闭环控制的直流调速系统课件.pptVIP

TL+-MUd0+-ERLneidM圖1-33他勵直流電動機等效電路2.直流電動機的傳遞函數(1-46)假定主電路電流連續，則動態電壓方程為 ?電路方程如果，忽略粘性磨擦及彈性轉矩，電機軸上的動力學方程為 (1-47)額定勵磁下的感應電動勢和電磁轉矩分別為(1-48)(1-49)式中—包括電機空載轉矩在內的負載轉矩，N-m；—電力拖動系統折算到電機軸上的飛輪慣量，N-m2；—電機額定勵磁下的轉矩係數，N-m/A；TLGD2—電樞回路電磁時間常數，s；—電力拖動系統機電時間常數，s。定義下列時間常數代入式（1-46）和（1-47）,並考慮式（1-48）和（1-49），整理後得(1-50)(1-51)式中為負載電流。微分方程在零初始條件下，取等式兩側的拉氏變換，得電壓與電流間的傳遞函數電流與電動勢間的傳遞函數(1-52)(1-53)傳遞函數動態結構圖Id(s)IdL(s)+-E(s)RTmsb.式（1－31）的結構圖E(s)Ud0+-1/RTls+1Id(s)a.式（1－30）的結構圖+圖1-34額定勵磁下直流電動機動態結構圖n(s)c.整個直流電動機的動態的結構圖1/CeUd0IdL(s)EId(s)Un++--1/RTls+1RTms由上圖c可以看出，直流電動機有兩個輸入量，一個是施加在電樞上的理想空載電壓，另一個是負載電流。前者是控制輸入量，後者是擾動輸入量。如果不需要在結構圖中顯現出電流，可將擾動量的綜合點移前，再進行等效變換，得下圖a。如果是理想空載，則IdL=0，結構圖即簡化成下圖b。n(s)Ud0(s)+-1/CeTmTls2+Tms+1IdL(s)R(Tls+1)動態結構圖的變換和簡化a.IdL≠0n(s)1/CeTmTls2+Tms+1Ud0(s)動態結構圖的變換和簡化（續）b.IdL=0直流閉環調速系統中的其他環節還有比例放大器和測速回饋環節，它們的回應都可以認為是暫態的，因此它們的傳遞函數就是它們的放大係數，即放大器測速回饋（1-55）（1-54）3.控制與檢測環節的傳遞函數知道了各環節的傳遞函數後，把它們按在系統中的相互關係組合起來，就可以畫出閉環直流調速系統的動態結構圖，如下圖所示。由圖可見，將電力電子變換器按一階慣性環節處理後，帶比例放大器的閉環直流調速系統可以看作是一個三階線性系統。4.閉環調速系統的動態結構圖圖1-36回饋控制閉環調速系統的動態結構圖n(s)U*n(s)IdL(s)Uct(s)Un(s)+-KsTss+1KP1/CeTmTls2+Tms+1?+-R(Tls+1)Ud0(s)5.調速系統的開環傳遞函數由圖可見，回饋控制閉環直流調速系統的開環傳遞函數是 式中K=KpKs?/Ce（1-56）6.調速系統的閉環傳遞函數設Idl=0，從給定輸入作用上看，閉環直流調速系統的閉環傳遞函數是（1-57）1.5.2回饋控制閉環直流調速系統的穩定條件由式（1-57）可知，回饋控制閉環直流調速系統的特徵方程為（1-58）它的一般運算式為根據三階系統的勞斯-古爾維茨判據，系統穩定的充分必要條件是式（1-58）的各項係數顯然都是大於零的，因此穩定條件就只有或整理後得（1-59）式（1-59）右邊稱作系統的臨界放大係數Kcr,當K≥Kcr時，系統將不穩定。對於一個自動控制系統