双闭环直流调速系统ppt课件.ppt

1双闭环问题的引入
2转速、电流双闭环直流调速系统的
组成及其静特性
3双闭环直流调速系统的动态数学模
型和动态性能分析
4调节器的工程设计方法
5双闭环调速系统的设计考虑转速单闭环调速系统的局限性：

仅考虑了静态性能，没考虑启动过程（动态性能）启动波形转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性7ASR的输出电压Ui*是ACR的电流给定信号，其限幅值Uim为最大电流给定值，ASR的限幅值完全取决于电动机所允许的过载能力和系统对最大加速度的需要。
ACR的输出电压限幅值Ucm，表示对最小角的限制，也表示对晶闸管整流输出电压的限制。当调节器ASR不饱和时，ASR、ACR均不饱和，其输入偏差电压均为零。转速不变，。满足：双闭环调速系统的静特性cf：带电流截至，转速负反馈无静差直流调速系统的静特性，Idcr和IdbL均小于Idm稳态时：两个调节器均不饱和（输入偏差为零，偏差的积分使调节器
有恒定的电压输出，输出没有达到饱和值）PI调节器的输出量在动态过程中决定于输入量的积分，到达稳态时，输入为零，输出的稳态值与输入无关，而是由它后面环节的需要决定的。稳态时：双闭环调速系统中已知数据为：电动机：UN=220v，IN=20A，nN=1000r/min，电枢回路总电阻R=1Ω。设Unm*=Uim*=Ucm=10V，电枢回路最大电流Idm=40A，Ks=40，ASR与ACR均采用PI调节器。试求：
（1）电流反馈系数β和转速反馈系数α。
（2）当电动机在最高转速发生堵转时的Ud，Ui*，Ui和Uc值。2.2.1双闭环直流调速系统的动态结构图具有限幅输出的PI调节器的动态响应图(a)：偏差信号△U是阶跃信号
图(b)：偏差信号△U最初为突加，然后随着输出Uout的增长而缓慢降低时
被控对象的惯性时间常数远大于调节器的积分时间常数。
系统的输出Uout缓慢上升，△U缓慢下降。Uc的比例部分Ucp随着△U的下降而下降，Uc的积分部分Uci会因△U衰减慢、积累时间长而不断增大，Uc在△U衰减到零以前达限幅值。
图(c)：偏差信号△U最初为突加，然后随着输出Uout的迅速增长而急剧下降时
被控对象的时间常数较小。
△U因Uout的迅速增长而急剧下降，Ucp衰减很快。Uci仍使Uc增长，但△U衰减过快，△U下降至零时Uc未达限幅值Ucm。此时调节器不饱和，Uc=Uci<Ucm。结论设置双闭环控制的一个重要目的就是要获得接近于理想启动过程，因此首先讨论双闭环调速系统突加给定电压U时的启动过程。
在启动过程中，转速调节器ASR将经历不饱和、饱和、退饱和三个阶段，因此整个启动过程分为三个阶段。第I阶段（0-t1）由静止状态开始启动时，转速和电流
随时间变化的波形第III阶段（t2以后）(1)启动过程具有三个特点2.2.4两个调节器的作用控制系统的动态性能指标（1）动态降落△Cmax％
系统稳定运行时，由阶跃扰动所引起的输出量最大降落值△Cmax。
用输出量原稳态值C∞的百分数来表示。
调速系统突加额定负载扰动时的动态转速降落称为动态速降△nmax％
（2）恢复时间tf
定义：从阶跃扰动作用开始，到输出量基本恢复稳态，且与新的稳态值C∞之差进入某基准量Cb的±5％或±2％范围内所需的时间，其中Cb称为抗扰指标中输出量的基准值，视具体情况选定。
一般反馈控制系统的抗扰性能与跟随性能之间存在一定矛盾，若超调量小，则调整时间大，恢复时间长，反之亦然。thankyou