反饋控制閉環(huán)ppt課件

1、1-4反響控制閉環(huán)調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和設計一、轉速控制的要求和調速目的調速系統(tǒng)轉速控制的要求：1)調速2)穩(wěn)速3)加、減速動態(tài) 靜態(tài) 最高、最低轉速；有級/無級調速1-4反響控制閉環(huán)調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和設計一、轉速控制的要求和調速目的一調速范圍二靜差率minmaxnnD %1000 nnSnom1)調速2)穩(wěn)速3)加、減速穩(wěn)態(tài)三調速范圍與靜差率的關系1-4反響控制閉環(huán)調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和設計一、轉速控制的要求和調速目的一調速范圍二靜差率minmaxnnD %1000 nnSnomnomnomnSSnD )1(額定轉速nnom為最高轉速nmaxn0為n0min課堂習題某變電壓閉環(huán)調速系統(tǒng)的調速范

2、圍是某變電壓閉環(huán)調速系統(tǒng)的調速范圍是1500轉轉/分分100轉轉/分，要求靜差率分，要求靜差率S=2%,那么允許的靜那么允許的靜態(tài)速降是？態(tài)速降是？答案答案04221152150011.%)(%)S(DSn)S(DSnnmaxnom 151001500 minmaxnnD二、開環(huán)調速系統(tǒng)的性能和存在的問題調速范圍靜差率 矛盾AGTGTM M二、開環(huán)調速系統(tǒng)的性能和存在的問題例題：某龍門刨床任務臺拖動直流電機Z293型，60KW,200V,305A,1000r/min，要求D=20,S5%.采用V-M系統(tǒng)，知主回路總電阻R0.18 ，電動機Ce0.2Vmin/r,那么當電流在額定負載下的轉速降落

3、為min/2752 . 018. 0305rCeRIndomnom AGTGTM M調速范圍靜差率開環(huán)系統(tǒng)的機械特性延續(xù)段在額定轉速時的靜差率為%5%6 .212751000275 nomnnomnomnomnnS例題：某龍門刨床任務臺拖動直流電機Z293型，60KW,200V,305A,1000r/min，要求D=20,S5%.min/2752 . 018. 0305rCeRIndomnom 二、開環(huán)調速系統(tǒng)的性能和存在的問題AG GT TM MnomnomSnnS min0三、閉環(huán)調速系統(tǒng)的組成及其靜特性反響測速發(fā)電機AGTGTM MTG三、閉環(huán)調速系統(tǒng)的組成及其靜特性AG GT TM M

4、TG*nunu三、閉環(huán)調速系統(tǒng)的組成及其靜特性比較電路放大器觸發(fā)器晶體管電動機測速發(fā)電機*nunuctuRIddu- - -nunAG G T TM MT G*nunu比較電路比較電路放大器放大器晶閘管整流器與觸發(fā)安裝晶閘管整流器與觸發(fā)安裝V-M系統(tǒng)開環(huán)機械特性系統(tǒng)開環(huán)機械特性測速發(fā)電機測速發(fā)電機nnnuuu *npctuku ctsduku 0CeRIundd 0nun 比較電路比較電路放大器放大器晶閘管整流器與觸發(fā)安裝晶閘管整流器與觸發(fā)安裝V-M系統(tǒng)開環(huán)機械特性系統(tǒng)開環(huán)機械特性測速發(fā)電機測速發(fā)電機nnnuuu *npctuku ctsduku 0CeRIundd 0nun 三、閉環(huán)調速系統(tǒng)

5、的組成及其靜特性比較電路放大器觸發(fā)器晶體管電動機測速發(fā)電機*nunuctuRIddu- - -nunKpKs*nunuctuRIddu- - -nunCe1三、閉環(huán)調速系統(tǒng)的組成及其靜特性梅遜公式梅遜公式)1()1(*KCeRIKCeukkndnsp CekkKsp/ KpKs*nunuctuRIddu- - -nunCe1kkpP 回路增益回路增益KK 1)(1開環(huán)增益開環(huán)增益四、開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較開環(huán)機械特性開環(huán)機械特性opopdnspddnnCeRICeukkCeRIUn 0*0閉環(huán)機械特性閉環(huán)機械特性(靜特性靜特性clcldnspnnKCeRIKCeukkn 0*)

6、1()1(clnKpKs*nunuctuRIddu- - -nunCe11閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)靜特性硬得多CeRIndop )1(KCeRIndcl opopdnspopnnCeRICeukkn 0*clcldnspclnnKCeRIKCeukkn 0*)1()1(它們的關系：它們的關系：Knnopcl 1四、開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較ABCD開環(huán)機械特性閉環(huán)機械特性nIdId1Id2Ud01Ud02Ud03Ud04課堂習題某變電壓閉環(huán)調速系統(tǒng)的調速范圍是某變電壓閉環(huán)調速系統(tǒng)的調速范圍是1500轉轉/分分100轉轉/分，要求靜差率分，要求靜差率S=2%,那么允許的靜態(tài)速降是？那

7、么允許的靜態(tài)速降是？151001500 minmaxnnD04221152150011.%)(%)S(DSn)S(DSnnmaxnom 假設開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是假設開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100轉轉/分，求系統(tǒng)開分，求系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)環(huán)放大倍數(shù)答案：答案：48104210011 .nnKKnnclopopcl2假設比較具有一樣n0的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，那么閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多clclclnnS0 opopopnnS0 當當n0cl=n0op時：時：KSSopcl 1Knnopcl 1四、開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較ABCD開環(huán)機械特性閉環(huán)機械特性nIdId1Id2Ud01Ud02Ud03

8、Ud04課堂習題電機，60KW,200V,305A,1000r/min，電樞電阻Rs=0.039 ,調速范圍D=10,假設僅思索電樞電阻引起的速降，那么靜差率為多少？假設靜差率S5%.轉速降落應不大于多少？ 答案答案188010000390305200.nRIUCenomsnomnom 363.CeRInsnomop 3 .1633 .63100minmin0 opnnn100101000Dnnnommin課堂習題電機，60KW,200V,305A,1000r/min，電樞電阻Rs=0.039 ,調速范圍D=10,假設僅思索電樞電阻引起的速降，那么靜差率為多少？假設靜差率S5%.轉速降落應不大

9、于多少？ 答案答案188010000390305200.nRIUCenomsnomnom 363.CeRInsnomop %76.383 .1633 .63min0 nnSop265511051000S1DSnnnom.%)(%)(100101000Dnnnommin3 .1633 .63100minmin0 opnnn3當要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高伐速范圍四、開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較)1(SnSnDopnomop )1(SnSnDclnomcl 得得Dcl=(1+K)DopKnnopcl 1ABCD開環(huán)機械特性閉環(huán)機械特性nIdId1Id2Ud01Ud02Ud03

10、Ud04四、開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較ABCD開環(huán)機械特性閉環(huán)機械特性nIdId1Id2Ud01Ud02Ud03Ud04Knnopcl 1KSSopcl 1Dcl=(1+K)Dop課堂習題圖1-24所示系統(tǒng)，電機Pnom=2.2KW，Unom=220V,Inom=12.5A,nnom=1500r/min，電樞電阻Rs=1.37 ,Ce=0.Vmin/r,晶閘管整流安裝包括電抗器等效電阻Rn1.0 ，晶閘管觸發(fā)整流放大倍數(shù)Ks=50,轉速反響系數(shù) 0.01，假設要求靜差率S5%，D=10,試確定放大倍數(shù)Kp？ 答案答案4219135001371512.).(.Ce)RR(Innsno

11、mop 8975110515001.%)(%)S(DSnnnomcl 8261897421911.nnKKnnclopopcl 課堂習題圖1-24所示系統(tǒng)，電機Pnom=2.2KW，Unom=220V,Inom=12.5A, nnom=1500r/min，電樞電阻Rs=1.37 ,Ce=0.Vmin/r,晶閘管整流安裝包括電抗器等效電阻Rn1.0 ，晶閘管觸發(fā)整流放大倍數(shù)Ks=50,轉速反響系數(shù) 0.01，假設要求靜差率S5%，D=10,試確定放大倍數(shù)Kp？ 答案答案4219135001371512.).(.Ce)RR(Innsnomop 8975110515001.%)(%)S(DSnnno

12、mcl 8261897421911.nnKKnnclopopcl 237135001050826./.Ce/kKksp 五、反響控制規(guī)律一被調量有靜差一被調量有靜差比例放大器比例放大器kp=常數(shù)，穩(wěn)態(tài)誤差只能減常數(shù)，穩(wěn)態(tài)誤差只能減小，但不能消除。小，但不能消除。0型系統(tǒng)特點型系統(tǒng)特點Knnopcl 1KpKs*nunuctuRIddu- - -nunCe1五、反響控制規(guī)律一被調量有靜差一被調量有靜差二抵抗擾動與服從給定二抵抗擾動與服從給定閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，對被負閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，對被負反響環(huán)包圍的前向通道上的一切擾動作用都反響環(huán)包圍的前向通道上的一切擾動作用都能有效

13、地加以抑制。能有效地加以抑制。對給定作用的變化那么惟命是從對給定作用的變化那么惟命是從)1()1(*KCeRIKCeukkndnsp KpKs*nunuctuRIddu- - -nunCe1CekkKsp/ 三系統(tǒng)精度依賴于給定和反響檢測精度一被調量有靜差一被調量有靜差二抵抗擾動與服從給定二抵抗擾動與服從給定五、反響控制規(guī)律1-4反響控制閉環(huán)調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和設計)1()1(*KCeRIKCeukkndnsp CekkKsp/ KpKs*nunuctuRIddu- - -nunCe1例題 1電機額定數(shù)據(jù)為10KW,220V,55A, 1000r/min,電樞電阻Ra0.5 2晶閘管安裝：三相

14、橋式可控整流電路，整流變壓器Y/Y結合，二次線電壓E2t=230V,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數(shù)Ks=44(3)V-M系數(shù)主電路總電阻R1.0(4)測速發(fā)電機：永磁式，ZYS231/110型；額定數(shù)據(jù) 23.1W,110V,0.21A, 1900r/min(5)消費機械要求調速范圍D=10,S5%解1電機額定數(shù)據(jù)為10KW,220V,55A, 1000r/min,電樞電阻Ra0.5 2晶閘管安裝：三相橋式可控整流電路，整流變壓器Y/Y結合，二次線電壓E2t=230V,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數(shù)Ks=44(3)V-M系數(shù)主電路總電阻R1.0(4)測速發(fā)電機：永磁式，ZYS231/110型；額定數(shù)據(jù)23.1

15、W，110V,0.21A,1900r/min(5)消費機械要求調速范圍D=10,S5% 1為滿足為滿足D=10,SIdcr時，將電流反響信號加到放大器的輸入端時，將電流反響信號加到放大器的輸入端七、限流維護電流截止負反響七、限流維護電流截止負反響KpKs*nunuctuRIddu- - -nunCe1圖1-16轉速負反饋閉環(huán)調速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖三帶電流截止負反響的閉環(huán)三帶電流截止負反響的閉環(huán)調速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)構造圖和靜特性調速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)構造圖和靜特性七、限流維護電流截止負反響七、限流維護電流截止負反響nn n0 00IdcrIdblIdA AB B圖1-27帶電流截止負反饋閉環(huán)調速系統(tǒng)的靜特性三帶電流截

16、止負反響的閉環(huán)三帶電流截止負反響的閉環(huán)調速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)構造圖和靜特性調速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)構造圖和靜特性cld*nspnn)K(CeRI)K(CeUkkn 011)()()()(*K1CeRIURIk1CekkK1CeUkkndcomsdspnsp )()()()(*K1CeIRkkRK1CeUUkkdsspcomnsp 課堂習題課堂習題1-7在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速負反響調速系統(tǒng)在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速負反響調速系統(tǒng)中，假設截止比較電壓發(fā)生變化，對系統(tǒng)的靜中，假設截止比較電壓發(fā)生變化，對系統(tǒng)的靜特性有何影響？特性有何影響？假設電流反響電阻假設電流反響電阻Rc的大小發(fā)生變化，對靜特的大小發(fā)生變化，對靜特性有什么

17、影響？性有什么影響？答案：答案： comU截止電流截止電流 RcUIcomdcrcld*nspnn)K(CeRI)K(CeUkkn 011dcrdII 電流負反響被截止電流負反響被截止nn n0 00IdcrIdblIdA AB B課堂習題課堂習題1-7在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速負反響調速系統(tǒng)中，假設截止比在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速負反響調速系統(tǒng)中，假設截止比較電壓發(fā)生變化，對系統(tǒng)的靜特性有何影響？較電壓發(fā)生變化，對系統(tǒng)的靜特性有何影響？假設電流反響電阻假設電流反響電阻Rc的大小發(fā)生變化，對靜特性有什么影響？的大小發(fā)生變化，對靜特性有什么影響？答案：答案： comU截止電流截止電流 RcUIcomdc

18、rcld*nspnn)K(CeRI)K(CeUkkn 011dcrdII 電流負反響被截止電流負反響被截止dcrdII 電流反響起作用電流反響起作用*)()()()()()()()(cl0dcspcomnspdcomcdspnspnnK1CeIRkkRK1CeUUkkK1CeRIURIk1CekkK1CeUkkn nn n0 00IdcrIdblIdA AB B課堂習題課堂習題1-7在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速負反響調速系統(tǒng)中，假設截止比較在帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速負反響調速系統(tǒng)中，假設截止比較電壓發(fā)生變化，對系統(tǒng)的靜特性有何影響？電壓發(fā)生變化，對系統(tǒng)的靜特性有何影響？假設電流反響電阻假設電流反響電阻Rc的大小發(fā)生變化，對靜特性