自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)封皮及任務(wù)書分析

1、自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：含有電流自適應(yīng)調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)院 系：電氣工程系班 級(jí)：1002304設(shè) 計(jì) 者：王赫學(xué) 號(hào)：100250125同 組 人：李守靖 沈重 陳光龍指導(dǎo)教師：吳世華設(shè)計(jì)時(shí)間： 目錄一、題目分析 .3.二、主電路的選型和系統(tǒng)組成 .3.2.1 晶閘管結(jié)構(gòu)型式的確定 .3.2.2 含有電流自適應(yīng)調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)工作原理 .5.三、調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計(jì)算 .5.3.1 整流變壓器容量計(jì)算 .5.3.2 晶閘管的選擇 . .7.3.3 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)計(jì)算 .8.四、控制電路的選型設(shè)計(jì) .1.0.4.1 KC04 簡(jiǎn)

2、介.1.0.4.2 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路 .1. 1五、調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì) .1.2.5.1 電流調(diào)節(jié)器 ACR 的設(shè)計(jì) .1.25.2 測(cè)速發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì) .1.4.5.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的設(shè)計(jì) .1.45.4 平波電抗器的設(shè)計(jì) .1.6.六、設(shè)計(jì)過程問題分析 .1.6.參考資料： .1.6.1課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 1002304學(xué) 生 陳光龍 指導(dǎo)教師 吳世華題 目 含有電流自適應(yīng)調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)子 題設(shè)計(jì)時(shí)間 2013 年 11 月 4 日 至 2013 年 11 月 15 日 共 2 周設(shè)計(jì)（論文）的任務(wù)和基本要求，包括設(shè)計(jì)任務(wù)

3、、查閱文獻(xiàn)、方案設(shè)計(jì)、說明書（計(jì)算、圖紙、撰寫內(nèi)容及規(guī)范等） 、工作量等內(nèi)容。一、設(shè)計(jì)目的：1. 通過課程設(shè)計(jì)掌握雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法。2. 掌握典型雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能指標(biāo)和電流斷續(xù)時(shí)的處理。3. 根據(jù)實(shí)際情況，掌握設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器（包含電流斷續(xù)）的一般方法。4. 培養(yǎng)自己科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器（ ASR，ACR ）具有抗干擾濾波能力，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行無靜差。設(shè)計(jì)要求2. 電流調(diào)節(jié)器 ACR 具有電流自適應(yīng)功能。3. 穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無靜差。4. 動(dòng)態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量 i15%；空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n10%。三、參數(shù)選

4、擇：基本參數(shù)如下：直流電動(dòng)機(jī)： 220V ，36A，1460r/min ，Ce=0.127Vmin/r ，允許過載倍數(shù) =1.5。晶閘管裝置放大系數(shù)： Ks=33。電樞回路總電阻： R=0.3。時(shí)間常數(shù)： Tl=0.03s，Tm=0.18s。電流反饋系數(shù)： =0.185V/A（10V/1.5Inom）。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)： =0.007Vmin/r（10V/Nnom）。指導(dǎo)教師簽字： 系（教研室）主任簽字：年 月 日2一、題目分析轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有。 。的優(yōu)點(diǎn)， 但是在設(shè)計(jì)中電流環(huán)的 PI 調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)參數(shù)是按電流連續(xù)的情況下選取的，如果輕載下平波電抗器的電感量又不是十分大，就會(huì)出現(xiàn)電流斷續(xù)的

5、情況。當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，將使調(diào)節(jié)對(duì)象的放大倍數(shù)大大降低，電樞回路時(shí)間常數(shù) Tl 消失。此時(shí)的電流調(diào)節(jié)器若仍然采用 PI調(diào)節(jié)器，則電流環(huán)響應(yīng)變慢，轉(zhuǎn)速換被控對(duì)象小時(shí)間常數(shù)增加，將造成轉(zhuǎn)速環(huán)的低頻振蕩。此時(shí)電流環(huán)若仍按 I 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電流調(diào)節(jié)器應(yīng)該是一個(gè)小時(shí)間常數(shù)的積分調(diào)節(jié)器。圖 1 電流自適應(yīng)調(diào)節(jié)器線路圖二、主電路的選型和系統(tǒng)組成2.1 晶閘管結(jié)構(gòu)型式的確定一、 設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)中直流電動(dòng)機(jī)由單獨(dú)的可調(diào)整流裝置供電，采用三相橋式全控整流電路作為直流電動(dòng)機(jī)的可調(diào)直流電源。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)延遲角 的大小來控制輸出電壓 Ud 的大小，從而改變電動(dòng)機(jī) M 的電源電壓。由改變電源電壓調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性方程式nU

6、IRdKe3Ud 整流電壓 R 整流裝置內(nèi)阻可知，改變 Ud，即可改變轉(zhuǎn)速 n。二、 主電路的確定雖然三相半波可控整流電路使用的晶閘管個(gè)數(shù)只是三相全控橋整流電路的一半，但它的性能不及三相全控橋整流電路。三相橋式全控整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動(dòng)小，適合直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，并且該電路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣。 把該電路應(yīng)用于本設(shè)計(jì)， 能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)、平滑地轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電動(dòng)機(jī)不可逆運(yùn)行等技術(shù)要求。三相橋式全控整流電路實(shí)際上是組成三相半波晶閘管整流電路中的共陰極組和共陽(yáng)極組串聯(lián)電路，如圖六所示。三相全控橋整流電路可實(shí)現(xiàn)對(duì)共陰極組和共陽(yáng)極組同時(shí)進(jìn)行控制，控制角都是 。在一個(gè)周期內(nèi) 6

7、 個(gè)晶閘管都要被觸發(fā)一次，觸發(fā)順序依次為：VT1 VT VT VT VT VT ，6 個(gè)觸發(fā)2 3 4 5 6脈沖相位依次相差o60 。為了構(gòu)成一個(gè)完整的電流回路，要求有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，其中一個(gè)在共陽(yáng)極組，另外一個(gè)在共陰極組。為此，晶閘管必須嚴(yán)格按編號(hào)輪流導(dǎo)通。晶閘管VT 與VT4 按 A 相，晶閘管 V T3 與VT6 按 B 相，晶閘1管VT 與 VT2 按 C 相，晶 閘管 VT1、VT3、V T5 接成 共陽(yáng)極組， 晶閘 管5VT4、VT、VT 接成共陰極組。在電路控制下，只有接在電路共陰極組中電位6 2為最高又同時(shí)輸入觸發(fā)脈沖的晶閘管，以及接在電路共陽(yáng)極組中電位最低而同時(shí)輸入觸發(fā)

8、脈沖的晶閘管，同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，才構(gòu)成完整的整流電路。由于電網(wǎng)電壓與工作電壓 （U2）常常不一致， 故在主電路前端需配置一個(gè)整流變壓器，以得到與負(fù)載匹配的電壓，同時(shí)把晶閘管裝置和電網(wǎng)隔離，可起到降低或減少晶閘管變流裝置對(duì)電網(wǎng)和其他用電設(shè)備的干擾。考慮到控制角 增大，會(huì)使負(fù)載電流斷續(xù)，并且負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于電流斷續(xù)和直流的脈動(dòng)，會(huì)使晶閘管導(dǎo)通角 減少，整流器等效內(nèi)阻增大，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變軟，換向條件惡化，并且增加電動(dòng)機(jī)的損耗，故在直流側(cè)串接一個(gè)平波電抗器，以限制電流的波動(dòng)分量，維持電流連續(xù)。為了使元件免受在突發(fā)情況下超過其所承受的電壓電流的侵害， 電路中加入了過電壓、過電流保護(hù)裝置。4圖 2

9、三相橋式全控整流電路2.2 含有電流自適應(yīng)調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)工作原理一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 3 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖二、工作原理圖 3 中電流調(diào)節(jié)器 ACR 增加圖 1 所示的自適應(yīng)調(diào)節(jié)器， 電流連續(xù)時(shí)， 場(chǎng)效應(yīng)管VT 夾斷， 電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為K ( 1)i iW (s) ，電流斷續(xù)時(shí) VT 導(dǎo)通，ACRi經(jīng)過小電阻 R2 將 R1與 C1 的中間接地， 是ACR 變成積分環(huán)節(jié)， 則電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)變成W' (s)ACR1 iKis（當(dāng)圖 1 中 R2 R1時(shí)）三、調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計(jì)算3.1 整流變壓器容量計(jì)算一、 次級(jí)電壓 U2：為了保證負(fù)載能正常工作

10、，當(dāng)主電路的接線形式和負(fù)載要求的額定電壓確5定之后， 晶閘管交流側(cè)的電壓 U2 只能在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化， 為此必須精確計(jì)算整流變壓器次級(jí)電壓 U2。影響 U2 值的因素有：（1）U2 值的大小首先要保證滿足負(fù)載所需求的最大直流值Ud（2）晶閘管并非是理想的可控開關(guān)元件，導(dǎo)通時(shí)有一定的管壓降，用 UT 表示（3）變壓器漏抗的存在會(huì)產(chǎn)生換相壓降（4）平波電抗器有一定的直流電阻， 當(dāng)電流流經(jīng)該電阻時(shí)就要產(chǎn)生一定的電壓降（5）電樞電阻的壓降綜合以上因素得到的 U2 精確表達(dá)式為：U2U 1 r (I / I 1)n UN a dmax d TCU % Ik d maxA B 100 Id°

11、;時(shí)，整流電壓平均值與變壓器次級(jí)相電壓有效值 A= Ud 0/U2，表示當(dāng)控制角 =0之比。0 時(shí)整流電壓平均值之比。 B=Ud/Ud0，表示控制角為 時(shí)和 =0UK%變壓器的短路電壓百分比， 100 千伏安以下的變壓器取 UK%=5，1001000千伏安的變壓器取 UK%=58為電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)。根據(jù)規(guī)定，允許波動(dòng) +5%-10%，即 =1.050.9C 是與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù)I RNr ，表示電動(dòng)機(jī)電樞電路總電阻 R 的標(biāo)么值，對(duì)容量為 15150KWaUN的電動(dòng)機(jī)，通常 ra=0.080.04nUT表示主電路中電流經(jīng)過幾個(gè)串聯(lián)晶閘管的管壓降對(duì)于本設(shè)計(jì)：為了保證電動(dòng)機(jī)負(fù)載能在額定轉(zhuǎn)速

12、下運(yùn)轉(zhuǎn) ,計(jì)算所得的 U2 應(yīng)有一定的裕量,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所知 ,公式中的控制角 應(yīng)取 300 為宜。=0.9,A=2.34,B=cos cos 300=32，C=0.5，UK%=5ra220 0.34400.156U2U 1 r (I / I 1)n UN a dmax d TCU % Ik d maxA B 100 Id=220 0.15 1.5 1 1 2 1 3 5 0.9 0.5 1.5 2 100取 U2=137.38 取 U2 =138V,電壓比K U1 /U2 =2.75二、次級(jí)電流 I2 和變壓器容量：Id =36AI2 KI 2·Id , I1 KI 1 I d ,KI

13、2 為各種接線形式時(shí)變壓器次級(jí)電流有效值和負(fù)載電流平均值之比。對(duì)于本設(shè)計(jì)K 、KI1 取 0.816，故I 2K I 0.816 36I 1 dI 10.68 A1K 2.75I2=0.816 ×36=29.37A在計(jì)算得到變壓器次級(jí)相電壓有效值 U2 以及相電流有效值 I2 后，根據(jù)變壓器本身的相數(shù) m 就可計(jì)算變壓器的容量，其值為S2 m U I 3 1 3 8 2 9 . 3 7 1K2 V. 1A5 92 2 2S1 m1U 1I1 3 380 10.68 12.175KVA平均計(jì)算容量1S S S 12.2 KVA1 223.2 晶閘管的選擇一、晶閘管的額定電壓由三相全控橋

14、式整流電路的波形（圖 2-4）分析知，晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值U U 6UFM RM2故橋臂的工作電壓幅值為：Um 6 138 338V考慮裕量，則額定電壓為：UN 2 3 338 676 1014 V2、晶閘管的額定電流I max 1.5I 1.5 29.37 44.055Ad d7晶閘管電流的有效值為：I 44.055/ 3 25.43AVT考慮裕量：IVTI (AV) =（1.5 2） (24.3 A 32.4 A) 取 IVT (AV) =30A 。VT1.57 故選晶閘管型號(hào)為 KP30-20 晶閘管原件3.3 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)計(jì)算1、過電壓保護(hù)：交流側(cè)過電壓

15、的保護(hù)圖 4 保護(hù)電路采用 RC 過電壓抑制電路如圖一所示，在變壓器次級(jí)并聯(lián) RC 電路，以吸收變壓器鐵心的磁場(chǎng)釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)換為電容器的電場(chǎng)能而存儲(chǔ)起來，串聯(lián)電阻是為了在能量轉(zhuǎn)換過程中可以消耗一部分能量并且抑制 LC 回路可能產(chǎn)生的震蕩。本設(shè)計(jì)采用三相全控橋整流電路，變壓器的繞組為 Y 聯(lián)結(jié)，阻容保護(hù)裝置采用三角形接法，故可按下式計(jì)算阻容保護(hù)元件的參數(shù)C136iST0% ( F2U2)電容 C 的耐壓 UC 1.5 3 2U 2(V)RU U %22 K3 2. 3 ( )S i %T 0電阻 R 的功率為P (3 4)I R(W) IC 2 fCUC 10 ( )26 AR C式中

16、ST變壓器每相平均計(jì)算容量（ VA）U2變壓器次級(jí)相電壓有效值（ V）i % 勵(lì)磁電流百分比，當(dāng) ST幾百伏安時(shí) i 0% =10，當(dāng) ST1000伏安時(shí)08i % =350UK% 變壓器的短路電壓百分比IC,UC當(dāng)R 正常工作時(shí)電流電壓的有效值（ A，V）對(duì)于本設(shè)計(jì)， UK%=5， i0% =5，ST=12.2/3=4.07KVA（1） 電容器的計(jì)算31 S 4.07 10TC 6i % 2 5 2.14( F )03 138U 2 ,取 3uF22U 1.5 3 2U 1.5 6 138 507(V ) 取 510VC 2選擇 C=3F，耐壓 510V 的金屬化紙介電容(2)電阻值的計(jì)算R

17、2 2U U % 138 52 K3 2.3 6.9 32.3( )3S i % 4.07 10 5T 0取R=35 ，RC 支路電流 IC 近似為6 6I 2 fCU 10 2 3.14 50 3 6 138 10 0.32(A)C C電阻 R 的功率為2 2P (3 4)I R (3 4) 0.32 35 10.75 14.34(W)R C直流側(cè)的過電壓保護(hù)整流器直流側(cè)開斷時(shí)，如直流側(cè)快速開關(guān)斷開或橋臂快熔熔斷等情況，也會(huì)在 A、B 之間產(chǎn)生 過電壓，如圖二所示本設(shè)計(jì)用非線性元?dú)饧种七^電壓，在 A、B 之間接入的是壓敏電阻，這是由氧化鋅、氧化鉍等燒結(jié)制成的非線性電阻元件，它具有正反向相同

18、的很陡的伏安特性，擊穿前漏電流為微安數(shù)量級(jí)，損耗很小，過電壓時(shí) (擊穿后)則能通過達(dá)數(shù)千安的浪涌電流， 所以抑制電流能力很強(qiáng)。壓敏電阻的額定電壓 U1mA 的選取可按下式計(jì)算U1mA 1.8 2.2 U d0 (V)0 時(shí)直流輸出電壓 Ud0 為晶閘管控制角 =0對(duì)于本設(shè)計(jì)： U1mA 1.8 2.2 U d0 1.8 2.2 2.34 138 581.3 710.4(V )9通常用于中小功率整流器操作過電壓保護(hù)時(shí)，壓敏電阻通流容量可選擇（ 35）晶閘管換相過電壓保護(hù)如右圖，在晶閘管元件兩端并聯(lián) RC 電路，起到晶閘管換相過電壓的保護(hù)。串聯(lián)電阻 R 的作用一是阻尼 LTC 回路的震蕩，二是限制

19、晶閘管開通瞬間的損耗且可減小電流上升率 di/dt。R、C 值可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取，R=(1030)C=(24)310 I 0.1 0.15 uFVT(AV)二、過電流保護(hù)在電路中串接的器件是快速熔斷器，這是一種最簡(jiǎn)單有效而應(yīng)用最普遍的過電流保護(hù)元件， 其斷流時(shí)間一般小于 10ms，按圖接法熔斷器與每一個(gè)晶閘管元件相串聯(lián)，可靠的保護(hù)每一個(gè)晶閘管元件。四、控制電路的選型設(shè)計(jì)由于集成電路可靠性高，技術(shù)性能好，體積小，功耗低，調(diào)試方便，隨著集成電路制作技術(shù)的提高，晶閘管觸發(fā)電路的集成已經(jīng)逐漸普及，現(xiàn)已經(jīng)逐步取代分立式電路 .4.1 KC04 簡(jiǎn)介KC04 與分立元件的鋸齒波移相觸發(fā)電路相似，分為同步、鋸

20、齒波形成、移相、脈沖形成、脈沖輸出幾個(gè)環(huán)節(jié)。電路原理圖如圖所示10KC04 電路原理圖4.2 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路只需采用 3 個(gè) KJ004 集成塊和一個(gè) KJ041 集成塊，即可形成六路雙脈沖，再由六個(gè)晶體管進(jìn)行脈沖放大，即構(gòu)成完整的三項(xiàng)全控橋出發(fā)電路，如圖所示三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電11五、調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)5.1 電流調(diào)節(jié)器 ACR 的設(shè)計(jì)（1）確定時(shí)間常數(shù)采用三項(xiàng)橋式晶閘管整流裝置供電，平均失控時(shí)間如表所示表 1 晶閘管整流器的失控時(shí)間（ f=50Hz）整流電路形式最大失控時(shí)間Tsmax(ms)平均失控時(shí)間Ts(ms)單相半波 20 10單相橋式（全波）10 5三相半波

21、 6.67 3.33三相橋式 3.33 1.67平均失控時(shí)間為 Ts 0.0017 s電流反饋濾波時(shí)間常數(shù) Toi三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是 3.33ms，為了基本濾平波頭， 應(yīng)有 Toi=3.33ms，因此取 Toi=0.002s取電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)， T i Ts Toi 0.0037 s（2）選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)電流超調(diào)量 % 15% ，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按 I 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器，電流環(huán)控制對(duì)象為雙慣性型，因此可用 PI 型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)W (s)ACRk ( s 1)i isi，（3）計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)： i Tl 0.03s，% 15% ，根據(jù)表所示，

22、表 1 典型型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系參數(shù)關(guān)系 KT 0.25 0.39 0.5 0.69 1.0阻尼比 1.0 0.8 0.707 0.6 0.5超調(diào)量 0% 1.5% 4.3% 9.5% 16.3%上升時(shí)間 6.6T 4.7T 3.3T 2.4T峰值時(shí)間 8.3T 6.2T 4.7T 3.2T相角裕度 76.3 69.9 65.5 59.2 51.8截止頻率 0.243/T 0.367/T 0.455/T 0.596/T 0.786/T12可取 K T 0.5，I i電流環(huán)開環(huán)增益KI0.5Ti0.50. 0037135 .1s1KIk k k ki s i sR T R

23、i l，K T R 135.1 0 .03 0.3I lACR 的比例系數(shù) K 0.199 ,iK 33 0.185s電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為， WACR (s)0.199 (0.03s0.3 s1)（4）校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率為1wci KI 135. 1s ，檢驗(yàn)晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件13Ts310.17196.1wci滿足近似條件檢驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響條件1 13 3 40.82T T 0.18 0.03m lwci，滿足近似條件，檢驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件131T Ts oi1310.170.2180.8wci滿足近似條件（5）計(jì)算調(diào)節(jié)器的電阻和電容 電

24、流調(diào)節(jié)器 ACR 的原理圖如圖所示圖 電流調(diào)節(jié)器 ACR 的原理圖取調(diào)節(jié)器輸入回路電阻 R0 40K ，R k R0 0.199 40K 8K ，取 8K ，i i130.3i 6c 3.75 10 F 3.75uFi3R 8 10i，取 3.75uF，4 T 4 0.02oi 7C 2 10 F 0.2uFoi 3R 40 100，取 0.2uF，按照上述參數(shù)， 電流環(huán)可以達(dá)到動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)， % 4.3% 15% ，滿足設(shè)計(jì)要求。5.2 測(cè)速發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)選擇測(cè)速發(fā)電機(jī)為永磁式測(cè)速發(fā)電機(jī)， 型號(hào)：ZYS231/110。額定數(shù)據(jù)為 23.1W，110V，0.21A，1900r/min，則測(cè)速

25、發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Cetg110V 0.0579V minr1900minr電位器 RP2 選擇方法如下：為了使測(cè)速發(fā)電機(jī)的電樞壓降對(duì)轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)的線性度沒有顯著影響，去測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出最高電壓時(shí)，其電流約為額定制的 20%。則RP2C n0.579 1460etg N 2012 取 2.1K0.2 I 0.2 0.21ntg此時(shí) RP2 消耗的功率為： W C n 0.2I 0.0579 1460 0.2 0.21 3.55wetg N ntg所以 RP2 選為 10W，1.5K的可調(diào)電位器。5.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的設(shè)計(jì)（1）確定時(shí)間常數(shù)已知 KIT i 0.5電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) 1 2

26、 0.0074T siKI，根據(jù)所用測(cè)速發(fā)電機(jī)紋波情況取轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) T 0.01s，on轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)1T T 0.0174 s，onnKI（2）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求選用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為W (s)ASRk ( s 1)n nsn，（3）計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)14根據(jù)跟隨性能和抗擾性能較好的原則，取 h=5， nhTnASR 的超前時(shí)間常數(shù)為 n h T 5 0.01745 0.087s，n轉(zhuǎn)速開環(huán)增益 KNh 1 5 12 2 2 22h T 2 5 0.0174n396.4，ASR 的比例系數(shù)為 Kn(h 1) C T 6 0.185 0.127 0.18e m2h RT 2 5 0.007 0.3 0.0174n69.44，（4）檢驗(yàn)近似條件K w wN 1 cn轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為KNw K 396.4 0.087 34.49 scn N nw11電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件1 K 1 135.14I3 T 3 0.0037i63.70wcn，滿足近似條件，檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件1 K 1 135.14I3 T 3 0.01on