第2章 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)

1、第第1篇篇直流調(diào)速系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n = Ua CE Ra CECT2 T 當(dāng) Ua、Ra、If = 常數(shù)時(shí)： n = f (T ) 機(jī)械特性= n0 T= n0n理想空載轉(zhuǎn)速 = dndTRaCECT2= = 1 機(jī)械特性的硬度T = CT Ia直流電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速直流電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 式中 n 轉(zhuǎn)速（r/min）; U 電樞電壓（V）； I 電樞電流（A）； R 電樞回路總電阻(）； 勵(lì)磁磁通（Wb）； Ke 由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。eKIRUn調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法 （1）調(diào)節(jié)電樞供電

2、電壓； （2）減弱勵(lì)磁磁通； （3）改變電樞回路電阻。自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以變壓調(diào)速為主。eKIRUn第第2章章 轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)容提要n直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源 n穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)和直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性 n轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng) n直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制 n轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的限流保護(hù) n轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真2.1 直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源n晶閘管整流器晶閘管整流器- -電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng) n直流直流PWMPWM變換器變換器- -電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng) 2.1.1 晶閘管整流器晶閘管

3、整流器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)圖圖21 晶閘管整流器晶閘管整流器-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）原理圖系統(tǒng)）原理圖在理想情況下，在理想情況下，Ud和和Uc之間呈線性關(guān)系：之間呈線性關(guān)系：（2-1）式中，式中， Ud 平均整流電壓，平均整流電壓， Uc 控制電壓，控制電壓， Ks 晶閘管整流器放大系數(shù)。晶閘管整流器放大系數(shù)。csdUKU圖圖2-2 V-M系統(tǒng)主電路的等效電路圖系統(tǒng)主電路的等效電路圖 dtdiLRiEuddd0(2-2)式中式中 E電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)(V)； id整流電流瞬時(shí)值整流電流瞬時(shí)值(A)； L主電路總電感主電路總電感(H)； R主電路總電阻主電路總電

4、阻(), ；1觸發(fā)脈沖相位控制觸發(fā)脈沖相位控制n調(diào)節(jié)控制電壓調(diào)節(jié)控制電壓Uc， n移動(dòng)觸發(fā)裝置移動(dòng)觸發(fā)裝置GT輸出脈沖的相位，輸出脈沖的相位，n改變可控整流器改變可控整流器VT輸出瞬時(shí)電壓輸出瞬時(shí)電壓ud的波形，以及輸出平均電壓的波形，以及輸出平均電壓Ud的數(shù)值。的數(shù)值。 n對(duì)于一般的全控整流電路，當(dāng)電流波形連對(duì)于一般的全控整流電路，當(dāng)電流波形連續(xù)時(shí)，續(xù)時(shí)， 可用下式表示可用下式表示)(0fUdcossin0mUmUmd(2-3) 式中，式中，從自然換相點(diǎn)算起的觸發(fā)脈沖控制角；從自然換相點(diǎn)算起的觸發(fā)脈沖控制角； Um=0時(shí)的整流電壓波形峰值；時(shí)的整流電壓波形峰值； m交流電源一周內(nèi)的整流電壓脈

5、波數(shù)。交流電源一周內(nèi)的整流電壓脈波數(shù)。mU22U22U26U0dUcos9 . 02Ucos17. 12Ucos34. 22U整流電路整流電路單相全波單相全波三相半波三相半波三相橋式三相橋式（全波）（全波）m236表表2-1不同整流電路的整流電壓波峰值、脈沖數(shù)不同整流電路的整流電壓波峰值、脈沖數(shù)及平均整流電壓及平均整流電壓2電流脈動(dòng)及其波形的連續(xù)與斷續(xù)電流脈動(dòng)及其波形的連續(xù)與斷續(xù)n在整流變壓器二次側(cè)額定相電壓在整流變壓器二次側(cè)額定相電壓u2的瞬時(shí)的瞬時(shí)值大于反電動(dòng)勢(shì)值大于反電動(dòng)勢(shì)E時(shí)，晶閘管才可能被觸時(shí)，晶閘管才可能被觸發(fā)導(dǎo)通。發(fā)導(dǎo)通。n導(dǎo)通后如果導(dǎo)通后如果u2降低到降低到E以下，靠電感作用可

6、以下，靠電感作用可以維持電流以維持電流id繼續(xù)流通。繼續(xù)流通。n由于電壓波形的脈動(dòng)，造成了電流波形的由于電壓波形的脈動(dòng)，造成了電流波形的脈動(dòng)。脈動(dòng)。 圖圖2-3 帶負(fù)載單相全控橋式整流電路的輸出電壓和電流波形帶負(fù)載單相全控橋式整流電路的輸出電壓和電流波形在在Id上升階上升階段，電感儲(chǔ)段，電感儲(chǔ)能；在能；在Id下下降階段，電降階段，電感中的能量感中的能量將釋放出來將釋放出來維持電流連維持電流連續(xù)。續(xù)。圖圖24 V-M系統(tǒng)的電流波形系統(tǒng)的電流波形 (a) 電流連續(xù)電流連續(xù)圖圖2-4 V-M系統(tǒng)的電流波形系統(tǒng)的電流波形 （b）電流斷續(xù)）電流斷續(xù)當(dāng)負(fù)載電流較當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)，電感中小時(shí)，電感中的儲(chǔ)能較

7、少，的儲(chǔ)能較少，等到等到Id下降到下降到零時(shí)，造成電零時(shí)，造成電流波形斷續(xù)。流波形斷續(xù)。抑制電流脈動(dòng)的措施 （1）增加整流電路相數(shù)，或采用多重化技術(shù)；）增加整流電路相數(shù)，或采用多重化技術(shù)；（2）設(shè)置電感量足夠大的平波電抗器。）設(shè)置電感量足夠大的平波電抗器。3晶閘管整流器晶閘管整流器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性n當(dāng)電流波形連續(xù)時(shí)，當(dāng)電流波形連續(xù)時(shí)，V-M系統(tǒng)的機(jī)械特性方程系統(tǒng)的機(jī)械特性方程式為式為（2-7） 式中，式中，Ce電動(dòng)機(jī)在額定磁通下的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)機(jī)在額定磁通下的電動(dòng)勢(shì) 系數(shù)系數(shù))RIU(C1nd0deNeeKC圖圖2-5 電流連續(xù)時(shí)電流連續(xù)時(shí)V-M系統(tǒng)的機(jī)械特性系統(tǒng)的機(jī)械特

8、性圖圖26 V-M系統(tǒng)機(jī)械特性系統(tǒng)機(jī)械特性在電流連續(xù)區(qū)，在電流連續(xù)區(qū)，顯示出較硬的機(jī)顯示出較硬的機(jī)械特性；械特性；在電流斷續(xù)區(qū)，在電流斷續(xù)區(qū)，機(jī)械特性很軟，機(jī)械特性很軟，理想空載轉(zhuǎn)速翹理想空載轉(zhuǎn)速翹得很高。得很高。 4晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù) 和傳遞函數(shù)和傳遞函數(shù)n晶閘管觸發(fā)電路和整流電路的特性是非線晶閘管觸發(fā)電路和整流電路的特性是非線性的。性的。n在設(shè)計(jì)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，只能在一定的工作范在設(shè)計(jì)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，只能在一定的工作范圍內(nèi)近似地看成線性環(huán)節(jié)，圍內(nèi)近似地看成線性環(huán)節(jié)，n得到了它的放大系數(shù)和傳遞函數(shù)后，用線得到了它的放大系數(shù)和傳遞函數(shù)后，用線性控制理論分析整個(gè)

9、調(diào)速系統(tǒng)。性控制理論分析整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)。放大系數(shù)的計(jì)算圖圖2-7 晶閘管觸發(fā)與整流裝置的輸入輸出特性和晶閘管觸發(fā)與整流裝置的輸入輸出特性和Ks的測(cè)定的測(cè)定cdsUUK（2-12） n晶閘管觸發(fā)和整流裝置的輸入量是晶閘管觸發(fā)和整流裝置的輸入量是Uc，輸出量是，輸出量是Ud，晶閘管觸發(fā)和，晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)整流裝置的放大系數(shù)Ks可由工作范可由工作范圍內(nèi)的特性斜率決定圍內(nèi)的特性斜率決定 。n如果沒有得到實(shí)測(cè)特性，也可根據(jù)如果沒有得到實(shí)測(cè)特性，也可根據(jù)裝置的參數(shù)估算。裝置的參數(shù)估算。失控時(shí)間和純滯后環(huán)節(jié) n滯后作用是由晶閘管整流裝置的失控時(shí)間滯后作用是由晶閘管整流裝置的失控時(shí)間引起的。引起的

10、。n失控時(shí)間是個(gè)隨機(jī)值。失控時(shí)間是個(gè)隨機(jī)值。n最大失控時(shí)間是兩個(gè)相鄰自然換相點(diǎn)之間最大失控時(shí)間是兩個(gè)相鄰自然換相點(diǎn)之間的時(shí)間，它與交流電源頻率和晶閘管整流的時(shí)間，它與交流電源頻率和晶閘管整流器的類型有關(guān)。器的類型有關(guān)。圖圖2-8 晶閘管觸發(fā)與整流裝置的失控時(shí)間晶閘管觸發(fā)與整流裝置的失控時(shí)間 最大失控時(shí)間最大失控時(shí)間 mf1Tmaxs(2-13) 平均失控時(shí)間平均失控時(shí)間 maxssT21T 式中，式中，f 交流電源頻率交流電源頻率(Hz)， m 一周內(nèi)整流電壓的脈波數(shù)。一周內(nèi)整流電壓的脈波數(shù)。整流電路形式整流電路形式最大失控時(shí)間最大失控時(shí)間 Tsmax(ms)平均失控時(shí)間平均失控時(shí)間 Ts(m

11、s)單相半波單相半波單相橋式（全波）單相橋式（全波）三相半波三相半波三相橋式三相橋式20106.673.331053.331.67表表2-2 晶閘管整流器的失控時(shí)間（晶閘管整流器的失控時(shí)間（f=50Hz）晶閘管觸發(fā)電路與整流裝置的傳遞函數(shù) n滯后環(huán)節(jié)的輸入為階躍信號(hào)滯后環(huán)節(jié)的輸入為階躍信號(hào)1(t)，輸出要隔，輸出要隔一定時(shí)間后才出現(xiàn)響應(yīng)一定時(shí)間后才出現(xiàn)響應(yīng)1(t-Ts)。n輸入輸出關(guān)系為：輸入輸出關(guān)系為： )( 10scsdTtUKUn 傳遞函數(shù)為傳遞函數(shù)為sTscdsseKsUsUsW)()()(0（2-14） 傳遞函數(shù)的近似處理n按泰勒級(jí)數(shù)展開，可得按泰勒級(jí)數(shù)展開，可得 33s22ssss

12、TssTsssT! 31sT!21sT1KeKeK)s(Wssn 依據(jù)工程近似處理的原則，可忽略高次項(xiàng)，依據(jù)工程近似處理的原則，可忽略高次項(xiàng)，把整流裝置近似看作一階慣性環(huán)節(jié)把整流裝置近似看作一階慣性環(huán)節(jié) sT1K)s(Wsss（2-16） 圖圖2-9 晶閘管觸發(fā)與整流裝置動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖晶閘管觸發(fā)與整流裝置動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖準(zhǔn)確的準(zhǔn)確的近似的近似的5. 晶閘管整流器運(yùn)行中存在的問題晶閘管整流器運(yùn)行中存在的問題（1）晶閘管是單向?qū)щ姷?。）晶閘管是單向?qū)щ姷摹?（2）晶閘管對(duì)過電壓、過電流和過高的）晶閘管對(duì)過電壓、過電流和過高的 du/dt與與di/dt都十分敏感。都十分敏感。（3）晶閘管的導(dǎo)通角變小時(shí)會(huì)使得系

13、統(tǒng)的）晶閘管的導(dǎo)通角變小時(shí)會(huì)使得系統(tǒng)的 功率因數(shù)也隨之減少，稱之為功率因數(shù)也隨之減少，稱之為“電力公電力公害害”。 2.1.2 直流直流PWM變換器變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)n全控型電力電子器件問世以后，就出現(xiàn)了采用脈沖寬全控型電力電子器件問世以后，就出現(xiàn)了采用脈沖寬度調(diào)制的高頻開關(guān)控制方式度調(diào)制的高頻開關(guān)控制方式, 形成了脈寬調(diào)制變換器形成了脈寬調(diào)制變換器-直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，或直直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，或直流流PWM調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)速系統(tǒng)。n與與V-M系統(tǒng)相比，系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)在很多方面有較大調(diào)速系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性。的優(yōu)越性。n直流直

14、流PWM調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，特別在中、小調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，特別在中、小容量的高動(dòng)態(tài)性能系統(tǒng)中，已經(jīng)完全取代了容量的高動(dòng)態(tài)性能系統(tǒng)中，已經(jīng)完全取代了V-M系統(tǒng)。系統(tǒng)。 1PWM變換器工作狀態(tài)和電壓、電流波形變換器工作狀態(tài)和電壓、電流波形n脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。nPWM變換器電路有多種形式，總體上可分變

15、換器電路有多種形式，總體上可分為不可逆與可逆兩大類。為不可逆與可逆兩大類。圖圖2-10 簡(jiǎn)單的不可逆簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器變換器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電路原理圖電路原理圖 圖圖2-10 簡(jiǎn)單的不可逆簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器變換器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電壓和電流波形電壓和電流波形 n在一個(gè)開關(guān)周期在一個(gè)開關(guān)周期T內(nèi)，內(nèi)，n當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，Ug為正，為正，VT飽和導(dǎo)通，飽和導(dǎo)通，電源電壓電源電壓Us通過通過VT加到直流電動(dòng)機(jī)電樞兩加到直流電動(dòng)機(jī)電樞兩端。端。n當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， Ug為負(fù)，為負(fù)， VT關(guān)斷，電樞關(guān)斷，電樞電路中的電流通過續(xù)流二極管電路中的電流通過續(xù)流二極管VD續(xù)流，直續(xù)

16、流，直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓近似等于零。流電動(dòng)機(jī)電樞電壓近似等于零。 ontt0Tttonn直流電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓為直流電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓為 （2-17） n改變占空比改變占空比 ，即可實(shí)現(xiàn)直流電，即可實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速。動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速。n令令 為為PWM電壓系數(shù)，則在不可逆電壓系數(shù)，則在不可逆PWM變換器中變換器中 （2-18）ssondUUTtU10sdUUn不可逆不可逆PWM變換器變換器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)不允直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)不允許電流反向，許電流反向，n續(xù)流二極管續(xù)流二極管VD的作用只是為的作用只是為id提供一個(gè)續(xù)提供一個(gè)續(xù)流的通道。流的通道。n如果要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)，必須為其提

17、供如果要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)，必須為其提供反向電流通道反向電流通道 。 ABUSU0SUABUdiTont12dit12ABUSU0SUABUdiTontt1t2tdi121443324VT3VT2VT1VD4VD1VTduMsU3VD2VDAB ( )a( ) b( ) c222可逆脈寬調(diào)制電路的原理圖及輸出電壓波形可逆脈寬調(diào)制電路的原理圖及輸出電壓波形:2.直流直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性n對(duì)于帶制動(dòng)電流通路的不可逆電路，其電對(duì)于帶制動(dòng)電流通路的不可逆電路，其電壓平衡方程式：壓平衡方程式：n式中式中R、L分別為電樞電路的電阻和電感。分別為電樞電路的電阻和電感。)0(ondds

18、ttEdtdiLRiU機(jī)械特性 n機(jī)械特性方程式為機(jī)械特性方程式為 (2-22)n或用轉(zhuǎn)矩表示，或用轉(zhuǎn)矩表示， (2-23)式中，式中， 電動(dòng)機(jī)在額定磁通下的轉(zhuǎn)矩系電動(dòng)機(jī)在額定磁通下的轉(zhuǎn)矩系數(shù)；數(shù)； 理想空載轉(zhuǎn)速，與電壓系數(shù)成正比。理想空載轉(zhuǎn)速，與電壓系數(shù)成正比。dedeesICRnICRCUn0emeemeesTCCRnTCCRCUn0NmmKCesCUn0圖圖2-12直流直流PWM調(diào)速系統(tǒng)（電流連續(xù)）的機(jī)械特性調(diào)速系統(tǒng)（電流連續(xù)）的機(jī)械特性3PWM控制器與變換器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型控制器與變換器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型圖圖2-13 PWM控制器與變換器框圖控制器與變換器框圖 傳遞函數(shù) n傳遞函數(shù)為傳遞函數(shù)

19、為 (2-24)式中：式中：KsPWM裝置的放大系數(shù)裝置的放大系數(shù) TsPWM裝置的延遲時(shí)間，裝置的延遲時(shí)間，n近似的傳遞函數(shù)近似的傳遞函數(shù) (2-25)sTscdsseKsUsUsW)()()(1)(sTKsWsss4PWM調(diào)速系統(tǒng)電能回饋和泵升電壓調(diào)速系統(tǒng)電能回饋和泵升電壓nPWM變換器的直流電源通常由交流電網(wǎng)經(jīng)變換器的直流電源通常由交流電網(wǎng)經(jīng)不可控的二極管整流器產(chǎn)生，并采用大電不可控的二極管整流器產(chǎn)生，并采用大電容容C濾波，以獲得恒定的直流電壓。濾波，以獲得恒定的直流電壓。n當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在回饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電能不當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在回饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電能不可能通過整流裝置送回交流電網(wǎng)，只能向可能通

20、過整流裝置送回交流電網(wǎng)，只能向?yàn)V波電容充電，濾波電容充電，n形成直流形成直流PWM變換器變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)特有的電電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)特有的電能回饋問題。能回饋問題。n對(duì)濾波電容充電的結(jié)果造成直流側(cè)電壓升對(duì)濾波電容充電的結(jié)果造成直流側(cè)電壓升高，稱作高，稱作“泵升電壓泵升電壓”。n系統(tǒng)在制動(dòng)時(shí)釋放的動(dòng)能將表現(xiàn)為電容儲(chǔ)系統(tǒng)在制動(dòng)時(shí)釋放的動(dòng)能將表現(xiàn)為電容儲(chǔ)能的增加，能的增加，n要適當(dāng)?shù)剡x擇電容的電容量，或采取其它要適當(dāng)?shù)剡x擇電容的電容量，或采取其它措施，以保護(hù)電力電子開關(guān)器件不被泵升措施，以保護(hù)電力電子開關(guān)器件不被泵升電壓擊穿。電壓擊穿。 2.2 穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)和 直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性n對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控

21、制的要求：對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的要求：（1）調(diào)速）調(diào)速在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；（2）穩(wěn)速）穩(wěn)速以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)；在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)；（3）加、減速）加、減速頻繁起、制動(dòng)的設(shè)備要求加、減頻繁起、制動(dòng)的設(shè)備要求加、減速盡量快；不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械則要求速盡量快；不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械則要求起、制動(dòng)盡量平穩(wěn)。起、制動(dòng)盡量平穩(wěn)。2.2.1轉(zhuǎn)速控制要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)1、調(diào)速范圍、調(diào)速范圍n生產(chǎn)機(jī)械要求

22、電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速nmax和最低轉(zhuǎn)和最低轉(zhuǎn)速速nmin之比稱為調(diào)速范圍，用字母之比稱為調(diào)速范圍，用字母D表示，即表示，即（2-27）nnmax和和nmin是電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的最高和最低轉(zhuǎn)是電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的最高和最低轉(zhuǎn)速，速，n對(duì)于少數(shù)負(fù)載很輕的機(jī)械，也可用實(shí)際負(fù)載時(shí)的最對(duì)于少數(shù)負(fù)載很輕的機(jī)械，也可用實(shí)際負(fù)載時(shí)的最高和最低轉(zhuǎn)速。高和最低轉(zhuǎn)速。minmaxnnD 2、靜差率、靜差率sn當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落空載增加到額定值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落nN與理想空載轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速n0之比

23、：之比： （2-28）n用百分?jǐn)?shù)表示用百分?jǐn)?shù)表示 （2-29）0nnsN%1000nnsN0TeNTen0an0bab nNa nNb nO圖圖2-14 不同轉(zhuǎn)速下的靜差率不同轉(zhuǎn)速下的靜差率3. 靜差率與機(jī)械特性硬度的區(qū)別靜差率與機(jī)械特性硬度的區(qū)別然而靜差率和機(jī)械特然而靜差率和機(jī)械特性硬度又是有區(qū)別的。性硬度又是有區(qū)別的。一般調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)在一般調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的機(jī)械特不同轉(zhuǎn)速下的機(jī)械特性是互相平行的性是互相平行的 。對(duì)。對(duì)于同樣硬度的特性，于同樣硬度的特性，理想空載轉(zhuǎn)速越低時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速越低時(shí)，靜差率越大，轉(zhuǎn)速的靜差率越大，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定度也就越差。相對(duì)穩(wěn)定度也就越差。n特性特性a和

24、和b的硬度相同，特性的硬度相同，特性a和和b額定速降相同，額定速降相同，特性特性a和和b的靜差率不相同。的靜差率不相同。 n例如：在例如：在1000r/min時(shí)降落時(shí)降落10r/min，只占，只占1%；在；在100r/min時(shí)同樣降落時(shí)同樣降落10r/min，就占，就占10%； 如果在只有如果在只有10r/min時(shí)，再降落時(shí)，再降落10r/min，就占，就占100%，這時(shí)電動(dòng)機(jī)已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速全部降，這時(shí)電動(dòng)機(jī)已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速全部降落完了。落完了。 因此，調(diào)速范圍和靜差率這兩項(xiàng)指標(biāo)并不是彼此因此，調(diào)速范圍和靜差率這兩項(xiàng)指標(biāo)并不是彼此孤立的，必須同時(shí)提才有意義。調(diào)速系統(tǒng)的靜差率孤立的，必須同

25、時(shí)提才有意義。調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標(biāo)應(yīng)以最低速時(shí)所能達(dá)到的數(shù)值為準(zhǔn)。指標(biāo)應(yīng)以最低速時(shí)所能達(dá)到的數(shù)值為準(zhǔn)。 在直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，經(jīng)常以電動(dòng)機(jī)的在直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，經(jīng)常以電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速（額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速）額定轉(zhuǎn)速（額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速）nN為最高轉(zhuǎn)速為最高轉(zhuǎn)速nmax ，若帶額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)速降落是若帶額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)速降落是nN，則在最低轉(zhuǎn)速，則在最低轉(zhuǎn)速nmin時(shí)，轉(zhuǎn)速降落也是時(shí)，轉(zhuǎn)速降落也是nN，按照上面的定義：最低，按照上面的定義：最低轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)差率可以表示為（系統(tǒng)在某一個(gè)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)差率可以表示為（系統(tǒng)在某一個(gè)轉(zhuǎn)速下）：下）：4. 調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系調(diào)速范圍、靜差

26、率和額定速降之間的關(guān)系min0nnsN0TeNTen0maxn0min nN nN nnminnmax從上面的圖中可以得出（并把上式代入）：從上面的圖中可以得出（并把上式代入）：snsnsnnnnNNNN)1 (min0min把調(diào)速范圍的定義寫出來并把上面的式子代入把調(diào)速范圍的定義寫出來并把上面的式子代入得到：得到：)1 ()1 (minminmaxsnsnnssnnnnnDNNNNN 對(duì)于同一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)，對(duì)于同一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)，nN值是定值。值是定值。n要求要求s值越小時(shí)，系統(tǒng)能夠允許的調(diào)速范圍值越小時(shí)，系統(tǒng)能夠允許的調(diào)速范圍D也越小。也越小。n一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時(shí)還能滿一個(gè)調(diào)

27、速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時(shí)還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。)1 (snsnDNN例題例題2-1 n某直流調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為某直流調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為nN=1430r/min，額定速降額定速降nN=115r/min， 當(dāng)要求靜差率當(dāng)要求靜差率s30%時(shí)，允許多大的調(diào)速范圍？時(shí)，允許多大的調(diào)速范圍？ 如果要求靜差率如果要求靜差率s 20%，則調(diào)速范圍是多少？，則調(diào)速范圍是多少？ 如果希望調(diào)速范圍達(dá)到如果希望調(diào)速范圍達(dá)到10，所能滿足的靜差率是，所能滿足的靜差率是多少？多少？ 解解 在要求在要求s 30%時(shí)，允許的調(diào)速范圍為時(shí)，允許的調(diào)速范圍為 若要求若

28、要求s 20%，則允許的調(diào)速范圍只有，則允許的調(diào)速范圍只有 若調(diào)速范圍達(dá)到若調(diào)速范圍達(dá)到10，則靜差率只能是，則靜差率只能是3 . 5)3 . 01 (1153 . 01430)1 (snsnDNN1 . 3)2 . 01 (1152 . 01430D%6 .44446. 011510143011510NNNnDnnDs2.2.2 直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性n開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，即無反饋控制的直流調(diào)速開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，即無反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)。n調(diào)節(jié)控制電壓調(diào)節(jié)控制電壓Uc就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。n晶閘管整流器和晶閘管整流器和PWM變換器都是可控的直變換

29、器都是可控的直流電源，用流電源，用UPE來統(tǒng)一表示可控直流電源，來統(tǒng)一表示可控直流電源， 圖圖2-15 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖機(jī)械特性 n開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關(guān)系如下：開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關(guān)系如下：電力電子變換器電力電子變換器直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī) n開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性為 csdUKU0ed0dCRIUnedecsed0dCRICUKCRIUn（2-31） 圖圖2-16 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖圖2-17 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性例題例題2-2 某龍門刨床工作臺(tái)拖動(dòng)采用直流電動(dòng)機(jī)，其額某龍

30、門刨床工作臺(tái)拖動(dòng)采用直流電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：定數(shù)據(jù)如下：60kW，220V，305A，1000r/min，采用采用V-M系統(tǒng)，主電路總電阻系統(tǒng)，主電路總電阻R=0.18，電動(dòng)機(jī)電，電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)動(dòng)勢(shì)系數(shù)Ce=0.2Vmin/r。如果要求調(diào)速范圍。如果要求調(diào)速范圍D=20，靜差率靜差率s5%，采用開環(huán)調(diào)速能否滿足？若要滿足，采用開環(huán)調(diào)速能否滿足？若要滿足這個(gè)要求，系統(tǒng)的額定速降這個(gè)要求，系統(tǒng)的額定速降nN最多能有多少？最多能有多少？ 解:當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，V-M系統(tǒng)的額定速降為系統(tǒng)的額定速降為開環(huán)系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的靜差率為開環(huán)系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的靜差率為如要求如要求 ， ，即要求，

31、即要求305 0.18=275r/min0.2dNNeIRnC2750.21621.6%1000275NNNNnsnn 10000.052.63 /min(1)20(10.05)NNn snrDs20D%5s2.3 轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)n根據(jù)自動(dòng)控制原理，將系統(tǒng)的被調(diào)節(jié)量作根據(jù)自動(dòng)控制原理，將系統(tǒng)的被調(diào)節(jié)量作為反饋量引入系統(tǒng)，與給定量進(jìn)行比較，為反饋量引入系統(tǒng)，與給定量進(jìn)行比較，用比較后的偏差值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以用比較后的偏差值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以有效地抑制甚至消除擾動(dòng)造成的影響，而有效地抑制甚至消除擾動(dòng)造成的影響，而維持被調(diào)節(jié)量很少變化或不變，這就是反維持被調(diào)節(jié)量很少變化或不變，這就

32、是反饋控制的基本作用。饋控制的基本作用。 2.3.1 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型n在負(fù)反饋基礎(chǔ)上的在負(fù)反饋基礎(chǔ)上的“檢測(cè)誤差，用以糾正檢測(cè)誤差，用以糾正誤差誤差”這一原理組成的系統(tǒng)，其輸出量反這一原理組成的系統(tǒng)，其輸出量反饋的傳遞途徑構(gòu)成一個(gè)閉合的環(huán)路，因此饋的傳遞途徑構(gòu)成一個(gè)閉合的環(huán)路，因此被稱作閉環(huán)控制系統(tǒng)。被稱作閉環(huán)控制系統(tǒng)。n在直流調(diào)速系統(tǒng)中，被調(diào)節(jié)量是轉(zhuǎn)速，所在直流調(diào)速系統(tǒng)中，被調(diào)節(jié)量是轉(zhuǎn)速，所構(gòu)成的是轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。構(gòu)成的是轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。1轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性圖圖2-1

33、8 帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 n電壓比較環(huán)節(jié)電壓比較環(huán)節(jié)n比例調(diào)節(jié)器比例調(diào)節(jié)器n測(cè)速反饋環(huán)節(jié)測(cè)速反饋環(huán)節(jié) n電力電子變換器電力電子變換器n直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)n*nnUUUnpcUKUnUncsdUKU0ed0dCRIUnKp比例調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)比例調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)（轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)（Vmin/r）靜特性方程式 *(1/)(1)(1)psndpsndepseeeK K UI RK K URInCK KCCKCK（2-32） 式中式中: 閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù) n閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性表示閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的

34、靜特性表示閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流（或轉(zhuǎn)矩）間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系。轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流（或轉(zhuǎn)矩）間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系。 espCKKK圖圖2-19 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（b）只考慮給定作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng)）只考慮給定作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng) 圖圖2-19 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（c）只考慮擾動(dòng)作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng)）只考慮擾動(dòng)作用時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng)圖圖2-19 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（a）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 2轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng) 的動(dòng)態(tài)

35、數(shù)學(xué)模型的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型n一個(gè)帶有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的線性物理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程可一個(gè)帶有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的線性物理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程可以用線性微分方程描述，以用線性微分方程描述，n微分方程的解即系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程，它包括兩部分：微分方程的解即系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程，它包括兩部分：動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)解。動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)解。n在動(dòng)態(tài)過程中，從施加給定輸入值的時(shí)刻開始，在動(dòng)態(tài)過程中，從施加給定輸入值的時(shí)刻開始，到輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值以前，是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；到輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值以前，是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；n系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，可用穩(wěn)態(tài)解來描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，可用穩(wěn)態(tài)解來描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。特性。n比例放大器的傳遞函數(shù)比例放大器的傳遞函數(shù) n電力電子變換

36、器的傳遞函數(shù)電力電子變換器的傳遞函數(shù)n測(cè)速反饋的傳遞函數(shù)測(cè)速反饋的傳遞函數(shù)1)(sTKsWsss(2-33) pncaKsUsUsW)()()(（2-42） )()()(snsUsWnfn(2-43) 圖圖2-20 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在額定勵(lì)磁下的等效電路他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在額定勵(lì)磁下的等效電路n假定主電路電流連續(xù)，動(dòng)態(tài)電壓方程為假定主電路電流連續(xù)，動(dòng)態(tài)電壓方程為(2-34)n忽略粘性摩擦及彈性轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)軸上的動(dòng)力學(xué)方程為忽略粘性摩擦及彈性轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)軸上的動(dòng)力學(xué)方程為(2-35)EdtdILRIUddd0dtdnGDTTLe3752n額定勵(lì)磁下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩分別為額定勵(lì)磁下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電

37、磁轉(zhuǎn)矩分別為 包括電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩在內(nèi)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，（包括電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩在內(nèi)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，（Nm） 電力拖動(dòng)裝置折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量，電力拖動(dòng)裝置折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量，(Nm2) 電動(dòng)機(jī)額定勵(lì)磁下的轉(zhuǎn)矩系數(shù)，電動(dòng)機(jī)額定勵(lì)磁下的轉(zhuǎn)矩系數(shù)，(Nm/A)n再定義下列時(shí)間常數(shù)：再定義下列時(shí)間常數(shù)： 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)(s) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)(s)nCEedmeICT LT2GDemCC30RLTlmemCCRGDT3752n整理后得整理后得 (2-38) (2-39)式中，式中， 負(fù)載電流（負(fù)載電流（A）。）。)(0dtdITIREUdldd

38、dtdERTIImdLdmLdLCTIn在零初始條件下，取拉氏變換，得電壓與電流間在零初始條件下，取拉氏變換，得電壓與電流間的傳遞函數(shù)的傳遞函數(shù) (2-40)n電流與電動(dòng)勢(shì)間的傳遞函數(shù)電流與電動(dòng)勢(shì)間的傳遞函數(shù) (2-41)11)()()(10sTRsEsUsIddsTRsIsIsEmdLd)()()(圖圖2-21 額定勵(lì)磁下直流電動(dòng)機(jī)的額定勵(lì)磁下直流電動(dòng)機(jī)的 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖(a) 電壓電流間的結(jié)構(gòu)框圖電壓電流間的結(jié)構(gòu)框圖 (b) 電流電動(dòng)勢(shì)間的結(jié)構(gòu)框圖電流電動(dòng)勢(shì)間的結(jié)構(gòu)框圖 (c）直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖）直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖n直流電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)輸入量，直流電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)輸入量，n一

39、個(gè)是施加在電樞上的理想空載電壓一個(gè)是施加在電樞上的理想空載電壓Ud0，是控，是控制輸入量，制輸入量，n另一個(gè)是負(fù)載電流另一個(gè)是負(fù)載電流IdL。擾動(dòng)輸入量。擾動(dòng)輸入量。n如果不需要在結(jié)構(gòu)圖中顯現(xiàn)出電流，可將擾動(dòng)量如果不需要在結(jié)構(gòu)圖中顯現(xiàn)出電流，可將擾動(dòng)量的綜合點(diǎn)移前，再進(jìn)行等效變換，得圖的綜合點(diǎn)移前，再進(jìn)行等效變換，得圖2-22。 n額定勵(lì)磁下的直流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)二階線性環(huán)節(jié)，額定勵(lì)磁下的直流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)二階線性環(huán)節(jié)，n時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)Tm表示機(jī)電慣性表示機(jī)電慣性n時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)Tl表示電磁慣性。表示電磁慣性。 圖圖2-22 直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖的變換直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖的變換 圖圖2-23

40、 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) ) 1)(1()()()(2sTsTTsTKsUsUsWmlmsnn(2-44) 式中式中 espCKKK/轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) KsTsTTsTCKKsTsTTsTCKKsTsTTsTCKKsUsnsWmlmsespmlmsespmlmsespncl) 1)(1(/) 1)(1(/1) 1)(1(/)()()(222*111)(1)1 (23sKTTsKTTTsKTTTKCKKs

41、mslmslmesp（2-45） 2.3.2 比例控制的直流調(diào)速系統(tǒng)比例控制的直流調(diào)速系統(tǒng)1開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和比例控制閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的關(guān)系開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和比例控制閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的關(guān)系n開環(huán)機(jī)械特性為開環(huán)機(jī)械特性為 式中，式中， 表示開環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速，表示開環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速， 表示開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降。表示開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降。n比例控制閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性為比例控制閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性為 式中，式中， 表示閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速，表示閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速， 表示閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降。表示閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降。opopedenspeddnnCRICUKKCRIUn0*0clcledenspnnKC

42、RIKCUKKn0*)1 ()1 (opn0opn0clncln（1）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)系統(tǒng)）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)系統(tǒng) 機(jī)械特性硬得多機(jī)械特性硬得多n在同樣的負(fù)載擾動(dòng)下，在同樣的負(fù)載擾動(dòng)下， 開環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落開環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落 閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落n它們的關(guān)系是它們的關(guān)系是 edopCRIn)1 (KCRInedclKnnopcl1（2）閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要比開環(huán)系統(tǒng)小得多）閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要比開環(huán)系統(tǒng)小得多n閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率為閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率為n開環(huán)系統(tǒng)的靜差率為開環(huán)系統(tǒng)的靜差率為n當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， clclclnns0opopopnns0clopnn00Kssopc

43、l1（3）如果所要求的靜差率一定，則閉環(huán)系統(tǒng)可以大）如果所要求的靜差率一定，則閉環(huán)系統(tǒng)可以大 大提高調(diào)速范圍大提高調(diào)速范圍n如果電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速都是如果電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速都是nN，最低速靜差率都，最低速靜差率都是是s，可得，可得 開環(huán)時(shí)，開環(huán)時(shí)， 閉環(huán)時(shí)，閉環(huán)時(shí)， n得到得到 （2-50）)1 (snsnDopNop)1 (snsnDclNclopclDKD)1 ( 圖圖2-24 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性的關(guān)系閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性的關(guān)系n開環(huán)系統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng) Id n 例如：在圖例如：在圖2-24中工作點(diǎn)從中工作點(diǎn)從A An 閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng) Id n Un Un Uc n Ud

44、0 例如：在圖例如：在圖2-24中工作點(diǎn)從中工作點(diǎn)從A Bn比例控制直流調(diào)速系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在比例控制直流調(diào)速系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負(fù)載的變化而于它的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電壓，以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降的相應(yīng)地改變電樞電壓，以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降的變化。變化。例題例題2-3 在例題在例題2-2中，龍門刨床要求中，龍門刨床要求D=20，s5%，已知已知 Ks=30, = 0.015Vmin/r，Ce=0.2Vmin/r，采用比例控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)滿足上述要求時(shí)，采用比例控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)滿足上述要求時(shí)，比例放大器的放大系數(shù)應(yīng)

45、該有多少？比例放大器的放大系數(shù)應(yīng)該有多少？ 解解: : n開環(huán)系統(tǒng)額定速降為開環(huán)系統(tǒng)額定速降為 =275 r/min，n閉環(huán)系統(tǒng)額定速降須為閉環(huán)系統(tǒng)額定速降須為 2.63 r/min，由式（由式（2-48）可得）可得n則得則得n即只要放大器的放大系數(shù)等于或大于即只要放大器的放大系數(shù)等于或大于46。opncln6 .103163. 22751clopnnK462 . 0/015. 0306 .103/espCKKK2反饋控制規(guī)律反饋控制規(guī)律（1）比例控制的反饋控制系統(tǒng)是被調(diào)量有）比例控制的反饋控制系統(tǒng)是被調(diào)量有靜差的控制系統(tǒng)靜差的控制系統(tǒng)n 比例控制反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)值比例控制反饋控制系

46、統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)值越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能越好。越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能越好。n但只要比例放大系數(shù)但只要比例放大系數(shù)Kp常數(shù)，開環(huán)放大常數(shù)，開環(huán)放大系數(shù)系數(shù)K，反饋控制就只能減小穩(wěn)態(tài)誤差，反饋控制就只能減小穩(wěn)態(tài)誤差，而不能消除它，而不能消除它，n這樣的控制系統(tǒng)叫做有靜差控制系統(tǒng)。這樣的控制系統(tǒng)叫做有靜差控制系統(tǒng)。（2）反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動(dòng)）反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動(dòng), 服服從給定從給定n反饋控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它能反饋控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它能有效地抑制一切被負(fù)反饋環(huán)所包圍的前向有效地抑制一切被負(fù)反饋環(huán)所包圍的前向通道上的擾動(dòng)作用，通道上的擾動(dòng)作用，n對(duì)于給定作用的變化唯命

47、是從。對(duì)于給定作用的變化唯命是從。圖圖2-25 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的給定作用和擾動(dòng)作用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的給定作用和擾動(dòng)作用（3）系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測(cè)的）系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測(cè)的精度精度n反饋控制系統(tǒng)無法鑒別是對(duì)給定電壓的正反饋控制系統(tǒng)無法鑒別是對(duì)給定電壓的正常調(diào)節(jié)還是不應(yīng)有的給定電壓的電源波動(dòng)。常調(diào)節(jié)還是不應(yīng)有的給定電壓的電源波動(dòng)。n反饋檢測(cè)裝置的誤差也是反饋控制系統(tǒng)無反饋檢測(cè)裝置的誤差也是反饋控制系統(tǒng)無法克服的。法克服的。n現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是用數(shù)字給定和現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是用數(shù)字給定和數(shù)字測(cè)速來提高調(diào)速系統(tǒng)的精度。數(shù)字測(cè)速來提高調(diào)速系統(tǒng)的精度。3比例控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)

48、穩(wěn)定性比例控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性n比例控制閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為比例控制閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為 n根據(jù)三階系統(tǒng)的勞斯根據(jù)三階系統(tǒng)的勞斯-古爾維茨判據(jù)，系統(tǒng)古爾維茨判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是穩(wěn)定的充分必要條件是n整理后得整理后得 (2-52)0111)(123sKTTsKTTTsKTTTsmslmslm0111)(KTTTKTTKTTTslmsmslmslsslmTTTTTTK2)(例題2-4 在例題在例題2-3中，系統(tǒng)采用的是三相橋式中，系統(tǒng)采用的是三相橋式可 控 整 流 電 路 ， 已 知 電 樞 回 路 總 電可 控 整 流 電 路 ， 已 知 電 樞 回 路 總 電阻阻 ，電感量

49、，電感量 3mH，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分的飛輪慣量部分的飛輪慣量 ，試判別系，試判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。統(tǒng)的穩(wěn)定性。0.18R L 2260mNGD解：n電磁時(shí)間常數(shù)電磁時(shí)間常數(shù)n機(jī)電時(shí)間常數(shù)機(jī)電時(shí)間常數(shù) n晶閘管裝置的滯后時(shí)間常數(shù)為晶閘管裝置的滯后時(shí)間常數(shù)為 n為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，應(yīng)滿足的穩(wěn)定條件：為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，應(yīng)滿足的穩(wěn)定條件：n閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和例題閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和例題2-3中穩(wěn)態(tài)性中穩(wěn)態(tài)性能要求能要求 是矛盾的。是矛盾的。sRLTl0167. 018. 0003. 0sCCRGDTmem075. 02 . 0302 . 037518. 0603752sTs00167. 05 .490

50、0167. 00167. 000167. 0)00167. 00167. 0(075. 0)(22slsslmTTTTTTK103.5K 例題2-5 在上題的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，若改用全在上題的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，若改用全控型器件的控型器件的PWM調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)不變，調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)不變，電樞回路參數(shù)為：電樞回路參數(shù)為： ， ， ，PWM開關(guān)頻率為開關(guān)頻率為8 。按同樣的穩(wěn)態(tài)性能。按同樣的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)指標(biāo) ， ，該系統(tǒng)能否穩(wěn)定？，該系統(tǒng)能否穩(wěn)定？如果對(duì)靜差率的要求不變，在保證穩(wěn)定時(shí)，如果對(duì)靜差率的要求不變，在保證穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)能夠達(dá)到的最大調(diào)速范圍有多少？系統(tǒng)能夠達(dá)到的最大調(diào)速范圍有多少？0.

51、1R 1LmH44sK kHz20D 5%s 解：0.0010.01 s0.1lLTR2600.10.0417 s375375 0.20.230memGD RTC C10.000125 s8000sT 4 .339000125. 001. 0000125. 0)000125. 001. 0(0417. 0)(22slsslmTTTTTTKn按照穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)按照穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) 、 要求要求 n nPWM調(diào)速系統(tǒng)能夠在滿足穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)能夠在滿足穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)要求下穩(wěn)定運(yùn)行。要求下穩(wěn)定運(yùn)行。 20D 5%s 2.63 r/mincln（見例題（見例題2-2） 3050.1152.5 r/min0

52、.2NopeI RnC152.511572.63opclnKn 0，積分調(diào)節(jié)，積分調(diào)節(jié)器的輸出器的輸出Uc便一直增長(zhǎng)；便一直增長(zhǎng)；只有達(dá)到只有達(dá)到Un=0時(shí)，時(shí)， Uc才才停止上升；只有到停止上升；只有到Un變變負(fù)，負(fù)， Uc才會(huì)下降。才會(huì)下降。n當(dāng)當(dāng)Un=0時(shí)，時(shí)， Uc并不是并不是零，而是某一個(gè)固定值零，而是某一個(gè)固定值Ucf n突加負(fù)載時(shí)，由于突加負(fù)載時(shí)，由于Idl的增加，的增加，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n下降，導(dǎo)致下降，導(dǎo)致Un變正，變正， 在積分調(diào)節(jié)器的作用下，在積分調(diào)節(jié)器的作用下，Uc上升，電樞電壓上升，電樞電壓Ud上升，以上升，以克服克服Idl增加的壓降，最終進(jìn)增加的壓降，最終進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)入新的

53、穩(wěn)態(tài) 。*nnUU0nU2dLdII2ccUU 圖圖2-27積分控制無靜差調(diào)速系統(tǒng)積分控制無靜差調(diào)速系統(tǒng)突加負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)過程突加負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)過程積分控制規(guī)律和比例控制規(guī)律的根本區(qū)別：n比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀，而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入現(xiàn)狀，而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。偏差量的全部歷史。n積分調(diào)節(jié)器到穩(wěn)態(tài)時(shí)積分調(diào)節(jié)器到穩(wěn)態(tài)時(shí)Un =0，只要?dú)v史上，只要?dú)v史上有過有過Un ，其積分就有一定數(shù)值，足以產(chǎn)，其積分就有一定數(shù)值，足以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運(yùn)行所需要的控制電壓。生穩(wěn)態(tài)運(yùn)行所需要的控制電壓。2比例積分控制規(guī)律比例積分控制規(guī)律n比

54、例積分調(diào)節(jié)器（比例積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）的輸入輸出關(guān)系為調(diào)節(jié)器）的輸入輸出關(guān)系為 （2-55）式中，式中，UinPI調(diào)節(jié)器的輸入，調(diào)節(jié)器的輸入，UexPI調(diào)節(jié)器的輸出。調(diào)節(jié)器的輸出。n其傳遞函數(shù)為其傳遞函數(shù)為 （2-56）式中，式中，KpPI調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)，調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)， PI調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)。調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)。n令令1=Kp，則，則PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)也可寫成如下形式調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)也可寫成如下形式 （2-57）表明，表明，PI調(diào)節(jié)器也可用積分和比例微分兩個(gè)環(huán)節(jié)表示，調(diào)節(jié)器也可用積分和比例微分兩個(gè)環(huán)節(jié)表示，式中，式中，1微分項(xiàng)中的超前時(shí)間常數(shù)。微分項(xiàng)中的超前時(shí)間常數(shù)。

55、tininpexdtUUKU01ssKsKsWppPI11)(ssKsWpPI111)(nPI控制綜合了比例控制和積分控控制綜合了比例控制和積分控制兩種規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，又克服了各制兩種規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，又克服了各自的缺點(diǎn)。自的缺點(diǎn)。n比例部分能迅速響應(yīng)控制作用，比例部分能迅速響應(yīng)控制作用，n積分部分則最終消除穩(wěn)態(tài)偏差。積分部分則最終消除穩(wěn)態(tài)偏差。n在在t=0時(shí)就有時(shí)就有 Uex(t)=KpUin，實(shí)現(xiàn)了快，實(shí)現(xiàn)了快速控制；速控制；n隨后隨后Uex(t)按積分規(guī)律增按積分規(guī)律增長(zhǎng)，長(zhǎng)， 在在t=t1時(shí)，時(shí)，Uin=0， 。 圖圖2-29 PI調(diào)節(jié)器的輸入輸出特性調(diào)節(jié)器的輸入輸出特性ininpexUtUKt

56、U)(in1exUtUn在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，采在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，采用用PI調(diào)節(jié)器輸出部分調(diào)節(jié)器輸出部分Uc由兩部分組成，由兩部分組成，n比例部分和比例部分和Un成正成正比，積分部分表示了比，積分部分表示了從從t=0到此時(shí)刻對(duì)到此時(shí)刻對(duì)Un(t)的積分值，的積分值，nUc是這兩部分之和。是這兩部分之和。圖圖2-30 閉環(huán)系統(tǒng)中閉環(huán)系統(tǒng)中PI調(diào)節(jié)器的輸入和輸出動(dòng)態(tài)過程調(diào)節(jié)器的輸入和輸出動(dòng)態(tài)過程2.3.4 直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析圖圖2-31 比例積分控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖比例積分控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器用（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器用ASR表示）表示） n使

57、用比例調(diào)節(jié)器時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為使用比例調(diào)節(jié)器時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 式中式中 n 使用積分調(diào)節(jié)器時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為使用積分調(diào)節(jié)器時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 式中式中 n 使用比例積分調(diào)節(jié)器時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為使用比例積分調(diào)節(jié)器時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 式中式中 ) 1)(1()(2sTsTTsTKsWmlmsespCKKK/) 1)(1()(2sTsTTsTsKsWmlmsesCKK) 1)(1() 1()(2sTsTTsTssKKsWmlmspesCKKn根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的數(shù)目劃分控根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)中積分環(huán)節(jié)的數(shù)目劃分控制系統(tǒng)的類型，比例控制的調(diào)速系統(tǒng)是制系

58、統(tǒng)的類型，比例控制的調(diào)速系統(tǒng)是0型系統(tǒng)，型系統(tǒng)， 積分控制、比例積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是積分控制、比例積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是型系統(tǒng)。型系統(tǒng)。n穩(wěn)態(tài)誤差定義為輸入量和反饋量的差值，即穩(wěn)態(tài)誤差定義為輸入量和反饋量的差值，即n衡量系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確度的是系統(tǒng)對(duì)給定輸入衡量系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確度的是系統(tǒng)對(duì)給定輸入U(xiǎn)n*的的跟隨能力；衡量系統(tǒng)抑制干擾能力的是系統(tǒng)抑制跟隨能力；衡量系統(tǒng)抑制干擾能力的是系統(tǒng)抑制負(fù)載電流負(fù)載電流IdL的抗擾能力。的抗擾能力。)()()(*tUtUtUnnn1階躍給定輸入的穩(wěn)態(tài)誤差階躍給定輸入的穩(wěn)態(tài)誤差n在分析階躍給定輸入的穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)，令在分析階躍給定輸入的穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)，令I(lǐng)dL(s)=0。比。

59、比例調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)為例調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)為 n階躍給定輸入階躍給定輸入 的穩(wěn)態(tài)誤差是的穩(wěn)態(tài)誤差是 ) 1)(1(11)()(2*sTsTTsTKsUsUmlmsnnsUsUnn*)(KUsTsTTsTKsUssUsUnmlmsnsnsn1) 1)(1(11)(*2*00limlimn積分調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)為積分調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)為 n階躍給定輸入階躍給定輸入 的穩(wěn)態(tài)誤差是的穩(wěn)態(tài)誤差是 sUsUnn*)(（2-66） ) 1)(1(11)()(2*sTsTTsTsKsUsUmlmsnn0) 1)(1(11)(2*00limlimsTsTTsTsKsUssUsUmlms

60、nsnsnn比例積分調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)為比例積分調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)為 n階躍給定輸入階躍給定輸入 的穩(wěn)態(tài)誤差是的穩(wěn)態(tài)誤差是 sUsUnn*)(（2-67） ) 1)(1() 1(11)()(2*sTsTTsTssKKsUsUmlmspnn0) 1)(1() 1(11)(2*00limlimsTsTTsTssKKsUssUsUmlmspnsnsnn在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，0型系統(tǒng)對(duì)于型系統(tǒng)對(duì)于階躍給定輸入穩(wěn)態(tài)有差，被稱作有階躍給定輸入穩(wěn)態(tài)有差，被稱作有差調(diào)速系統(tǒng)；差調(diào)速系統(tǒng)；型系統(tǒng)對(duì)于階躍給型系統(tǒng)對(duì)于階躍給定輸入穩(wěn)態(tài)無差，被稱作無差調(diào)速定輸入穩(wěn)態(tài)無差，被稱作無差調(diào)速系