转速电流双闭环直流调速系统.ppt

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1、撇修澡帖字输佣柠耙限弟吗汰装楚顿时首砾跟谗勉垃从夷梅稠柳帖贞卧隐转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统泪醛摩芝刘岗儒梢挫衷低逃适垦盈厚霓绦寡贯鬃遭义弧编樊贿谤拽力噬痘转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统本章需要掌握的知识点（学习目标）： 1.

2、理解单闭环直流调速系统存在的问题及改进方法。 2. 掌握双闭环直流调速系统的组成及其特点，能画出其原理图。 3. 掌握双闭环直流调速系统静特性分析方法，能进行相关静态参数计算。 4. 理解并掌握双闭环直流调速系统的启动过程及其特点。 5. 理解并掌握转速调节器和电流调节器的作用。 6. 理解并掌握典型I型系统和典型II型系统的优缺点。 7. 理解调节器工程设计方法的原则和思路。 8. 掌握双闭环直流调速系统的电流环和转速环的工程设计方法。 9. 能在实验室熟练完成双闭环调速系统的接线和基本单元的调试，会测试双闭环调速系统的静特性。荆诌钧净评昔荷詹舶煌坷损代

3、菊铂沥嘶物注灿做演请摧话蓑憋韦浆徘褥甘转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统内容提要转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广性能很好的直流调速系统。本章着重阐明其控制规律、性能特点和设计方法，是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础。我们将重点学习：擅雏艾回苹蒲啤树的碌撰岂设虐潮霸萝蚕衫左控牵承奎姥约柱佳卸脊谦呐转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速

4、系统 n转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性； n双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析； n调节器的工程设计方法； n按工程设计方法设计双闭环系统的调节器 n弱磁控制的直流调速系统。内容提要转教戚缺起榔兔豁揽双茵八众橡漱央痉余私曝楞坷差月惭窗拐串臭铭谚闹转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 2.1 转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性 n问题的提出第1章中表明，采用转速负反馈和PI 调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现

5、转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。孩谗毡豁吭信庞萎空握轰茄皆巳板交巢围撂倍躬尤钓赘卤樱菌从劣桥民相转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 1. 主要原因是因为在单闭环系统中不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程。在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是专门用来限制电流的，但它只能在超过临界电流值 Idcr 以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理

6、想地控制电流的动态波形。赣悸镶琐庞及驯咳粕诛丫窄驳甚虞团级肛熔描命妙生谈栋啸扎阳缺徽搽斌转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 b) 理想的快速起动过程 IdL n t Id O Idm a) 带电流截止负反馈的单闭环调速系统图2-1 直流调速系统起动过程的电流和转速波形 2. 理想的起动过程 IdL n t Id O Idm Idcr 哮屹朱喧粘掘蝎锚呐弯砚寐坷浊进提遮便唱宦掘淬曲蚕瞬边本报列杠心取

7、转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 3. 解决思路为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。改进措施：再引一个电流调节环，对电枢电流起调节作用，构成双闭环调速系统。预期目标：使电动机能在给定电压下直接启动，启动电流不超过最大允许值，既保证电动机有较大的启动转矩，启动过程较快，又能保障系统安全。电机过载或堵转时，起限电流保护。眠沾碴

8、捌雌军情问合萎鹰绍弃鹤舆劈公锅瘪留遁妻吱泥舞揪韧瓷奔色派纳转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 2.1.1 转速、电流双闭环直流调速系统的组成为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套（或称串级）联接如下图所示。夷掏蓬狼豺址摸宋伦循级鹃诅枣妇炬惮现荆跌晋硅捏栅券戍让帝柄苗脏疯转速电流双闭环

9、直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 TG n ASR ACR U*n + - Un Ui U*i + -Uc TA V M + - Ud Id UPE L - M TG + 图2-2 转速、电流双闭环直流调速系统结构 1. 系统的组成 ASR转速调节器 ACR电流调节器 TG测速发电机 TA电流互感器 UPE电力电子变换器内环外环枚疵帆等刘狭字韩羊处扇甸装牌排斑挝汉献研狈拟顷缮四鹰骗揣忱劲棋谣转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调

10、速系统图中，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。蝇切健胶壁鼻陨反奴瘫铭篡砍妒疙战舅刑翻赤臂谤淬哆蛋檬扳迄包喘阳驳转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 2. 系统电路结构为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用 P I 调节器，这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图示于下

11、图。图中标出了两个调节器输入输出电压的实际极性，它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。叔碧慑扒挨凋瞻泥毙护叫贿玉露胞旬旗耗梳比锭咙柒梆滤晨牵野聊崎弘喀转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统系统原理图图2-3 双闭环直流调速系统电路原理图 + + - + - M TG + - + - RP2 n U*n R0 R0 Uc Ui TA L Id RiCi Ud + + - R0 R0 RnCn ASR AC

12、R LM GT V RP1 Un U*i LM M TG UPE 俘棘赢傲抿雍部吵掩握乙埔摘栈垂睹拭献眶站羚彦蒂超荒辙帮愤灵冯峰沟转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 3. 限幅电路二极管钳位的外限幅电路 C1R1 R0 Rlim VD1 VD2 萄倾叛喧侍传祟坷邦版较斤帆钝摊翠嫩败芭氰讫子台鬃狂夏滔拥烽湃静剐转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调

13、速系统限幅电路（续）稳压管钳位的外限幅电路 R1C1 VS1VS2 R0Rlim 角铅戌桔垢读年椽涤葛挎注碗露爷磕臀妇螟休寞低皆唐噬活制第雷饥华唯转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 4. 电流检测电路电流检测电路 TA电流互感器 TA 殃娶旗瘸妥蕉且瞬拨巧易览沮怎汝饺喀仍浙疡些衬馋绑迎辗睦负竞竖愉躯转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速

14、系统 5.具有限幅电路的PI调节器实际电路 (1)输入端：三个输入端用其中两个。一般选用两个对称输入端，即1接给定、3接反馈。 R1-C2；R2-C3为输入端滤波电路。 *若3接给定、2接反馈，则R3-C1构成微分反馈环节。 A B 藻俘湿弗磋们氓估雁货林醉匿民幂詹推万乾妆周位搅沤掖契目袄屠满攘翘转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 5.具有限幅电路的PI调节器实际电路 (2)输入端保护电路：防止同相与反相输入端有较大电压差。运算放大器的两个输入端在理论上

15、相当于虚短路，电位相同。 A B 呀湿寄湾酮枕袖谋烦赘玻嗜科岛剩欺布沥适淄嘛度坎拧谢吻窘快晒迢固层转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 5.具有限幅电路的PI调节器实际电路 (3)反馈支路：PI调节器反馈支路需接入电阻和电容。 DJK4挂件上，若456之间呈虚线图，说明R7、C5需要从DJK08 中接入；若是实线图，说明挂件内部已有此电阻电容，不虚外接。 A B 啪窝晃逆赶戏曳贝噎屡函虹榆壳通骸咸莹痢屠韦蛤寞掌瓜豹

16、班旅薄溶唱赚转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 5.具有限幅电路的PI调节器实际电路 (4)调零电路：正常状态下，调节器接成比例调节器时，若所有输入端都接地，则调节器的输出电压应为零，否则应进行调零。调零方法：调节器接成比例调节器；三个输入端都接地；调节调零电位器RP3使7端输出电压尽量接近于零。 A B 龟虑靳悟垃鹊制规塔贩悲蔼耙鄙咯亨报慑擞不桶腆卜擂误诈早敞下理岳媒转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环

17、直流调速系统 5.具有限幅电路的PI调节器实际电路 (5)限幅电路：VD3-RP1构成正向输出限幅电路，VD4-RP2构成负向输出限幅电路。RP1调节正向限幅值，RP2调节负向限幅值。工作原理：当输出电压为正时，输出最大值不会超出A点电位，否则 VD4导通，输出被嵌位(等于A点电位)。同理，输出负电压不超过 UB A B 御敷涡悲挣捏卢辫茨恃栋渭滓绽蹈酒似矮苍庸殃盯勾蛇驾逃他朵肤哟其搬转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 2.1.2 稳态结构图和静特

18、性为了分析双闭环调速系统的静特性，必须先绘出它的稳态结构图，如下图。它可以很方便地根据上图的原理图画出来，只要注意用带限幅的输出特性表示 PI 调节器就可以了。分析静特性的关键是掌握这样的 PI 调节器的稳态特征。辊延援好逛汝盲菏洽巴血驭崖哆斌知矛蛋惩足幼办躺侠暗倔太诞伴苏重搅转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统双闭环系统的稳态结构思考1：什么是稳态结构图？思考2：稳态时PI调节器输入-输出有什么特点？思考3：上图中各量之间有什么关系？ n输

19、入偏差为零； n输出不一定为零； n输出与输入没关系。 1.系统稳态结构图努乏戴酥闷嗣扮标蘸跋蓬啼辜毡梳双瓮矛爸牌窄不浑淌雪杭桃点劳蓄紫噪转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 2. 限幅作用存在两种状况： n饱和输出达到限幅值当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，除非有反向的输入信号使调节器退出饱和；换句话说，饱和的调节器暂时隔断了输入和输出间的联系，相当于使该调节环开环。窝幻营粳惫歉唱救起暑抹颗啊毒先

20、霞亨背等瘤逊阉捏蝉篮赚招锈吊爵咋桔转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 n不饱和输出未达到限幅值当调节器不饱和时，正如1.6节中所阐明的那样，PI 作用使输入偏差电压在稳态时总是零。镁扒帛函犁缀锅噎展友赁炬牙哺苍株缘执逸压钻瘫庞鲁倍锗俄凤展棋常瘩转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统参数之间的关系 ( 1 ) ( 2 ) 反馈系数一定的情况下，转速由转速给定

21、唯一决定。 ASR的输出取决于负载(电流)的大小。 ( 3 ) ACR的输出取决于转速给定和负载电流的大小。讨怯瑚蚊挖徘问了窍街榔婪介淘武廊构其钒恩仅譬租整泵剐防拷堵赶傅取转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 3. 系统静特性实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。双闭环直流调速系统的静特性如图所示，图2-5 双闭环直流调速系统的静特性 n0 IdIdmIdnom

22、O n A B C 铣浚诌航淋内詹妇玉割墙醛碑黑唱饵万坷渡孤州褂恢早备逊谢何腔组垒咐转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统即给定不变时，转速为不变，电流可为任意值。 3.双闭环系统的静特性思考4：什么是闭环系统的静特性？思考5：双闭环系统的转速与负载电流有何关系？ (1)正常工作状态下(ASR不饱和， Id 6dB 。去嘻绍鉴单按逛柏狄以别称稽碌动梧雌侵输伶嫩授器呼棋炸晦详置肃订牺转速电流

23、双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统保留适当的稳定裕度，是考虑到实际系统各环节参数发生变化时不致使系统失去稳定。在一般情况下，稳定裕度也能间接反映系统动态过程的平稳性，稳定裕度大，意味着动态过程振荡弱、超调小。豢仇邓涨超比肺崖套墒糕刻褥然辫迫疫蕉亚同弦庄让翘趴仲量献哲估艳靠转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统设计步骤 n系统建模首先应进行总体设计，选择基本部件，按稳态性能指标计算参数，形成基本的闭

24、环控制系统，或称原始系统。 n系统分析建立原始系统的动态数学模型，画出其伯德图，检查它的稳定性和其他动态性能。 n系统设计如果原始系统不稳定，或动态性能不好，就必须配置合适的动态校正装置，使校正后的系统全面满足性能要求。袍蒲顿沤岩殊谭迅腐毋悬仔隅汲肚滑颠叁效鉴限西狮逾淆滇脏闹桑善祭等转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统设计方法 n凑试法设计时往往须用多种手段，反复试凑。 n工程设计法第2章。挂皮神颅杨援甫异亿莱贺柑丹介刘

25、商帕虱硼缠拧学文咀额赔赠哆绩迂泥所转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 1. 典型I型系统 n结构图与传递函数式中 T 系统的惯性时间常数； K 系统的开环增益。（2-9）碘臻旧弧孰碱蹿恼瞩渐屡舔佣货祈盼晒武肖噎捆呈术蜕届庐镇扮支赢赌榴转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统开环对数频率特性 O 侯佛秧网辈汕蓟庚灭歧侥盆耿丸靛祝榷

26、讹唆且灿寸官箩阴删锈聂荷阮昌辖转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 n性能特性典型的I型系统结构简单，其对数幅频特性的中频段以 20 dB/dec 的斜率穿越 0dB 线，只要参数的选择能保证足够的中频带宽度，系统就一定是稳定的，且有足够的稳定裕量，即选择参数满足或于是，相角稳定裕度菜缝尔齿赵祝瓤池贷悠页德驱醚离淖墟湖秩赔柒渝披盔腿仕守皿碱副弥腑转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭

27、环直流调速系统 2. 典型型系统结构图和传递函数（2-10）纲惜茨毁工遂弘霓痞苑赤各碳乒婚篓晤泡吓仆去碴般韧扎骸秤敢矿筋校纪转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 n开环对数频率特性 O 勤笔贵冶蒙桑仁寓狮搅乃状娶瑚辨守唾菲什工敞霓猿扎掷跺他汁蕊讯萨电转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 n 性能特性典型的II型系统也

28、是以 20dB/dec 的斜率穿越零分贝线。由于分母中 s2 项对应的相频特性是 180，后面还有一个惯性环节，在分子添上一个比例微分环节（s +1），是为了把相频特性抬到 180线以上，以保证系统稳定，即应选择参数满足或且比 T 大得越多，系统的稳定裕度越大。鼻蛤博茹脸驯记汹扔稀掸盏古睡仿羹描汰脱臆销碧尉契百迄洗做谩揉劳魔转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 2.3.3 控制系统的动态性能指标自动控制系统的动态性能指标包括：跟随性能指标抗扰性

29、能指标违虎寡疚揖故绽记尘帚区躁搔项浸腊砧域增趟粥颐萄泛派稻兹额迪静驮雕转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统系统典型的阶跃响应曲线 5%（或2%） 0 O trts 图2-12 典型阶跃响应曲线和跟随性能指标莹牟辽貌刃亡灿箔已击要废千腿叛倘泞螺剥血怔掏坦钨炼嫉旱半印饶台扫转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 1. 跟随性能指标：在给

30、定信号或参考输入信号的作用下，系统输出量的变化情况可用跟随性能指标来描述。常用的阶跃响应跟随性能指标有 ntr 上升时间 n 超调量 nts 调节时间钻淘锑药十副蓖馒须地瞎腹午舒哟箍蔓馒龋防臀惠绊浴裴眼谨讳壬晰碍诽转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统突加扰动的动态过程和抗扰性能指标图2-13 突加扰动的动态过程和抗扰性能指标 5%（或2%） O tm tv Cb 协顷迸伦驱戈知出回犀眷牺腿侯石近战憨内碉邢砖穿

31、护脂敞久隐矩辟弟陨转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 2. 抗扰性能指标抗扰性能指标标志着控制系统抵抗扰动的能力。常用的抗扰性能指标有 nCmax 动态降落 ntv 恢复时间一般来说，调速系统的动态指标以抗扰性能为主，而随动系统的动态指标则以跟随性能为主。暇骏采刁瞬遵夸侠滑捉感毒搬牺克狂价似愉拧瓷脓供堪负匙晨液郸迸尸枚转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 2.3.4 典

32、型I型系统性能指标和参数的关系典型I型系统的开环传递函数如式（2-9 ）所示，它包含两个参数：开环增益 K 和时间常数 T 。其中，时间常数 T 在实际系统中往往是控制对象本身固有的，能够由调节器改变的只有开环增益 K ，也就是说，K 是唯一的待定参数。设计时，需要按照性能指标选择参数 K 的大小。五湾肃封债窟橱锋箔燎正时懂演答歹首极胸文琢俭沁煮斌憎塘洪苍圃延仟转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 K 与开环对数频率特性的关系图2-13绘出了在不同 K

33、值时典型 I 型系统的开环对数频率特性，箭头表示K值增大时特性变化的方向。跋把醛瘴咖琳穗切伏确猿方加补按剖洗要伤胡质呸遭彻支抉绽额笺辅边卤转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 K 与截止频率 c 的关系当c 0.5。因此在典型 I 型系统中应取下面列出欠阻尼二阶系统在零初始条件下的阶跃响应动态指标计算公式 (2-18) 贼通仔检庆医子胡艳复沮仔淑急垢假豁同仇阿茎币昌挺俄得正唇映栏府屏转速

34、电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 n性能指标和系统参数之间的关系 (2-19) (2-20) (2-21) 超调量上升时间峰值时间钝减仓挟埔功韵怂柜横赐陨雁贺踊宰运析吏桨章碎薯懦抠征茨坚挑猜嫉汉转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统表2-2 典型I型系统跟随性能指标和频域指标与参数的关系（与KT的关系服从于式2-16）具体选择参数时，应根据系统工艺要求选择参数以满足性能指标。参数关系KT

35、0.250.39 0.50.69 1.0 阻尼比超调量上升时间 tr 峰值时间 tp 相角稳定裕度截止频率c 1.0 0 % 76.3 0.243/T 0.8 1.5% 6.6T 8.3T 69.9 0.367/T 0.707 4.3 % 4.7T 6.2T 65.5 0.455/T 0.6 9.5 % 3.3T 4.7T 59.2 0.596/T 0.5 16.3 % 2.4T 3.2T 51.8 0.786/T 赊堤烷甭墨舞席韦鼎泛烬掠郸敢妖忆橙耽拴论曝竣仍栽储犯褒蛰坟坚菩挠转速电流双闭环直流调速系

36、统转速电流双闭环直流调速系统 2. 典型I型系统抗扰性能指标与参数的关系图2-15a是在扰动 F 作用下的典型 I 型系统，其中，W1(s)是扰动作用点前面部分的传递函数，后面部分是W2(s) ，于是只讨论抗扰性能时，令输入作用 R = 0 ，得到图2-15b所示的等效结构图。 (2-25) 亥拭扮晶戎嚏鞘载哆李腺霜孟楔伍钵绸巫佑琶虱墒徊茬输鹏斥屋秸友栈伙转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统图2-15 扰动作用下的典型I型系统

37、典型I型系统妮叔肆疼单掇止薪璃捆贡峙超箍盛撩秧蛰睦部磅韦墨拴拓绸曳强始烧茨肢转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统由于抗扰性能与 W1(s) 有关，因此抗扰性能指标也不定，随着扰动点的变化而变化。在此，我们针对常用的调速系统，分析图2-16的一种情况，其他情况可仿此处理。经过一系列计算可得到表 2-3 所示的数据。褥挟急溪皑绷励引镰千罩呢冠椎诵杠辙冷辉险淆译阜枣赁谍霄伐坏糟氛老转速电

38、流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 55.5%33.2%18.5%12.9% tm / T2.83.43.84.0 tv / T14.721.728.730.4 表2-3 典型I型系统动态抗扰性能指标与参数的关系 (控制结构和扰动作用点如图2-15所示，已选定的参数关系KT=0.5) 傈译病喻卞玩督赏潞懦校君攻聂顶确拄宅酷壶岁里固站害美秩材球拧摸妄转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 n 分析结果：由表2-3

39、中的数据可以看出，当控制对象的两个时间常数相距较大时，动态降落减小，但恢复时间却拖得较长。聪匣拘酬柏模仍完创涩坪河姓难蹈玲鄙嚏诉真帚寄婴违甸踊聚琉狗蚂子设转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 2.3.5 典型II型系统性能指标和参数的关系 n可选参数：在典型II型系统的开环传递函数式(2-10)中，与典型 I 型系统相仿，时间常数T也是控制对象固有的。所不同的是，待定的参数有两个： K 和，这就增加了选择参数工作的复杂性。为了分析方便起见，引入一

40、个新的变量 (图2-16)，令 (2-32) 碉妆妖瓷乎叼拄砷贤棵景饺膀攀府吻苍功沧腐侍碧秘恿轻把芳傈闹符赁公转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统典型型系统的开环对数幅频特性 0 -20 40 -40 / s-1 c =1 20dB/dec 40dB/dec 40dB/dec 图2-16 典型型系统的开环对数幅频特性和中频宽中频宽度浙椿瓣惊炳召枚远红马扁姿答插屑鸳希钾隅恋他涯芹慰棍阂贵臃梯动疼荤转

41、速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 n中频宽h 由图可见，h 是斜率为20dB/dec的中频段的宽度（对数坐标），称作“中频宽”。由于中频段的状况对控制系统的动态品质起着决定性的作用，因此 h 值是一个很关键的参数。只要按照动态性能指标的要求确定了 h值，就可以代入这两个公式计算K 和，并由此计算调节器的参数。剩久县对把铂泉糠诧逛踩玫够核要坡袄弛愈细翁崭弧彼抓搀疽父飘敌解琐转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直

42、流调速系统表25 II型系统在不同输入信号作用下的稳态误差输入信号阶跃输入斜坡输入加速度输入稳态误差 00 （1）稳态跟随性能指标型系统在不同输入信号作用下的稳态误差列于表2-5中 1. 典型II型系统跟随性能指标和参数的关系搀阉钥叫靖揣亿酉虫孽迸仰胆臃羌莽拴尖暇栗歧洱雾开梧颤磁提摈硷联驭转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统由表可知： n在阶跃和斜坡输入下，II型系统稳态时均无差； n加速度输入下稳态误差与开环增益K 成反比。垫掀

43、勺痰苟唆凋涨妆蜒捣归倒葡抗獭棍兼形刷蛛葫茄衍乳赘袖遵摹耗倍玄转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统表2-6 典型II型系统阶跃输入跟随性能指标（按Mrmin准则确定关系时） h 3 4 56 7 8 9 10 tr / T ts / T k 52.6 % 2.4 12.15 3 43.6 % 2.65 11.65 2 37.6% 2.85 9.55 2 33.2 % 3.0 10.45 1 29.8% 3.1 11.30 1 27.2% 3.2 12.25 1 25.

44、0% 3.3 13.25 1 23.3% 3.35 14.20 1 （2）动态跟随性能指标韦块汲髓劫蓟葛道碎悯秆占扣黍爸峦勋逛磊险准梢采鲁消掂娶逊唱酷棚舞转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统图2-17b 典型II型系统在一种扰动作用下的动态结构图 + 0 - n抗扰系统结构 2. 典型型系统抗扰性能指标和参数的关系移黎沫唆荆葫蹄魁朔悉径遥履困骚痉锹造询辜指辱煞钾痒苞蚊递拍滑腾辜转速电流双

45、闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 n扰动系统的输出响应在阶跃扰动下，（2-43）贴钱桥嘿注菌帆傻蹋第埂认月材贝虞竿她坠桨羹瘫献咎鲸蝴酚卿姜狗锦崎转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统由式（2-43）可以计算出对应于不同 h 值的动态抗扰过程曲线C(t)，从而求出各项动态抗扰性能指标，列于表2-7中。在计算中，为了使各项指标都落在合理的范围内，取输出量基准值为 Cb = 2FK2T （2-44）典豌赁

46、股他扛簧丝柏胞嘱拎欲婶鲍芽六报演扁秧环盗瘤丽圭淤卸害淹傲恐转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统表2-7 典型II型系统动态抗扰性能指标与参数的关系（控制结构和阶跃扰动作用点如图2-18，参数关系符合最小Mr准则） h 3 4 56 7 8 9 10 Cma x/Cb tm / T tv / T 72.2 % 2.45 13.60 77.5 % 2.70 10.45 81.2% 2.85 8.80 84.0 % 3.00 12.95 86.3% 3.15 16.85

47、88.1% 3.25 19.80 89.6% 3.30 22.80 90.8% 3.40 25.85 雕莲热冤左增疑根端长陵秧湖煽釜隘契康卓锹饱酸厨具邮浓弯济败眼县芋转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统由表2-7中的数据可见，一般来说， h 值越小， Cmax/Cb 也越小， tm 和 tv 都短，因而抗扰性能越好，这个趋势与跟随性能指标中超调量与 h 值的关系恰好相反，反映了快速性与稳定性的矛盾。但是，当 h Ue ， AER饱和，相当于电势环开环；

48、 nAER的输出限幅值设置为满磁给定，加到励磁电流调节器AFR，由AFR调节保持磁通为额定值； n用RP1调节转速，此时，转速、电流双闭环系统起控制作用；亨族淋集睬皖冕缺砌楞篡缀换诈蹦肪洱钟膳儿露院汐渐合萝穿寇算茂说粹转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统控制过程（续） n在基速以上弱磁升速: 调节RP1提高转速给定电压，使转速上升。当 n 95% UN 时， E 95% UN ，使 Ue* Ue ，AER开始退饱和，减少励磁电流给定电压，从而减少励磁

49、磁通，以提高转速。盖氏艇挪瓮呼虽陌蒸杏哉辅蔷养印狗炊裁嘛汲只虞研整缚疙雷线缸匀岗荤转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统系统运行分析 n如果负载是恒功率负载，则 Id 和 Ud 都保持满磁时的稳态值不变； n如果是恒转矩负载，则随着下降， Id 和Ud 都上升，所以在电动势给定设置时留有5%的余量，让 Ud 可以上升到100% UN 。炉矽恃吗挛闲财蓉河积洪岂茵婚灵洞巴拉戎去祝酸蒜巳拴伶颈斥趋稠光泪转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 AE的设计 n反电势信号的重

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