制的目的2.2关于积分调节器的饱和非线性问题2.3ASR与ACR的工程设计方法三、仿真实验3.1起动特性3.2抗扰性能四、结论直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计晶闸管触发与整流装置可以看成是一个具有纯滞后的放大环节，其滞后作用是由晶闸管装置的失控时间引起的。考虑到失控时间很小，忽略其高次项，则其传递函数可近似成一阶惯性环节，如下式所示直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计一、系统建模1.1电动机的数学模型1.2晶闸管整流装置的数学模型1.3双闭环调速系统的数学模型二、电流环与转速环调节器设计2.1双闭环控制的目的2.2关于积分调节器的饱和非线性问题2.3ASR与ACR的工程设计方法三、仿真实验3.1起动特性3.2抗扰性能四、结论直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计比例放大器、测速发电机和电流互感器的响应通常都可以认为是瞬时的，但是在电流和转速的检测信号中常含有交流分量（噪声），故在反馈通道和给定信号前均加入滤波环节。直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计一、系统建模1.1电动机的数学模型1.2晶闸管整流装置的数学模型1.3双闭环调速系统的数学模型二、电流环与转速环调节器设计2.1双闭环控制的目的2.2关于积分调节器的饱和非线性问题2.3ASR与ACR的工程设计方法三、仿真实验3.1起动特性3.2抗扰性能四、结论1直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计图4-5理想电动机起动特性启动的快速性问题借助于PI调节器的饱和非线性特性，使得系统在电动机允许的过载能力下尽可能地快速启动。1直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计图双闭环控制直流调速系统负载扰动特性提高系统抗扰性能通过调节器的适当设计可使系统“转速环”对于电网电压及负载转矩的波动或突变等扰动予以控制（迅速抑制），在最大速降、恢复时间等指标上达到最佳。121直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计一、系统建模1.1电动机的数学模型1.2晶闸管整流装置的数学模型1.3双闭环调速系统的数学模型二、电流环与转速环调节器设计2.1双闭环控制的目的