課程設計（論文）雙極式PWM雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設計

1、沈 陽 工 程 學 院課 程 設 計設計題目： 雙極式pwm雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 系 別 自控系 班級 測控本062 學生姓名 學號 10 指導教師 xxxx 職稱 助教 起止日期：2009年3月2日起至 2009年3月6日止 雙極式pwm雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設計目錄課程設計任務書i1設計主要內(nèi)容及要求ii2對設計論文撰寫內(nèi)容、格式、字數(shù)的要求ii課程設計成績評定表iii中文摘要iv一、設計任務描述1二、設計思路2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設計2環(huán)節(jié)設計、部件選擇及參數(shù)計算2系統(tǒng)原理圖2建立系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型2三、設計方框圖5四、各部分電路設計及參數(shù)計算6設計方法的基本思路6典型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的

2、關(guān)系6典型型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的關(guān)系8工程設計中的近似處理10電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計12五、元器件清單18小結(jié)19致謝20參考文獻21沈陽工程學院課程設計任務書課程設計題目： 雙極式pwm雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 系 別 自控系 班級 測控本062 學生姓名 xxx 學號 10 指導教師 xxx 職稱 助教 課程設計進行地點： 教學b座419 任 務 下 達 時 間： 2009 年 3 月 2 日起止日期： 2009 年 3 月 2 日起至 2009年 3 月 6 日止教研室主任 年 月 日批準1設計主要內(nèi)容及要求（1）主要內(nèi)容試設計一h型雙極式pwm直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。已知的基本參數(shù)

3、如下：電動機：un48v, in3.7a, nn = 200r/min, ra = 6.5，電樞回路總電阻r=8，電樞回路電磁時間常數(shù)tl= 0.005s，機電時間常數(shù)tm=0.2s，電源電壓us = 60v，給定轉(zhuǎn)速電壓最大值和asr, acr的輸出限幅值均為10v，電流反饋系數(shù)=1.33v/a，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=0.05v.min/r，電動勢轉(zhuǎn)速比ce=0.18 v.min/r，選用d202電力晶體管作功放用開關(guān)管，已知d202的參數(shù)如下：tce0.159, tr0.103, tf0.061。（2）要求按工程設計方法設計計算，設計的性能指標要求：1) 穩(wěn)態(tài)指標：穩(wěn)態(tài)無靜差。2) 動態(tài)指標：電流

4、超調(diào)量?？蛰d起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。動態(tài)過渡過程時間s2對設計論文撰寫內(nèi)容、格式、字數(shù)的要求（1） 課程設計論文是體現(xiàn)和總結(jié)課程設計成果的載體，一般不應少于3000字。（2） 學生應撰寫的內(nèi)容為：中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻等。課程設計論文的結(jié)構(gòu)及各部分內(nèi)容要求可參照沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范執(zhí)行。應做到文理通順，內(nèi)容正確完整，書寫工整，裝訂整齊。（3） 論文要求打印，打印時按沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范的要求進行打印。（4） 課程設計論文裝訂順序為：封面、任務書、成績評審意見表、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻。3.時間進度安排；順序階段日期計 劃 完

5、 成 內(nèi) 容備注13月2日教師講解題目，學生查閱相關(guān)資料23月3日電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)及其參數(shù)設計33月4日速度調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)及其參數(shù)設計43月5日撰寫課程設計論文53月6日答辯沈 陽 工 程 學 院 伺 服 系 統(tǒng) 課程設計成績評定表系（部）： 自控系 班級： 測控本062 學生姓名： zxxx 指 導 教 師 評 審 意 見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評 分加權(quán)分調(diào)研論證能獨立查閱文獻,收集資料；能制定課程設計方案和日程安排。0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認真，遵守紀律，出勤情況是否良好，能夠獨立完成設計工作， 0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設計任務，工作量飽滿，難度適宜。0.25432說

6、明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字通順，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.55432指導教師評審成績（加權(quán)分合計乘以12） 分加權(quán)分合計指 導 教 師 簽 名： 年 月 日評 閱 教 師 評 審 意 見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評 分加權(quán)分查閱文獻查閱文獻有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字通順，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.35432評閱教師評審成績（加權(quán)分合計乘以8）分加權(quán)分合計評 閱 教 師 簽 名：

7、 年 月 日課 程 設 計 總 評 成 績分中文摘要伺服系統(tǒng)對數(shù)控技術(shù)、自動化、電氣工程及其自動化、機電一體化等專業(yè)是一門很重要的專業(yè)技術(shù)課。伺服系統(tǒng)的作用是聯(lián)系數(shù)控裝置與被控設備的中間環(huán)節(jié)，起著傳遞指令信息和反饋設備運行狀態(tài)信息的橋梁作用。在當代工業(yè)上pwm控制調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應用，其優(yōu)點還是日益突現(xiàn)，而帶有雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)更是受到廣泛歡迎。在本次設計中，為了使調(diào)速達到高精度、高準度的要求，我使用了電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，以此來組成雙閉環(huán)，電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。這樣的設計能夠達到任務要求的靜態(tài)指標和動態(tài)指標。特別是把此兩環(huán)校正為典型型和典型型后的性能指標更是達到了要求。本次設計中的

8、電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器都是使用pi調(diào)節(jié)器，pi調(diào)節(jié)器是由運放和各種電子元器件組成的，由于本次設計時間有限所以就沒有把相應的參數(shù)給調(diào)出來了。關(guān)鍵詞 pwm，型系統(tǒng)，型系統(tǒng)，電流調(diào)節(jié)器，電壓調(diào)iv一、設計任務描述1任務試設計一h型雙極式pwm直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。已知的基本參數(shù)如下：電動機：un48v, in3.7a, nn = 200r/min, ra = 6.5，電樞回路總電阻r=8，電樞回路電磁時間常數(shù)tl= 0.005s，機電時間常數(shù)tm=0.2s，電源電壓us = 60v，給定轉(zhuǎn)速電壓最大值和asr, acr的輸出限幅值均為10v，電流反饋系數(shù)=1.33v/a，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=0.05v.mi

9、n/r，電動勢轉(zhuǎn)速比ce=0.18 v.min/r，選用d202電力晶體管作功放用開關(guān)管，已知d202的參數(shù)如下：tce0.159, tr0.103, tf0.061。2要求按工程設計方法設計計算，設計的性能指標要求：穩(wěn)態(tài)指標：穩(wěn)態(tài)無靜差。動態(tài)指標：電流超調(diào)量?？蛰d起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。動態(tài)過渡過程時間s21二、設計思路系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設計此系統(tǒng)控制的對象是他勵直流電動機，控制信號為轉(zhuǎn)速控制電壓給定信號，輸出信號為電動機轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速信號。系統(tǒng)的閉環(huán)控制按內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，外環(huán)為轉(zhuǎn)速環(huán)的結(jié)構(gòu)設計。電樞繞組的驅(qū)動為電力晶體管的pwm脈沖放大電路。轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器可采用由運算放大器組成的模擬電路

10、。pwm調(diào)速系統(tǒng)由于具有動、靜特性好，損耗小和電網(wǎng)功率因數(shù)高等優(yōu)點，在中小功率伺服系統(tǒng)中已取代v-m系統(tǒng)，其使用日益廣泛。其中h型雙極式pwm變換器更為普遍。h型雙極式pwm變換器的優(yōu)點如下：電流一定是連續(xù)的；可以使電動機在四象限運行；電動機停止運行時有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；在低速時每個晶體管的驅(qū)動脈沖仍比較寬，有利于保證晶體管的可靠導通；低速平穩(wěn)性好，調(diào)速范圍可達0-20000左右。環(huán)節(jié)設計、部件選擇及參數(shù)計算根據(jù)總體結(jié)構(gòu)要求設計各基本環(huán)節(jié)，由于電動機參數(shù)已由題意確定，所以需設計的環(huán)節(jié)主要有：電流、轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)，比較環(huán)節(jié)，h型雙極式pwm變換器（包括鋸齒波發(fā)生器，脈寬調(diào)制器，邏輯延時器

11、，基極驅(qū)動電路和脈寬調(diào)制變換驅(qū)動器等），及電流、轉(zhuǎn)速兩個調(diào)節(jié)器等。最后根據(jù)已確定的各環(huán)節(jié)選擇部件及計算參數(shù)。系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖可以簡化。但為了給建立系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型打下基礎(chǔ)，控制信號、反饋原理信號比較、調(diào)節(jié)原理和pwm調(diào)制和驅(qū)動電動機運行原理等都應在系統(tǒng)原理圖中表示清楚。建立系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型一般情況下，系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型主要通過傳遞函數(shù)建立。pwm調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律和動態(tài)數(shù)學模型與前題的v-m系統(tǒng)相比差別不大，主要不同點就是脈寬調(diào)制器和pwm變換器本身的傳遞函數(shù)。根據(jù)其工作原理，脈寬調(diào)制器和pwm變換器合起來可以看成是一個滯后環(huán)節(jié)，它的延時周期最大不超過一個開關(guān)周期t。和晶閘管裝置傳遞函數(shù)的近

12、似處理一樣，當整個系統(tǒng)開環(huán)頻率特性截止頻率滿足下式時可將滯后環(huán)節(jié)近似看成是一階慣性環(huán)節(jié)。因此，脈寬調(diào)制器和pwm變換器的傳遞函數(shù)可以近似看成式中 kpwm一脈寬調(diào)制器和pwm變換器的放大系數(shù)kpwm= ud/uc ；ud pwm變換器的輸出電壓；uc脈寬調(diào)制器控制電壓。圖1-2是表示一雙極式pwm直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。圖1-2 雙極式pwm直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖中 (s)對應于給定轉(zhuǎn)速的控制電壓信號；un(s)對應于實際轉(zhuǎn)速的反饋電壓信號；un (s)對應于轉(zhuǎn)速偏差的電壓信號；ui(s）對應于控制電流的電壓信號；uct(s)對應于脈寬調(diào)制器的輸入控制電壓信號；ud

13、0(s)pwm驅(qū)動電路輸出的空載電壓；e (s)電動機的反電動勢；id(s)電動機的電樞電流；idl(s)對應于電動機負載轉(zhuǎn)矩的負載電流；n (s)電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速；ton轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)濾波時間常數(shù)；toi電流反饋環(huán)節(jié)濾波時間常數(shù)；kpwm, tpwm脈寬調(diào)制器和pwm變換器放大倍數(shù)與其近似慣性環(huán)節(jié)時間常數(shù)；r電動機電樞回路總電阻；tl電動機電磁回路時間常數(shù)；tm包括電動機在內(nèi)的系統(tǒng)機電時間常數(shù)；ce電動機在額定磁通下的電動勢轉(zhuǎn)速比；asr系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)器；acr系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器；速度反饋系數(shù)；電流反饋系數(shù)。設計此動態(tài)結(jié)構(gòu)圖時，應先設計各模塊的傳遞函數(shù)并求出各模塊的參數(shù)和時間常數(shù)，再根據(jù)“先內(nèi)環(huán)后

14、外環(huán)”的原則分別設計acr和asr. acr和asr的設計是動態(tài)結(jié)構(gòu)圖設計的重點。其設計方法一般為先確定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，然后確定調(diào)節(jié)器的參數(shù)。調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的設計可根據(jù)所設計閉環(huán)的控制（輸出）量的要求及校正成哪一種典型系統(tǒng)的需要，在p, pi, pd, pid等類調(diào)節(jié)器中選一種。而調(diào)節(jié)器參數(shù)的設計則主要根據(jù)該閉環(huán)的輸人、輸出、各環(huán)節(jié)的參數(shù)及校正的目標系統(tǒng)的需要，通過計算而取得。另外也要考慮兩個調(diào)節(jié)器限幅等非線性作用。數(shù)學模型建立過程中，主要有兩項工作：一是要確定傳遞函數(shù)的結(jié)構(gòu)；二是要計算各環(huán)節(jié)的時間常數(shù)和放大系數(shù)（比例系數(shù)）。三、設計方框圖輸入信號轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)交流裝置調(diào)節(jié)對象輸

15、出四、各部分電路設計及參數(shù)計算設計方法的基本思路預期典型系統(tǒng)選擇調(diào)節(jié)器計算參數(shù)一般直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)的工程設計，包括確定預期典型系統(tǒng)，選擇調(diào)節(jié)器形式，計算調(diào)節(jié)器參數(shù)。如下圖4-1所示：圖4-1 調(diào)速系統(tǒng)的設計過程最終結(jié)果應滿足生產(chǎn)機械工藝要求提出的靜態(tài)與動態(tài)性能指標。在實際應用中雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是應用得比較廣泛的，而且也是比較典型的一種，也還是構(gòu)成各種可逆調(diào)速系統(tǒng)的核心。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋組成，屬于多環(huán)控制系統(tǒng)，其動態(tài)結(jié)構(gòu)如下圖a：圖a 雙極式pwm直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖其結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外，一環(huán)包圍一環(huán)，每一閉環(huán)都設有本環(huán)的調(diào)節(jié)器，構(gòu)成一個完整的閉環(huán)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出

16、作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，而電流調(diào)節(jié)器的輸出則去晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱為內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外面，稱外環(huán)。為了使轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有良好的靜、動態(tài)性能。電流、轉(zhuǎn)速兩個調(diào)節(jié)器一般采用輸出帶限幅的pi調(diào)節(jié)器。典型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的關(guān)系(1) 典型型系統(tǒng)典型型系統(tǒng)的開環(huán)才傳遞函數(shù)為：由上式的結(jié)構(gòu)可以看出典型型系統(tǒng)由一個積分環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)相乘得來，其方框圖如下圖4-2：r（s）e（s）c（s）圖4-2 典型型系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖由上圖可以看出來典型型系統(tǒng)是一個由積分環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的閉環(huán)反饋系統(tǒng)。(2) 型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟隨性能由控制理論誤差分析可知，型系統(tǒng)對

17、階躍給定信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零；對單位斜坡輸入信號的穩(wěn)態(tài)誤差不為零，即有跟蹤誤差。由上式可知，當開環(huán)增益k增大時，跟蹤誤差將減少。(3) 型系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：在式中自然振蕩頻率，=；阻尼比，=。此系統(tǒng)在零初始條件下的階躍響應動態(tài)性能指標計算公式為：超調(diào)量：調(diào)節(jié)時間： 截止頻率：相角裕量：在對型系統(tǒng)進行工程設計時，通常選用k=1/(2t)或=0.707為典型函數(shù)，稱為“型系統(tǒng)工程最佳參數(shù)”。當取這兩個參數(shù)時，其性能指標為：實踐表明，上述典型參數(shù)對應的性能指標適合于響應快而又不允許過大超調(diào)量的系統(tǒng)，一般情況下都能滿足工程設計要求。(4) 型系統(tǒng)的頻率特性典型型系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性如下圖所示。當時

18、，對數(shù)幅頻特性以20db/dec的斜率通過零分貝線，其截止頻率l/dbo-20ww=k，其相角裕量為圖4-3 型系統(tǒng)的頻率特性從上述分析可知，與系統(tǒng)快速性相關(guān)的截止頻率取決于開環(huán)增益k，增益k值可提高系統(tǒng)的快速性，但另一方面又會使相角裕量減少，超調(diào)量增大，所以不能隨意增大。如果既要提高快速性，又要保持相角裕量不變，就應在增加的同時減少時間參數(shù)t，保持他們之間的比值不變。但時間常數(shù)t往往是系統(tǒng)的固有參數(shù)，較難改變，故在確定k值時，要兼顧快速性和超調(diào)量兩項指標。典型型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的關(guān)系(1) 典型型系統(tǒng)典型型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下： ()其閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和開環(huán)對數(shù)幅頻特性如下圖4-4、4

19、-5所示：c(s)r(s)圖4-4 典型型系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖oh-40-20-40w圖4-5典型型系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性從頻率特性上可見，由于t一定，改變就等于改變了中頻寬h；在確定以后，再改變k相當于使開環(huán)對數(shù)幅頻特性上下平移，從而改變了截止頻率。因此在設計調(diào)節(jié)器時，選擇兩個參數(shù)h和，就相當于選擇參數(shù)和k。(2) 性能指標與參數(shù)關(guān)系典型型系統(tǒng)的性能指標通常用三種方法描述：以相角裕量為基準的“最大（）法”；以閉環(huán)諧振峰值為基準的“最小諧振峰值法”；在第一種方法中令h=4或在第二種方法中令h=5時得到的“三階工程最佳設計法”?！白钚》ā笔歉鶕?jù)最小振蕩指標，由閉環(huán)頻率特性推導的。反饋控制系統(tǒng)的閉環(huán)幅

20、頻特性如下圖4-6：mpm(w)iw圖4-6 典型型系統(tǒng)的閉環(huán)幅頻特性其中振蕩峰值用表示。可以證明對于典型型系統(tǒng)，當截止頻率符合下列關(guān)系式時，對應的最小，稱為“最佳頻比”，此時系統(tǒng)現(xiàn)對穩(wěn)定性最好。或即這時最小的值與h有簡單的關(guān)系：開環(huán)放大倍數(shù)則按“最小法”設計的典型型系統(tǒng)時的參數(shù)關(guān)系為若取h=5，則工程設計中的近似處理(1) 高頻段小慣性環(huán)節(jié)的近似處理在下圖所示的系統(tǒng)中，和是兩個小慣性環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為若按典型一型系統(tǒng)進行校正，取調(diào)節(jié)器參數(shù)=，則系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為結(jié)構(gòu)圖如下圖4-7：調(diào)節(jié)器交流裝置調(diào)節(jié)對像反饋環(huán)節(jié)圖4-7 典型型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖式中：k=顯然，比典型一型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)

21、多了一個小慣性環(huán)節(jié)。為此需要將兩個小慣性環(huán)節(jié)用一個等效慣性環(huán)節(jié)代替，并保持等效前后相角裕量不變，便可得到等效的典型一型系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)(2) 低頻段大慣性環(huán)節(jié)的近似處理在把系統(tǒng)校正成典型型系統(tǒng)時，有時需要將系統(tǒng)中的大慣性環(huán)節(jié)近似用積分環(huán)節(jié)代替。若把下圖校正成為典型型系統(tǒng)，在把兩個小慣性環(huán)節(jié)等效成一l(w)wopbwopal(w)l(w)l(w)l(w)l(w)個小時間常數(shù)t的慣性環(huán)節(jié)的同時，還需把大慣性環(huán)節(jié)等效成積分環(huán)節(jié)。w圖4-8 大慣性環(huán)節(jié)近似為積分環(huán)節(jié)近似等效前，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為式中k=若把大慣性環(huán)節(jié)用積分環(huán)節(jié)來近似，即則就成為典型型系統(tǒng)的形式電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計由任務書上

22、的參數(shù)可以知道：電動機：=48v，=3.7v，=200r/min，=6.5歐姆最大整流電壓：=1.05v，=1.0548=50.4acr輸出限幅值：=10vasr輸出限幅值：=10v速度給定最大值：=10v電樞回路總電阻：r=8歐姆電樞回路電磁時間常數(shù)：=0.005s機電時間常數(shù)：=0.2s電源電壓：=60v電流反饋系數(shù)：=1.33v/a速度反饋系數(shù)：=0.05v min/r電動勢轉(zhuǎn)速比：=0.18v min/r電力晶體管d202：啟動電流：(1) 電流調(diào)節(jié)器acr的設計最常用的電流調(diào)節(jié)器是pi。由于電流反饋濾波環(huán)節(jié)（慣性環(huán)節(jié)）折算到前向通道上表現(xiàn)為微分環(huán)節(jié)，電流超調(diào)將會增大，為此，在給定通道

23、上也加一濾波環(huán)節(jié)（給定濾波器），以抵消電流反饋環(huán)節(jié)的影響。圖4-9 pi調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖對pi調(diào)節(jié)器，其輸出表達式為：其動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示，式中雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)過程比轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程快得多，因此電流環(huán)節(jié)設計時，可忽略電動機反電動勢的影響。近似處理調(diào)節(jié)條件是：考慮到一般電動機電池時間常數(shù)要比晶閘管整流器等效時間常數(shù)和反饋濾波時間常數(shù)大得多，設計時可把和大得多，設計時可把和合并為小慣性群，即化簡校正過程如下：（上圖）為等效前，（下圖）為等效后化簡如下把電流環(huán)校正為典型型系統(tǒng)取“工程最佳”參數(shù)，結(jié)果如下：由此得調(diào)節(jié)器參數(shù)為性能指標如下：把上面幾個參數(shù)代入得：校正后電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，

24、等效閉環(huán)傳遞函數(shù)為圖4-10 校正后電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖根據(jù)任務書說給參數(shù)可求得具體參數(shù)如下：(2)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr結(jié)構(gòu)的的選擇用電流環(huán)的等效傳遞函數(shù)代替電流閉環(huán)后，整個轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖變成下圖4-11所示：asr圖4-11 整個轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如果把給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)，同時將給定信號變?yōu)?，再取時間常數(shù)，則轉(zhuǎn)速環(huán)可簡化為下圖4-12：圖4-12 化簡后的轉(zhuǎn)速環(huán)根據(jù)實踐所得，轉(zhuǎn)速環(huán)應該校正成為典型型環(huán)節(jié)，這不但符合靜態(tài)無精差，而且使到調(diào)速系統(tǒng)具有良好的抗干擾性能，至于其階躍響應超調(diào)量大的問題，是在線性條件下的計算數(shù)據(jù)，實際系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器很多情況下是階躍給定，因此，調(diào)節(jié)器會很快飽和，這個非線性作用會使超調(diào)量大大降低。把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型型環(huán)節(jié)，asr應該采用pi調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：pi調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)如下：按法及典型型系統(tǒng)關(guān)系式得：取“工程最佳”參數(shù)時，h=5，則：五、元器件清單運算放大器2電阻16電容6二極管4小結(jié)一個很有意義的寒假過去了，開學第一天我們專業(yè)迎來了新年第一個課設，休閑的假期過去了，我們又投入到