第3章-转速闭环控制的直流调速系统ppt课件.ppt

第3章转速闭环控制的直流调速系统第3章目录3.1.1比例控制转速闭环直流调速系统的结构与静特性3.1.1比例控制转速闭环直流调速系统的结构与静特性静特性方程式图3-2转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图图3-2 转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图图3-2 转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图3.1.2比例控制的直流调速系统转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图（1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多（2）闭环系统的静差率要比开环系统小得多（3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图例题3-1解:反馈控制规律反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
一方面能够有效地抑制一切被包含在负反馈环内前向通道上的扰动作用；
另一方面则能紧紧跟随着给定作用，对给定信号的任何变化都是唯命是从。系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。
反馈控制系统无法鉴别是给定信号的正常调节还是外界的电压波动。
反馈通道上有一个测速反馈系数，它同样存在着因扰动而发生的波动，由于它不是在被反馈环包围的前向通道上，因此也不能被抑制。问题:增加比例调节器的比例系数,可以减小转速降落,从而扩大调速范围,理论上当比例系数为无穷大时,系统基本上就没有转速降落了,调速范围可以无限大,比例系数可以无限增大吗?
注意:分析系统静特性的前提是系统必须是稳定的2．转速反馈控制直流调速系统的动态数学模型比例放大器的传递函数

电力电子变换器的传递函数

测速反馈的传递函数额定励磁下的感应电动势和电磁转矩分别为

(3-11)
(3-12)
——包括电动机空载转矩在内的负载转矩，（N·m）
——电力拖动装置折算到电动机轴上的飞轮惯量，(N·m2)
——电动机额定励磁下的转矩系数，(N·m/A)
再定义下列时间常数：
——电枢回路电磁时间常数(s)

——电力拖动系统机电时间常数(s)整理后得

(3-13)

(3-14)

式中，——负载电流（A）。在零初始条件下，取拉氏变换，得电压与电流间的传递函数

(3-15)
电流与电动势间的传递函数

(3-16)额定励磁下的直流电动机是一个二阶线性环节，
时间常数Tm表示机电惯性
时间常数Tl表示电磁惯性。转速反馈控制的直流调速系统的开环传递函数转速反馈控制直流调速系统的闭环传递函数比例控制闭环直流调速系统的动态稳定性例题3-2解：例题3-3解：3.2无静差的转速闭环直流调速系统3.2.1积分调节器和积分控制规律图3-10积分调节器的输入和输出动态过程突加负载时，由于Idl的增加，转速n下降，导致ΔUn变正，
在积分调节器的作用下，Uc上升，电枢电压Ud上升，以克服Idl增加的压降，最终进入新的稳态。积分控制规律和比例控制规律的根本区别：3.2.2比例积分控制规律用运算放大器来实现PI调节器的输入极性和输出极性是反相的；

(3-28)
式中

Rbal为运算放大器同相输入端的平衡电阻。在t=0时就有Uex(t)=KpUin，实现了快速控制；
随后Uex(t)按积分规律增长，
。
在t=t1时，Uin=0，
。在闭环调速系统中，采用PI调节器输出部分Uc由两部分组成，
比例部分①和ΔUn成正比，
积分部分②表示了从t=0到此时刻对ΔUn(t)的积分值，
Uc是这两部分之和。无静差的转速单闭环直流调速系统稳态参数设计3.3转速反馈控制直流调速系统的限流保护3.3.2带电流截止负反馈环节的直流调速系统1．电流截止负反馈环节当输入信号IdRc-Ucom>0时，输出Ui=IdRc-Ucom，

当IdRc-Ucom≤0时，输出Ui=0。2．带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的稳态结构框图和静特性图3-19 带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的静特性3．带电流截止的无静差直流调速系统3.4转速反馈控制直流调速系统的仿真3.4.1转速闭环直流调速系统仿真平台3.4.2仿真模型的建立图3-24 传递函数模块对话框图3-25 阶跃输入模块对话框图3-26 增益模块对话框图3-27 Integrator模块对话框为了得到周期为8KHz的锯齿波,把Timevalue设置为[00.125e-3]点击history按钮，取消对点数限制。(4)模块连接3.4.3仿真模型的运行图2-55 修改控制参数后的仿真结果2.6.4调节器参数的调整图2-57超调量较大的仿真结果