電力拖動自動控制系統(tǒng)第2課

1、1 12 2電氣傳動控制系統(tǒng)課程內(nèi)容總貌3 3內(nèi)容提綱：1、穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標2、開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)速反饋直流調(diào)速系統(tǒng) 3.1 比例控制 4 4內(nèi)容提綱：1、穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標2、開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)速反饋直流調(diào)速系統(tǒng) 3.1 比例控制 5 5 對于調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的要求有以下三個方面：（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)，分檔地或平滑地調(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)定運行，在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動；（3）加、減速加、減速頻繁起、制動的設(shè)備要求加、減速盡量快，不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機械則要求起、制動盡量平穩(wěn)。1. 1. 穩(wěn)態(tài)調(diào)速指標穩(wěn)態(tài)調(diào)速指標6穩(wěn)態(tài)調(diào)

2、速指標（穩(wěn)態(tài)調(diào)速指標（1 1）n 調(diào)速范圍： 生產(chǎn)機械要求電動機提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母 D 表示，即 其中 nmin 和 nmax 一般都指電機額定負載時的轉(zhuǎn)速，一般以電動機額定轉(zhuǎn)速作為最高轉(zhuǎn)速。調(diào)速范圍實際計算公式：minmaxnnD minnnDN7n 靜差率：當系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運行時，負載由理想空載增加到額定值時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落 nN ，與理想空載轉(zhuǎn)速 n0 之比，稱作靜差率 s ，即穩(wěn)態(tài)調(diào)速指標（穩(wěn)態(tài)調(diào)速指標（2 2）0Nnns或用百分數(shù)表示 式中 nN = n0 - nN (2-26)%1000Nnns(2-27)8 8(3)(3)靜差率與機械特性硬度的關(guān)系

3、靜差率與機械特性硬度的關(guān)系OTeNTen0an0bab nNa nNb nu 特性特性 a 和和 b 的的 硬度硬度相同相同u 特性特性 a 和和 b 的的 額定速降額定速降相同相同u 特性特性 a 和和 b 的的 靜差率靜差率不相同不相同9 9n 靜差率與機械硬度的關(guān)系（續(xù)）靜差率與機械硬度的關(guān)系（續(xù)）例如例如：在某一電樞電壓輸入下，空載1000r/min時降落10r/min，靜差率為1%；降低電樞電壓使空載為100r/min時，同樣降落10r/min，靜差率卻升為10%； 如果在只有10r/min時，再降落10r/min，就占100%，這時電動機已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速全部降落完了。 1010

4、對于同樣硬度的特性，理想空載轉(zhuǎn)速越低時，靜差率越大。調(diào)速范圍和靜差率這兩項指標并不是彼此孤立的，必須同時提才有意義。 因此：調(diào)速系統(tǒng)的靜差率應(yīng)以最低速的數(shù)值為準。即：(4)(4)靜差率的實際計算公式靜差率的實際計算公式min0NnnsNminmin0nnn11(4) 調(diào)速范圍、靜差率和額定速降的關(guān)系 設(shè)：電機額定轉(zhuǎn)速 nN ，轉(zhuǎn)速降落為 nN，則該系統(tǒng)的靜差率應(yīng)該是最低速時的靜差率，即而調(diào)速范圍為 于是，最低轉(zhuǎn)速為 將上面的式代入 nmin，得 NminNmin0NnnnnnssnsnsnnNNNmin)1 (minNminmaxnnnnDNN(1)n sDns12(4) 調(diào)速范圍、靜差率和額

5、定速降關(guān)系 （續(xù)）NN(1)n sDns 對于同一個調(diào)速系統(tǒng)，nN 值是定值 要求 s 值越小時，系統(tǒng)能夠允許的調(diào)速范圍 D 也越小 一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時還能滿足 所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。(2-28)1313（5）穩(wěn)態(tài)調(diào)速指標使用注意： 調(diào)速范圍和靜差率這兩項指標并不是彼此孤立的，必須同時提才有意義。 調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標應(yīng)以最低速時所能達到的數(shù)值為準。 調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。1414例題例題1-1 某直流調(diào)速系統(tǒng)電動機額定轉(zhuǎn)速為某直流調(diào)速系統(tǒng)電動機額定轉(zhuǎn)速為14301430r/min，額定速降額定速降 n nN N = 115

6、r/min= 115r/min，當要求靜差率，當要求靜差率30%30%時，允許時，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率20%20%，則調(diào)速范圍是多，則調(diào)速范圍是多少？如果希望調(diào)速范圍達到少？如果希望調(diào)速范圍達到1010，所能滿足的靜差率是多，所能滿足的靜差率是多少？少？解解: 要求30%時，調(diào)速范圍為 若要求20%，則調(diào)速范圍只有 若調(diào)速范圍達到10，則靜差率只能是3 . 5)3 . 01 (1153 . 01430)1 (NNsnsnD1 . 3)2 . 01 (1152 . 01430D%6 .44446. 011510143011510NNNnDnnDs151

7、5內(nèi)容提綱：1、穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標2、開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)速反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 3.1 比例控制16（1）開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖17（2）開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)機械特性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：電力電子變換器直流電動機n 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性為 csdUKU0ed0dCRIUnedecsed0dCRICUKCRIUn開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖18（3）開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜差率 開環(huán)系統(tǒng)機械特性都有較大的負載引起的轉(zhuǎn)速降落，它制約了開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜差率 s。, scdeedeK URInCCRInC 圖2-17 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的機械特性1919要求S不大于5%，開環(huán)

8、能滿足嗎2020例例1-2 : :某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機：某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機：Z2-93Z2-93型、型、60kw60kw、220V220V、305A305A、1000r1000rminmin，如果采用，如果采用V-MV-M系統(tǒng)，系統(tǒng)，已知主回路總電阻已知主回路總電阻R R0.180.18，電動機，電動機CeCe0.2V0.2Vmin/rmin/r。如果要求如果要求D D2020，s s5 5，則開環(huán)調(diào)速能否滿足？，則開環(huán)調(diào)速能否滿足？開環(huán)系統(tǒng)機械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時的靜差率為開環(huán)系統(tǒng)機械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時的靜差率為 這已大大超過了這已大大超過了5的要求！的要

9、求！min/275min/2 . 018. 0305edNNrrCRIn%6 .21216. 02751000275NNNNnnnsmin/63. 2min/)05. 01 (2005. 01000)1 (NNrrsDsnn解：解： 當電流連續(xù)時，當電流連續(xù)時，V-M系統(tǒng)的額定速降為系統(tǒng)的額定速降為 如果要滿足生產(chǎn)工藝如果要滿足生產(chǎn)工藝D20，s5的要求，的要求，nN應(yīng)該是多少呢應(yīng)該是多少呢? 2121 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)往往不能滿足調(diào)速范圍和靜差率的要求。 反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會自動產(chǎn)生糾正偏差的作用。 因此，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

10、硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍。如何獲得滿足要求的靜差率？22221、穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標2、開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)速反饋直流調(diào)速系統(tǒng) 3.1 比例控制 3.1.1 3.1.1 靜分析靜分析 3.1.2 3.1.2 動態(tài)分析動態(tài)分析內(nèi)容提綱：23（1）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理n根據(jù)自動控制原理，將系統(tǒng)的被調(diào)節(jié)量作為反饋量引入系統(tǒng)，與給定量進行比較，用比較后的偏差值對系統(tǒng)進行控制，可以有效地抑制甚至消除擾動造成的影響，而維持被調(diào)節(jié)量很少變化或不變，這就是反饋控制的基本作用。在負反饋基礎(chǔ)上的“檢測誤差，用以糾正誤差”這一原理組成的系統(tǒng)，其輸出量反饋的傳遞途徑構(gòu)成一個閉合的環(huán)路

11、，因此被稱作閉環(huán)控制系統(tǒng)。調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落正是由負載引起的轉(zhuǎn)速偏差，顯然，引入轉(zhuǎn)速閉環(huán)將使調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。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)。 2424Ud4Ud3Ud2Ud1IdId1Id3Id2Id4ABCAD閉環(huán)靜特性閉環(huán)靜特性開環(huán)機械特性圖1-26 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)機械特性的關(guān)系0n（1）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理（續(xù)1）2525n 閉環(huán)調(diào)節(jié)過程閉環(huán)調(diào)節(jié)過程開環(huán)系統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng) Id n 例如：在圖例如：在圖1-261-26中工作點從中工作點從A A A A 閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng) Id n Un Un n Ud0 Uc 例如：在圖例如：在圖1-

12、261-26中工作點從中工作點從A A B B（1）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理（續(xù)2）26（2）比例控制調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，與電動機同軸安裝一臺測速發(fā)電機 TG ，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負反饋電壓 Un ，與給定電壓 U*n 相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓 Un ，經(jīng)過放大器 A，產(chǎn)生電力電子變換器 UPE 的控制電壓Uc ，用以控制電動機轉(zhuǎn)速 n。圖2-18 采用轉(zhuǎn)速負反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)+-AGTMTG+-+-+-UtgUdIdn+-+UnUn U*nUcUPE+-MTGIdUnUdUcUnntg27UPE 原理 UPE 是由電力電子器件組成的變換器，其輸入接三相（或單相）

13、交流電源，輸出為可控的直流電壓，控制電壓為 Uc 。 組成 UPE 的電力電子器件有如下幾種選擇方案：n 對于中小容量系統(tǒng)，多采用由 IGBT 或 P-MOSFET 組成的 PWM 變換器；n 對于較大容量的系統(tǒng)，可采用其他電力電子開關(guān)器件，如 GTO、IGCT 等；n 對于特大容量的系統(tǒng)，則常用晶閘管觸發(fā)與整流裝置。UcUd0uACDC（2）比例控制調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（續(xù)）28假設(shè)條件： 下面分析閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性，以確定它如何能夠減少轉(zhuǎn)速降落。為了突出主要矛盾，先作如下的假定：（1）忽略各種非線性因素，假定系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的輸入輸出關(guān)系都是線性的， 或者只取其線性工作段；（2）忽略控制電源和電位

14、器的內(nèi)阻。（2）忽略控制電源和電位器的內(nèi)阻。圖2-18 采用轉(zhuǎn)速負反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)+-AGT+-+-+-Utgn+-+Un U*nUcUPE+-MTGIdUnUd（3）比例控制調(diào)速系統(tǒng)靜特性分析29穩(wěn)態(tài)系數(shù)：圖2-18 采用轉(zhuǎn)速負反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)+-AGT+-+-+-Utgn+-+Un U*nUcUPE+-MTGIdUnUd Kp 放大器的電壓放大系數(shù)Ks 電力電子變換器的電壓 放大系數(shù)；R 電樞回路總電阻。 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，（Vmin/r）Ud0 UPE 的理想空載輸出 電壓；3030 電壓比較環(huán)節(jié)電壓比較環(huán)節(jié) n*nnUUU放大器放大器 npcUKU電力電子變換器電力電子變換器 cs0d

15、UKU調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性 ed0dCRIUn測速反饋環(huán)節(jié)測速反饋環(huán)節(jié) nUn 每個環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)分析：3131（4）比例控制調(diào)速系統(tǒng)方框圖3232a）只考慮給定作用時的閉環(huán)系統(tǒng)b）只考慮擾動作用時的閉環(huán)系統(tǒng))1(e*nspKCUKKn)1(edKCRIn3333（5）比例控制調(diào)速系統(tǒng)靜特性方程3434開環(huán)機械特性：開環(huán)機械特性： opop0ede*nsped0dnnCRICUKKCRIUn閉環(huán)系統(tǒng)靜特性閉環(huán)系統(tǒng)靜特性 ：clcl0ede*nsp)1 ()1 (nnKCRIKCUKKn（6）開環(huán)與比例控制調(diào)速的比較3535閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)機械特性硬得多 閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率

16、比開環(huán)系統(tǒng)小得多（按理想空載轉(zhuǎn)速相同進行比較） Knn1opclKss1opcl（6）開環(huán)與比例控制調(diào)速的比較（續(xù)1）3636所要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)可大大提高調(diào)速范圍（最高轉(zhuǎn)速相同）（最高轉(zhuǎn)速相同）要取得上述三項優(yōu)勢，閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置放大器。 opclDKD)1 ( （6）開環(huán)與比例控制調(diào)速的比較（續(xù)2）3737 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價是，須增設(shè)電壓放大器以及檢測與反饋裝置。 （7）結(jié)論3838例題1-3 在例題1-2中，龍門刨床要求D = 20，s 5%，已知 Ks = 30， = 0.0

17、15Vmin/r，Ce = 0.2Vmin/r，如何采用閉環(huán)系統(tǒng)滿足此要求？解解 在上例中已經(jīng)求得 nop = 275 r/min，但為了滿足調(diào)速要求，須有 ncl = 2.63 r/min，由6 .103163. 22751,1copopcllnnKKnn代入已知參數(shù)，則得 462 . 0/015. 0306 .103/espCKKK39391、穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標2、開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)速反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 3.1 比例控制 3.1.1 3.1.1 靜分析靜分析 3.1.2 動態(tài)分析內(nèi)容提綱：40（1 1）動態(tài)模型的建立方法）動態(tài)模型的建立方法 建立系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型的基本步驟如下：（1）

18、根據(jù)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的物理規(guī)律，列出描 述該環(huán)節(jié)動態(tài)過程的微分方程；（2）求出各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；（3）組成系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖并求出系統(tǒng)的傳 遞函數(shù)。4141（2 2）比例調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）比例調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-圖2-18 采用轉(zhuǎn)速負反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)+-AGT+-+-+-Utgn+-+Un U*nUcUPE+-MTGIdUnUd放大環(huán)節(jié)放大環(huán)節(jié)電力電子變換器環(huán)節(jié)電力電子變換器環(huán)節(jié)電動機環(huán)節(jié)電動機環(huán)節(jié)測速環(huán)節(jié)測速環(huán)節(jié)4242電力電子器件的傳遞函數(shù)電力電子器件的傳遞函數(shù) 不同電力電子變換器的傳遞函數(shù)，它們不同電力電子變換器的傳遞函數(shù)，它們的表達式是相同的，都是的表達式是相同的，都是1)(ssssTKsW 只是在

19、不同場合下，參數(shù)只是在不同場合下，參數(shù)K Ks s和和T Ts s的數(shù)值的數(shù)值不同而已。不同而已。 4343+ 直流電動機的傳遞函數(shù)直流電動機的傳遞函數(shù)EtILRIUddddd0(1-46) 假定主電路電假定主電路電流連續(xù)，則動態(tài)流連續(xù)，則動態(tài)電壓方程為電壓方程為 電路方程電路方程4444 如果，忽略粘性磨擦及彈性轉(zhuǎn)矩，電如果，忽略粘性磨擦及彈性轉(zhuǎn)矩，電機軸上的動力學方程為機軸上的動力學方程為 (1-47) tnGDTTdd3752Le 額定勵磁下的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩分額定勵磁下的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩分別為別為 dmeICT nCEe(1-48) (1-49) 電機空載轉(zhuǎn)矩在電機空載轉(zhuǎn)矩在內(nèi)

20、的負載轉(zhuǎn)矩，內(nèi)的負載轉(zhuǎn)矩，N-m電力拖動系統(tǒng)折電力拖動系統(tǒng)折算到電機軸上的算到電機軸上的飛輪慣量，飛輪慣量，N-m24545 電樞回路電磁時間常數(shù)，電樞回路電磁時間常數(shù)，s s； 電力拖動系統(tǒng)機電時間常數(shù)，電力拖動系統(tǒng)機電時間常數(shù)，s s。RLTlme2m375CCRGDT 定義下列時間常數(shù)定義下列時間常數(shù)4646 代入式（代入式（1-46）和（）和（1-47）,并考慮式（并考慮式（1-48）和（和（1-49），整理后得），整理后得)dd(dd0dtITIREUltERTIIddmdLdmLdLCTI(1-50) (1-51) 式中式中 為負載電流。為負載電流。 n 微分方程微分方程4747

21、在零初始條件下，取等式兩側(cè)的拉氏在零初始條件下，取等式兩側(cè)的拉氏變換，得電壓與電流間的傳遞函數(shù)變換，得電壓與電流間的傳遞函數(shù) 11)()()(0ddsTRsEsUsIl電流與電動勢間的傳遞函數(shù)電流與電動勢間的傳遞函數(shù) sTRsIsIsEmdLd)()()(1-52) (1-53) n 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)4848n 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 Id (s)IdL(s)+-E (s) R Tmsb. 式（153）的結(jié)構(gòu)圖E(s)Ud0+-1/RTl s+1Id (s)a. 式（152）的結(jié)構(gòu)圖圖1-34 額定勵磁下直流電動機動態(tài)結(jié)構(gòu)圖4949n(s)c. 整個直流電動機的動態(tài)的結(jié)構(gòu)圖 1/CeUd0IdL (s)

22、EId (s)+- 1/R Tl s+1 R Tms5050 由上圖由上圖c c可以看出，直流電動機有兩可以看出，直流電動機有兩個輸入量，一個是施加在電樞上的理想個輸入量，一個是施加在電樞上的理想空載電壓空載電壓，另一個是，另一個是負載電流負載電流。 理想理想空載電壓空載電壓-控制輸入量控制輸入量 負載電流負載電流-擾動輸入量擾動輸入量 如果不需要在結(jié)構(gòu)圖中顯現(xiàn)出電流如果不需要在結(jié)構(gòu)圖中顯現(xiàn)出電流，可將擾動量的綜合點移前，再進行等，可將擾動量的綜合點移前，再進行等效變換，得下圖效變換，得下圖a a。如果是理想空載，則。如果是理想空載，則 I IdLdL = 0= 0，結(jié)構(gòu)圖即簡化成下圖，結(jié)構(gòu)圖

23、即簡化成下圖b b。5151n(s)Ud0 (s)+-1/Ce TmTl s2+Tms+1IdL (s) R (Tl s+1)n 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的變換和簡化動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的變換和簡化a. IdL 05252n(s)1/Ce TmTl s2+Tms+1Ud0 (s)n 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的變換和簡化（續(xù)）動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的變換和簡化（續(xù)）b. IdL= 05353 直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)還有比例放直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)還有比例放大器和測速反饋環(huán)節(jié)，它們的響應(yīng)都可以認為是大器和測速反饋環(huán)節(jié)，它們的響應(yīng)都可以認為是瞬時的，因此它們的傳遞函數(shù)就是它們的放大系瞬時的，因此它們的傳遞函數(shù)就是它們的放大系數(shù)，即數(shù)，即

24、 放大器pnca)()()(KsUsUsW)()()(nfnsnsUsW測速反饋（1-55） （1-54） 3. 3. 控制與檢測環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)控制與檢測環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)54544. 4. 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖圖1-36 反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖n(s)U*n (s)IdL (s) Uct (s)Un (s)+- KsTss+1KP1/Ce TmTl s2+Tms+1 +-R (Tl s+1)Ud0 (s)知道了各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)后，把它知道了各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)后，把它們按在系統(tǒng)中的相互關(guān)系組合起來，們按在系統(tǒng)中的相互關(guān)系組合起來

25、，就可以畫出閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動就可以畫出閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示。態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示。將電力電子變換器按一階慣性環(huán)節(jié)處理將電力電子變換器按一階慣性環(huán)節(jié)處理后，帶比例放大器的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)后，帶比例放大器的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以看作是一個三階線性系統(tǒng)可以看作是一個三階線性系統(tǒng)55555. 5. 調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) 由圖可見，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)由圖可見，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是的開環(huán)傳遞函數(shù)是 ) 1)(1()(m2mssTsTTsTKsWl式中 K = Kp Ks / Ce （1-56） 根據(jù)開環(huán)傳遞函數(shù)能看出什么結(jié)論？根據(jù)開環(huán)

26、傳遞函數(shù)能看出什么結(jié)論？ 56566. 6. 調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) 設(shè)設(shè)I Idldl= =0 0，從給定輸入作用上看，閉環(huán)直，從給定輸入作用上看，閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)是流調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)是 111)(1)1 () 1)(1(/) 1)(1(/1) 1)(1(/)(sm2sm3smespm2msespm2msespm2msespcsKTTsKTTTsKTTTKCKKKsTsTTsTCKKsTsTTsTCKKsTsTTsTCKKsWllllll（1-57） 57571.5.2 反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定條件反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定條件 由式（由式

27、（1-571-57）可知，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)）可知，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的特征方程為速系統(tǒng)的特征方程為 0111)(1sm2sm3smsKTTsKTTTsKTTTll（1-58） 它的一般表達式為它的一般表達式為 0322130asasasa5858 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)，系古爾維茨判據(jù)，系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是 0000030213210aaaaaaaa， 式（式（1-581-58）的各項系數(shù)顯然都是大于零的，）的各項系數(shù)顯然都是大于零的，因此穩(wěn)定條件就只有因此穩(wěn)定條件就只有 0111)(smsmsmKTTTKTTKTTTllssm

28、s)1 ()(TTKTTTTll或5959整理后得整理后得 2msss()llT TTTKTT（1-59） 式（式（1-591-59）右邊稱作系統(tǒng)的臨界放大系）右邊稱作系統(tǒng)的臨界放大系數(shù)數(shù) K Kcrcr, , 當當 K K K Kcr cr 時，系統(tǒng)將不穩(wěn)定。時，系統(tǒng)將不穩(wěn)定。 對于一個自動控制系統(tǒng)來說，穩(wěn)定性是對于一個自動控制系統(tǒng)來說，穩(wěn)定性是它能否正常工作的首要條件，是必須保證的它能否正常工作的首要條件，是必須保證的。 Kcr60601、穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標2、開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)速反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 3.1 比例控制 3.2 反饋的效用內(nèi)容提綱：6161反饋控制的效用 只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被調(diào)只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被調(diào)量是有靜差的。量是有靜差的。)1 (KCRInedcl，才能使K0cln只有6262 一方面能夠有效地抑