電氣傳動自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計ppt課件

1、電氣傳動自動控制系統(tǒng)課 程 設(shè) 計一雙閉環(huán)直流不可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計雙閉環(huán)直流不可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計ASRACR MU*n U*i Uct Ui+Ud_L+_UnTG速度環(huán)電流環(huán)設(shè)計中心設(shè)計中心雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計實際雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計實際設(shè)計思緒： 給定系統(tǒng)靜、動態(tài)性能目的 實驗獲取系統(tǒng)固有設(shè)備原始參數(shù) 系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模 系統(tǒng)模型處置典型化 設(shè)計調(diào)理器構(gòu)造和參數(shù) 構(gòu)建和調(diào)試系統(tǒng)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計實際雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計實際調(diào)速控制系統(tǒng)的普通動態(tài)性能目的：調(diào)速控制系統(tǒng)的普通動態(tài)性能目的：跟隨性能跟隨性能超調(diào)量超調(diào)量 % 反映系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)理穩(wěn)定性能反映系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)理穩(wěn)定性能上升時間上升時間 tr 反映系

2、統(tǒng)的動態(tài)調(diào)理快速性能反映系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)理快速性能調(diào)理時間調(diào)理時間 ts 反映系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)理過渡周期反映系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)理過渡周期抗擾性能抗擾性能動態(tài)降落比動態(tài)降落比 Cmax% 反映系統(tǒng)擾動引起的最大動態(tài)反映系統(tǒng)擾動引起的最大動態(tài)誤差誤差恢復(fù)時間恢復(fù)時間 tr 反映系統(tǒng)的動態(tài)抗擾調(diào)理快速性反映系統(tǒng)的動態(tài)抗擾調(diào)理快速性能能上述目的對應(yīng)的給定和擾動均為階躍信號上述目的對應(yīng)的給定和擾動均為階躍信號設(shè)計實際之設(shè)計實際之 - 典型構(gòu)造系統(tǒng)的參數(shù)與性能的關(guān)系典型構(gòu)造系統(tǒng)的參數(shù)與性能的關(guān)系典型典型型系統(tǒng)型系統(tǒng))1()1()(2 TsssKsW ；開環(huán)傳送函數(shù)；開環(huán)傳送函數(shù)典型典型型系統(tǒng)型系統(tǒng)；開環(huán)傳送函數(shù)；開環(huán)傳

3、送函數(shù))1()( TssKsW構(gòu)造簡單，易于穩(wěn)定利用比例微分環(huán)節(jié)，補償 s2 引起的相位滯后，保證穩(wěn)定性典型典型型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能與參數(shù)型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能與參數(shù) 二階系統(tǒng)閉環(huán)傳送函數(shù)：二階系統(tǒng)閉環(huán)傳送函數(shù)：典型典型型系統(tǒng)特性參數(shù)：型系統(tǒng)特性參數(shù)：設(shè)計實際之設(shè)計實際之 - 典型構(gòu)造系統(tǒng)的參數(shù)與性能的關(guān)系典型構(gòu)造系統(tǒng)的參數(shù)與性能的關(guān)系2222)(nnnctsssW TKn KT121 ；固有角頻率；固有角頻率；阻尼比；阻尼比典型典型型系統(tǒng)的參數(shù)型系統(tǒng)的參數(shù)KT與跟隨性能與跟隨性能穩(wěn)態(tài)跟隨性能：穩(wěn)態(tài)跟隨性能： 動態(tài)跟隨性能：動態(tài)跟隨性能：典型典型型系統(tǒng)的抗擾性能：型系統(tǒng)的抗擾性能： 假定系統(tǒng)

4、經(jīng)串聯(lián)校正后開環(huán)傳函為假定系統(tǒng)經(jīng)串聯(lián)校正后開環(huán)傳函為 W(s)系統(tǒng)前向通道被擾動輸入點分為系統(tǒng)前向通道被擾動輸入點分為W1(s)、W2(s)兩部分兩部分其中其中W1(s)內(nèi)含內(nèi)含 PI 調(diào)理器調(diào)理器較快欠阻尼狀態(tài)穩(wěn)定而響應(yīng) 15 . 0) 1Ts( sK) s (W典型典型型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能與參數(shù)型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能與參數(shù) 典型典型型系統(tǒng)特征參數(shù)：型系統(tǒng)特征參數(shù)：設(shè)計實際之設(shè)計實際之 - 典型構(gòu)造系統(tǒng)的參數(shù)與性能的關(guān)系典型構(gòu)造系統(tǒng)的參數(shù)與性能的關(guān)系)1()1()(2 TsssKsW Th ；中頻寬；中頻寬設(shè)計實際設(shè)計實際 - 非典型型系統(tǒng)的典型化之一非典型型系統(tǒng)的典型化之一選擇調(diào)理器構(gòu)造

5、的普通原那么：選擇調(diào)理器構(gòu)造的普通原那么：根據(jù)系統(tǒng)調(diào)理性能要求，選擇典型根據(jù)系統(tǒng)調(diào)理性能要求，選擇典型、 型系統(tǒng)目的模型型系統(tǒng)目的模型調(diào)理器串聯(lián)進原始對象模型的前向通道后，經(jīng)過傳送函數(shù)的乘積調(diào)理器串聯(lián)進原始對象模型的前向通道后，經(jīng)過傳送函數(shù)的乘積或?qū)ο\算應(yīng)能將系統(tǒng)改造為或?qū)ο\算應(yīng)能將系統(tǒng)改造為 期望期望 的典型的典型或或 型系統(tǒng)構(gòu)型系統(tǒng)構(gòu)造造設(shè)計實際設(shè)計實際 - 非典型型系統(tǒng)的典型化之二非典型型系統(tǒng)的典型化之二當(dāng)系統(tǒng)的原始模型具有高階較復(fù)雜方式時的普通處置：當(dāng)系統(tǒng)的原始模型具有高階較復(fù)雜方式時的普通處置：小慣性環(huán)節(jié)的近似處置小慣性環(huán)節(jié)的近似處置高階系統(tǒng)的降階近似處置高階系統(tǒng)的降階近似處置大

6、慣性環(huán)節(jié)的近似處置大慣性環(huán)節(jié)的近似處置特別提示：每一種近似處置都存在工程約束條件，運用時須校特別提示：每一種近似處置都存在工程約束條件，運用時須校驗?zāi)芊駶M足約束條件驗?zāi)芊駶M足約束條件電流環(huán)模型U*n(s) + U*i + Uct Ud0 Id E n(s)設(shè)計實際設(shè)計實際 - 雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)構(gòu)造表示圖雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)構(gòu)造表示圖 11 sTon1 sTKss1/1 sTRlsTRmeC11 sToi 1 sTon ACRASRE(s) IdL(s) 被控電動機模型設(shè)計思緒設(shè)計思緒由內(nèi)向外由內(nèi)向外11 sToi E0，斷開電機電動勢反，斷開電機電動勢反 T i=Ts+Toi，小時間常數(shù)近似處置，

7、小時間常數(shù)近似處置 將電流環(huán)校正為典型將電流環(huán)校正為典型型系統(tǒng)，保證電流調(diào)理型系統(tǒng)，保證電流調(diào)理有較強跟隨性；有較強跟隨性； 由性能目的及所選構(gòu)造確定開環(huán)增益由性能目的及所選構(gòu)造確定開環(huán)增益KI和比和比例放大系數(shù)例放大系數(shù) Ki ；Ki = Ri/R0 i = RiCi ；設(shè)計實際設(shè)計實際 - 雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電流調(diào)理器雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電流調(diào)理器ACR 的設(shè)計的設(shè)計 TL Tm Ts，Toi TLTL/ Tm 10計算計算PI調(diào)理參數(shù)調(diào)理參數(shù))1)(1(/ sTsTRKiLs U*i(s)/ Id(s) ) 1sT)(1sT(R/KiLsACR電流調(diào)理器的實現(xiàn) UctUin Ro /2 Ro /2 +

8、U*in Ro /2 Ro /2 Ri CiRba1ACoiCoi設(shè)計實際設(shè)計實際 - 雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)速度調(diào)理器雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)速度調(diào)理器ASR 的設(shè)計的設(shè)計 電流環(huán)等效處置電流環(huán)等效處置 ； T n = 2T i +Ton ，小時間常數(shù)近似處置，小時間常數(shù)近似處置 ； 將速度環(huán)校正為典型將速度環(huán)校正為典型型系統(tǒng)，保證速度調(diào)理有較強抗擾性；型系統(tǒng)，保證速度調(diào)理有較強抗擾性； 由性能目的及所選構(gòu)造確定開環(huán)增益由性能目的及所選構(gòu)造確定開環(huán)增益 KN 和比例放大系數(shù)和比例放大系數(shù) Kn ； Kn = Rn/R0 n = RnCn ；121)( sTsWicli cn 1/5 T i U*n(s)/ Id (s) n(s) ASR )1(/ sTn sTCRme IdL(s)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計目的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計目的性能目的：性能目的：靜態(tài)：靜態(tài)： s% 5% D = 3動態(tài)：動態(tài)： i% 5% n% 10% 知條件：知條件：最大速度給定最大速度給定 U*nm = 5v最大電流給定最大電流給定 U*im = 5v最大電樞電流最大電樞電流 I