直流電機(jī)雙閉環(huán)系統(tǒng)的最佳工程設(shè)計(jì)

1、專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名：袁 同 浩 指導(dǎo)教師：江 可 萬完成時(shí)間：2021年4月26日運(yùn)動(dòng)控制課程設(shè)計(jì) -雙閉環(huán)系統(tǒng)的最佳工程設(shè)計(jì)摘要- 1 -第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)- 3 -1.1 系統(tǒng)性能指標(biāo)- 3 -1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容- 3 -1.3應(yīng)完成的技術(shù)文件- 3 -第二章 設(shè)計(jì)說明- 5 -2.1 綜述- 5 -2.1.1電機(jī)學(xué)- 5 -2.1.2電力電子技術(shù)- 5 -2.1.3微電子技術(shù)- 5 -2.1.4控制理論- 6 -2.2 整流主電路- 6 -2.3 整流觸發(fā)電路- 8 -2.3.1脈沖形成于放大環(huán)節(jié)- 8 -2.3.2鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié)- 8 -2.3.3同步環(huán)節(jié)- 9 -

2、2.4 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)- 10 -2.4.1穩(wěn)態(tài)工作原理- 10 -2.4.2 動(dòng)態(tài)工作原理- 11 -第三章 各參數(shù)計(jì)算- 13 -3.1整流裝置的計(jì)算- 13 -3.1.1變壓器二次側(cè)相電壓的計(jì)算- 13 -3.1.2變壓器及晶閘管容量計(jì)算- 13 -3.1.3平波電抗器的電感量的計(jì)算- 14 -3.1.4晶閘管保護(hù)電路的計(jì)算- 14 -3.2 控制電路參數(shù)的計(jì)算- 15 -3.2.1電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)及晶閘管變流器參數(shù)- 15 -3.2.2 調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算- 15 -3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 16 -3.3.1 電流環(huán)的設(shè)計(jì)- 16 -3.3.2轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)- 18 -參考資料- 21

3、-附錄- 22 -摘要轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)是靜、動(dòng)態(tài)特性優(yōu)良、應(yīng)用范圍最廣的調(diào)速系統(tǒng)。電流環(huán)設(shè)計(jì)成典型I型系統(tǒng)，具有很好的跟隨性；速度換設(shè)計(jì)成典型II型系統(tǒng)，具有良好的抗干擾性能。本課程設(shè)計(jì)旨在按照工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出符合一定動(dòng)、靜特性指標(biāo)的調(diào)速系統(tǒng)。其中電機(jī)參數(shù)有指導(dǎo)老師給定，大部分參數(shù)由自己計(jì)算得出。正個(gè)課程設(shè)計(jì)包含電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及直流電機(jī)調(diào)速原理。最后使用仿真軟件MATLAB進(jìn)行仿真。關(guān)鍵字 雙閉環(huán) 直流調(diào)速 仿真 MATLAB第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)本課程設(shè)計(jì)旨在設(shè)計(jì)出一套直流電動(dòng)機(jī)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)銘牌參數(shù)如下：;； ；具體任務(wù)包含以下各方面。1.1 系統(tǒng)性能指

4、標(biāo)1） 調(diào)速范圍。2） 靜差率。3) 電流超調(diào)量。4） 空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的超調(diào)量 ，調(diào)整時(shí)間 。5） 當(dāng)負(fù)載變化20%的額定值、電網(wǎng)電壓波動(dòng)10%額定值時(shí): 最大動(dòng)態(tài)速降 。 動(dòng)態(tài)恢復(fù)時(shí)間 。 1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1） 設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖。2） 計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù)及其它參數(shù)。3） 編寫課程設(shè)計(jì)說明書。1.3應(yīng)完成的技術(shù)文件1） 設(shè)計(jì)說明書。2） 設(shè)計(jì)計(jì)算書。3） 系統(tǒng)原理圖。4） 電氣元件明細(xì)表。第二章 設(shè)計(jì)說明2.1 綜述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（motion control system)也可稱作電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)（control systens of electric drive)。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的任務(wù)是通過對

5、電動(dòng)機(jī)電壓、電流、頻率等輸入量的控制，來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、速度、位移等機(jī)械量，使其拖動(dòng)的機(jī)械按照人們期望的要求運(yùn)行，以滿足工業(yè)現(xiàn)場的要求。隨著工業(yè)的發(fā)展，對于運(yùn)動(dòng)控制的要求也越來越高，在這種背景下，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)日趨復(fù)雜，逐漸成為一個(gè)跨多學(xué)科的綜合性技術(shù)。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要用到 以下學(xué)科的知識(shí)。2.1.1電機(jī)學(xué)電動(dòng)機(jī)是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電機(jī)的結(jié)果和原理決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和運(yùn)行特性。隨著新型數(shù)字電機(jī)的出現(xiàn)，也相應(yīng)的出現(xiàn)了很多數(shù)字電機(jī)的控制系統(tǒng)。2.1.2電力電子技術(shù)以電力電子器件為基礎(chǔ)的電力電子技術(shù)是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的電源部分，其輸出電源質(zhì)量直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能。新型電力電子器件的誕

6、生也催生了新型的功率放大和變換裝置，這對于控制系統(tǒng)質(zhì)量提升的有很大的積極作用。2.1.3微電子技術(shù)隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種高性能的大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路層出不窮，極大地方便和簡化了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試工作，提高了系統(tǒng)可靠性。同時(shí)高速、大內(nèi)存、多功能的處理器的應(yīng)用也是各種復(fù)雜算法成為可能，提高了控制精度縮短了開發(fā)周期。2.1.4控制理論控制理論是運(yùn)動(dòng)控制的理論基礎(chǔ)，是指導(dǎo)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的依據(jù)。早期的經(jīng)典控制理論催生了經(jīng)典的PID控制器。隨著科技進(jìn)步，新的控制理論的出現(xiàn)也帶來了運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域控制方法的技術(shù)變革。本次課程設(shè)計(jì)主要是用經(jīng)典的PID控制器實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)從

7、大的方面可以分成兩類：直流調(diào)速和交流調(diào)速。在發(fā)展的早期，由于上述學(xué)科尚處于起步階段，交流調(diào)速顯得十分困難。在需要調(diào)速的領(lǐng)域主要是直流調(diào)速系統(tǒng)。這依賴于直流調(diào)速本身所具有的很多優(yōu)越性。由電機(jī)學(xué)知識(shí)可以了解到，直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型簡單，調(diào)速方便，而其中又以改變電樞電壓的方法最為靈活。本課程設(shè)計(jì)采用的也是此種方法。其中主要包括三相晶閘管相控整流主電路、相控整流觸發(fā)電路和雙閉環(huán)控制電路。2.2 整流主電路整流電路（Rectifier)是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芄┙o直流用電設(shè)備。整流電路應(yīng)用十分廣泛，直流電機(jī)就是其中一種十分常見的負(fù)載。整流電路可從很多角度進(jìn)行分類，主要

8、分類方法是：按組成的器件可分為不可控、半控和全控三種；按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路；按交流輸入相數(shù)分可分為單相、雙相、三相和多相電路；按控制方法又可分為相控整流和斬波控制整流電路。本系統(tǒng)采用的是三相全控橋式晶閘管相控整流電路。這是因?yàn)殡姍C(jī)容量相對較大，并且要求直流脈動(dòng)小、容易濾波。其交流側(cè)由三相電網(wǎng)直接供電，直流側(cè)輸出脈動(dòng)很小的直流電。在分析時(shí)把直流電機(jī)當(dāng)成阻感性加反電勢負(fù)載。因?yàn)殡姍C(jī)電流連續(xù)所以分析方法與阻感性負(fù)載相同，各參量計(jì)算公式亦相同。主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2-2-1所示。 現(xiàn)簡述其工作原理：在圖2-2-1中，習(xí)慣將其中陰極連在一起的三個(gè)晶閘管（VT1，VT3，VT5)稱為共陰極組；

9、陽極連接在一起的三個(gè)晶閘管（VT4，VT6，VT2)稱為共陽極組。此外習(xí)慣上希望晶閘管按從1到6的順序 圖2-1 三相橋式整流電路主電路依次導(dǎo)通。為此將晶閘管按圖示的順序編號(hào)。在后面的分析完畢之后，可以看出，按此編號(hào)的晶閘管的導(dǎo)通順序是VT1VT2VT3VT4VT5VT6。晶閘管導(dǎo)通規(guī)則是陽極有正向電壓同時(shí)基極有觸發(fā)脈沖。依據(jù)此規(guī)則可以畫出當(dāng)控制角時(shí)的波形圖。如圖2-2-2所示。如圖從相電壓波形看，三相橋式全控可看成兩個(gè)半波電路的串聯(lián)，輸出電壓是共陽極組和共陰極組的疊加。當(dāng)時(shí)，其實(shí)就相當(dāng)于三相橋式不控整流電路。在電動(dòng)機(jī)負(fù)載是，為了保持電流連續(xù)通常在電樞回路串入大電感。因此主回路電流可認(rèn)為是平直

10、的。隨著控制角的增大輸出電壓將會(huì)減小。其輸出電壓和控制角的關(guān)系如下式 圖2-2 控制角時(shí)的波形圖 2.3 整流觸發(fā)電路上述的晶閘管可控整流電路是通過改變觸發(fā)角的大小，即控制觸發(fā)脈沖起始相位來控制輸出電壓大小的，屬于相控電路。為保證相控電路的可靠工作，很重要的一點(diǎn)是應(yīng)保證在正確的時(shí)刻向電路中的晶閘管施加有效地觸發(fā)信號(hào)。圖2-3-1是同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路。此電路輸出可為雙窄脈沖，也可為單窄脈沖，適用于兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通的電路，比如本次課程設(shè)計(jì)中的三相全控橋式電路。它可分為三個(gè)環(huán)節(jié)：脈沖的形成與放大、鋸齒波的形成和脈沖移相、同步環(huán)節(jié)。2.3.1脈沖形成于放大環(huán)節(jié)=0時(shí)，由后面分析可知，V4基極

11、電壓為零，V4截止。電源E（+15V）通過、V5、V6向電容C3充電。由于電流很大，V5很快飽和，其集電極電勢近似于-15V，V7、V8截止，無脈沖輸出。=0.7時(shí)，V4導(dǎo)通，電容C3通過V4放電，A點(diǎn)電勢近似1.4V（兩個(gè)PN結(jié)）。由于電容兩端電勢不能突變，V5基極電勢近似為-30V，V5截止。此時(shí)V5集電極電勢迅速回到3.1V（VD6、V7、V8三個(gè)PN結(jié)）左右，V7、V8同時(shí)導(dǎo)通，將脈沖放大后由變壓器TP二次側(cè)輸出。隨著電容的放電，V5集電極電勢上升，直到-15V，V5又重新導(dǎo)通。此時(shí)脈沖輸出結(jié)束。從以上分析可見，脈沖前沿由V4導(dǎo)通時(shí)刻決定，脈沖寬度與電容放電（或反向充電）時(shí)間常數(shù)決定。

12、2.3.2鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié)本電路采用恒流源的方法產(chǎn)生鋸齒波。其中，、組成一恒流源，它與、一起組成鋸齒波發(fā)生電路。當(dāng)截止時(shí)，對充電，兩端電壓為即，按線性增長，也按線性增長?？梢愿淖兒懔髟措娏鳎瑥亩淖冧忼X波斜率。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，由于阻值很小，電容C2迅速放電，迅速到零左右。當(dāng)V2周期性的導(dǎo)通關(guān)斷。在上便形成了鋸齒波。由于V3射極跟隨器的作用，也形成以鋸齒波。V4管的基極電壓由鋸齒波電壓、直流控制電壓、直流偏移電壓疊加而成。的目的是確定直流控制電壓=0時(shí)的脈沖初始相位。2.3.3同步環(huán)節(jié)在鋸齒波的同步觸發(fā)電路中，同步是指要求鋸齒波的頻率和主電路（即三相電源）的頻率相同且相位關(guān)系確定不變。要做到

13、這一點(diǎn)，就要使V2的開關(guān)頻率與主電路的頻率相同即可。為此將同步變壓器TS和整流變壓器接在同一電源上，用同步變壓器的二次側(cè)電壓控制V2的開關(guān)，這樣便保證了觸發(fā)脈沖與主電路的同步。 圖2-3同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路2.4 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)對于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的調(diào)速系統(tǒng)，縮短起、制動(dòng)的時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的重要因素。為此我們希望電機(jī)有如下理想要求：在啟動(dòng)期間，電機(jī)電樞電流保持在最大值盡快的加速到額定轉(zhuǎn)速；當(dāng)速度到達(dá)額定值后又希望電流立即降下來使電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，從而快速進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。根據(jù)經(jīng)典控制理論，引入某一量的反饋，便可以使該量保持不變。為此，可以設(shè)計(jì)出兩個(gè)調(diào)節(jié)器分別引入轉(zhuǎn)速和電流的負(fù)反

14、饋。其結(jié)構(gòu)圖如圖2-4-1所示。 圖 2-4 雙閉系統(tǒng)環(huán)結(jié)構(gòu)圖2.4.1穩(wěn)態(tài)工作原理雙閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖2-4-2所示，兩個(gè)調(diào)節(jié)器俊采用帶限幅作用的PI調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給定的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓決定了電力電子變換器的最大輸出電壓。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，其輸出達(dá)到限幅值，輸入量的變化不再影響輸出量，直到有反向的輸入信號(hào)使其退出飽和。在正常情況下穩(wěn)態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR均不飽和，都工作在無靜差的狀態(tài)，于是有： = = 式中，、分別為轉(zhuǎn)速和電流反饋系數(shù)。兩個(gè)給定電壓最大值和設(shè)計(jì)者選定，具體數(shù)值下文計(jì)算。當(dāng)電機(jī)由于堵轉(zhuǎn)等因素轉(zhuǎn)速迅速

15、降低，電樞電流迅速增大并超過最大值時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR飽和。只有電流調(diào)節(jié)器工作在無靜差狀態(tài)，并將電樞電流限制在。 圖2-5 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖2.4.2 動(dòng)態(tài)工作原理2.4.2.1 啟動(dòng)過程分析第I階段 電流上升階段：在突加給定電壓后，經(jīng)過兩個(gè)調(diào)節(jié)器的跟隨，、都上升，但在沒達(dá)到負(fù)載電流以前，電機(jī)還是不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)后，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于電機(jī)的慣性作用，電機(jī)轉(zhuǎn)速增大的很慢，ASR的輸入偏差依然很大，足以使其飽和。此時(shí)，ASR輸出最大值，在ACR的作用在，電樞電流很快上升到最大值，同時(shí)ACR也限制了電流的繼續(xù)增長，使電流保持在最大值（后面分析可知其小于）上，此階段結(jié)束。第II階段 恒流升速階段：此階段，

16、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不起作用，整個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)于電流調(diào)節(jié)器的電流給定控制系統(tǒng)。ACR將電流穩(wěn)定在最大值上，使得轉(zhuǎn)速快速增加。直到轉(zhuǎn)速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速為止。由于此期間有個(gè)擾動(dòng)量即反電勢，他是一個(gè)隨轉(zhuǎn)速線性增長的量也就是一個(gè)斜坡信號(hào)，一般我們將ACR設(shè)計(jì)成典型I階系統(tǒng)，故不能做到無靜差，而是略小于。為保證電流環(huán)的這種調(diào)節(jié)作用不應(yīng)讓ACR飽和。第III階段 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段：在轉(zhuǎn)速到達(dá)給定給定值后，由于積分作用，ASR的輸出依然保持在限幅值，即轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大。這就導(dǎo)致轉(zhuǎn)速超調(diào)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的退飽和。ASR退出飽和之后開始發(fā)揮轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，隨后將轉(zhuǎn)速維持在給定轉(zhuǎn)速上。至此，整個(gè)啟動(dòng)階段結(jié)束，電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過程。由2.4.1分

17、析可知，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行階段ASR、ACR同時(shí)起作用，分別維持轉(zhuǎn)速和電流恒定。具體波形如圖2-4-3所示。 圖2-6 系統(tǒng)啟動(dòng)階段電流和轉(zhuǎn)速與時(shí)間的關(guān)系第3章 各參數(shù)計(jì)算3.1整流裝置的計(jì)算3.1.1變壓器二次側(cè)相電壓的計(jì)算由于電網(wǎng)波動(dòng)、管子本身的壓降、變壓器內(nèi)阻等因素實(shí)際計(jì)算時(shí)可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 其中，是電機(jī)額定電壓，這里取220V；n是整流電路每次同時(shí)導(dǎo)通的晶閘管數(shù)，這里，三相全控橋式取2；是晶閘管正向?qū)▔航?，?V；A是時(shí)整流電壓與變壓器二次電壓之比，取2.34；B是實(shí)際電壓與理想空載電壓之比，取0.9；為最小移相角，取10；C為線路接線方式，取0.5；是變壓器阻抗電壓比，取5%；為變壓

18、器二次側(cè)允許出現(xiàn)的最大電流與額定電流之比，取0.816代入數(shù)據(jù)，可得： =106.3V3.1.2變壓器及晶閘管容量計(jì)算變壓器容量晶閘管容量（電壓裕量取2.5.，電流裕量取2） 額定電壓 額定電流 有效值=7.39 額定值=3.1.3平波電抗器的電感量的計(jì)算直流電機(jī)負(fù)載本身除了有電感和電阻外還有反電勢，這種情況下有可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電樞電流不連續(xù)，這對電機(jī)極為不利。為此，將在電樞回路串接一個(gè)平波電抗器以使電流能在較大范圍內(nèi)連續(xù)。主回路總電感的計(jì)算可按下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。其中是最小負(fù)載電流值，一般取電機(jī)額定電流的5%10%,這里取10%。 包括整流變壓器的漏電感、電樞電感、和平波電抗器的電感，由于前面

19、的都較小，平波電抗器的取值可近視等于主電路總電感。3.1.4晶閘管保護(hù)電路的計(jì)算（1） 晶閘管關(guān)斷過電壓保護(hù)關(guān)斷過電壓是指，晶閘管在高頻下工作，當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，因正向電流的迅速下降而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電壓。一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)RC電路的方法，作為關(guān)斷過電壓保護(hù)。具體可參見附錄A系統(tǒng)基本原理圖。（2） 交流側(cè)過電壓保護(hù)交流側(cè)過電壓有兩種情況。一種是整流變壓器一次側(cè)，電網(wǎng)波動(dòng)，產(chǎn)生過電壓；另外一種是由于整流電路及其負(fù)載波動(dòng)在交流側(cè)形成的過電壓，也就是整流變壓器的二次側(cè)的過電壓。針對于這兩種情況，本課程設(shè)計(jì)都采用RC串聯(lián)的吸收電路。具體可參見附錄A系統(tǒng)基本原理圖。（3） 直流側(cè)過電壓保

20、護(hù) 當(dāng)負(fù)載波動(dòng)時(shí)，直流側(cè)也可能發(fā)生過電壓的情況，一般的方法是采用在直流側(cè)并聯(lián)壓敏電阻的方法，由于直流電機(jī)電動(dòng)勢相對穩(wěn)定，故本次課程設(shè)計(jì)沒有設(shè)計(jì)這一保護(hù)。（4） 過電流保護(hù) 電力電子電路在運(yùn)行不正?；蛘甙l(fā)生故障時(shí)，都可能會(huì)發(fā)生過電流。過電流的保護(hù)措施常見的有快速熔斷器、直流快速斷路器和過電流繼電器等。本課程設(shè)計(jì)選用的是在晶閘管主回路串接快速熔斷器的方法。具體請參見附錄A系統(tǒng)基本原理圖。（5） 電流上升率，電壓上升率在晶閘管開通時(shí)，為了避免電壓上升率過大，在晶閘管橋臂上串接一個(gè)小電感（2030）。具體請參見附錄A系統(tǒng)基本原理圖。3.2 控制電路參數(shù)的計(jì)算3.2.1電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)及晶閘管變流器參數(shù)（

21、1) 電動(dòng)機(jī)參數(shù) 電機(jī)額定參數(shù) ;； ； 電動(dòng)機(jī)電磁時(shí)間常數(shù) 其中， = 所以，= 電動(dòng)勢常數(shù) 電機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù) 電動(dòng)機(jī)機(jī)械時(shí)間常數(shù) 轉(zhuǎn)速慣量 (2) 晶閘管參數(shù) 晶閘管內(nèi)阻 放大倍數(shù) 滯后時(shí)間常數(shù) 3.2.2 調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算（1） 給定電壓最大值 （2） ASR輸出限幅值 （3） 調(diào)節(jié)器輸入阻抗 （4） 電流反饋系數(shù) （5）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) （6） 電流反饋濾波時(shí)間常數(shù) （7） 轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) （8） 電流給定濾波時(shí)間常數(shù) （9） 轉(zhuǎn)速給定濾波時(shí)間常數(shù) 3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1 電流環(huán)的設(shè)計(jì)從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無靜差，以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性，又前述動(dòng)態(tài)分析過程可知，I型系統(tǒng)可以滿足要求。

22、從動(dòng)態(tài)角度看，不允許電流有太大超調(diào)，以保證電流不超過最大允許值。綜上，可將電流環(huán)設(shè)計(jì)成典型I型系統(tǒng)。采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可寫成： 其中，是電流調(diào)節(jié)器比例系數(shù) 是電流調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù)電流環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)為： 因?yàn)椋剩闪?，以消去較大的滯后時(shí)間常數(shù)。這樣便可將電流環(huán)校正成了典型I型系統(tǒng)。，因此 其中，要求電流超調(diào)量，查表可知， 綜上： 校驗(yàn)：1） 校驗(yàn)晶閘管整流傳遞函數(shù)的近視條件 2) 校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢變化對電流影響的條件3） 校驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 綜上，近似處理的條件均滿足。 電流環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 電流調(diào)節(jié)器ACR的傳遞函數(shù)為 模擬電路如圖3-3-1所示的，各元件參數(shù)計(jì)算如下： 圖3-1 電流環(huán)模擬電路圖按照上述參數(shù)，電流環(huán)可達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為（查表）超調(diào)量，滿足要求。上升時(shí)間峰值時(shí)間由于，由表可查出動(dòng)態(tài)抗干擾指標(biāo)為3.3.2轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)由于負(fù)載的波動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差在負(fù)載擾動(dòng)前必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，加上后面的一個(gè)積分環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速環(huán)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)。故這里將轉(zhuǎn)速換校正成典型II型系統(tǒng)。為