雙閉環(huán)控制系統(tǒng)

課程 課程設(shè) 課題 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè) 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 目第1章雙閉環(huán)系統(tǒng)分 系統(tǒng)介 系統(tǒng)原 雙閉環(huán)的優(yōu) 第2章系統(tǒng)參數(shù)設(shè) 電流調(diào)節(jié)器的設(shè) 時(shí)間參數(shù)選 計(jì)算電流調(diào)節(jié)參 校驗(yàn)近似條 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè) 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率 計(jì)算控制器的電阻電容 第3章仿真模 電流環(huán)模 轉(zhuǎn)速環(huán)模 第4章仿真成 電流環(huán)仿真成 轉(zhuǎn)速環(huán)仿真成 穩(wěn)定性指標(biāo)的分 電流環(huán)的穩(wěn)定 轉(zhuǎn)速環(huán)的穩(wěn)定 結(jié) 參考文 1章雙閉環(huán)系統(tǒng)全控三種；按電路構(gòu)造可分為橋式電路和零式電路；按交流輸為單相、雙相、三相和多相電路；按控制辦法又可分為相控整流和斬波控制整流電路。本系統(tǒng)采用的?三相全控橋式晶閘管相控整流電路。這?由于電機(jī)容量相大，并且規(guī)定直流脈動(dòng)小、容易濾波。其交流側(cè)由三相電網(wǎng)直接供電，直流出脈動(dòng)很小的直流電。在分析時(shí)把直流電機(jī)當(dāng)成阻感性加反電勢負(fù)載。由于機(jī)電流持續(xù)因此分析辦法與阻感性負(fù)載相似，各參量計(jì)算公式亦相似。ASR（速度調(diào)節(jié)器）?據(jù)速度指令Un*和速度反Un的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出?電流指令的給定信號(hào)Ui*（對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)來說，控制電樞電流就?控制電磁轉(zhuǎn)矩，對(duì)應(yīng)的能夠調(diào)速）。ACR(電流調(diào)節(jié)器)Ui*和電流反Ui的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出?UPE（功率變換器件的）的控制信號(hào)Uc。進(jìn)而調(diào)節(jié)UPE的輸出，即電機(jī)的電樞電壓，由于轉(zhuǎn)速不能突變，電樞電壓變化后，電樞電流跟著發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩也跟著變化，由Te-TL=Jdn/dt，只要Te與TL不相等轉(zhuǎn)速會(huì)對(duì)應(yīng)的變化。整個(gè)過程到電樞電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩達(dá)成平衡，轉(zhuǎn)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)屬于多環(huán)控制系統(tǒng)，每一環(huán)都有調(diào)節(jié)器，構(gòu)成一種完整的閉環(huán)系統(tǒng)。工程設(shè)計(jì)辦法遵照先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的原則：先設(shè)計(jì)電流環(huán)（內(nèi)環(huán)），對(duì)其進(jìn)行必要的變換在電流檢測信號(hào)中常有交流分量，為了不讓它影響調(diào)節(jié)器的輸入，加入了低通濾而濾波環(huán)節(jié)能夠使反饋信號(hào)延遲為了消除此延遲在給定位置加一種相似時(shí)間常數(shù)的慣性節(jié)。同理，由測速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓常含有換向紋波，因此也在給定和反饋環(huán)節(jié)加入濾波環(huán)節(jié)。2章系統(tǒng)參數(shù)額定電

I=PN=3000=

(2- 額定電

R=U2=1602=

(2- 設(shè)立晶閘管放大系數(shù)Ks=

整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)Ts，運(yùn)用三相橋式電路的平均控制Ts=

(2-電流濾波時(shí)間電流環(huán)小時(shí)間

Toi=T∑i=Ts+Toi=

(2-(2-2-1I型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)mT1/T2T/T1/1/1/Cmax/Cbtm/tv/電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間L

20×10-

(2-電流開環(huán)

Tl=R

=KI=0.5=0.5≈135.1s-

(2- C=Ur-IdRa=160-24×0.785≈0.088V?

(2- β=10= =0.533V/A

(2- 1.5×機(jī)電時(shí)間

= =

=0.072×0.785× （2-π375×0.0882×π電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間τi=Tl=電流調(diào)節(jié)

(2-K=KIτiR=135.1×0.03×0.785≈

(2-

40×電流環(huán)截止頻

ω=K=135.1S-

(2-①電力電子變換器純?chǔ)豤i<1= s-1≈196.1s-

(2- 3×②不考慮反電動(dòng)勢的變化對(duì)電流環(huán)的動(dòng)態(tài)

≥

== - -

(2-③電流環(huán)小慣

<

1 -1 -= ≈30.0.17×= ≈

(2-根據(jù)所規(guī)定的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)來選用。普通狀況下，但愿電流超調(diào)量為放大倍數(shù)

α=10=10=0.006V?

(2- 1KI=2T∑i=2×0.0037=

(2-2-2II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指h3456789σ%%%%%%%%tr/tS/K32211111轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)和轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間Ton=查2-2慣性環(huán)節(jié)時(shí)間1T∑n=KI+Ton=0.0074+0.001=τn=h?T∑n=5×0.00174=

(2-(2-轉(zhuǎn)速開環(huán)

nKN=h+1= 5+ =2191s-2n

(2-ASR

2h2T∑ 2×52×K=(h+1)βCeTm 6×0.533×0.0888×

=

(2- 2×5×0.785×0.006×例（2-22）按上述參數(shù)設(shè)計(jì)超調(diào)量σ2%<5%滿足設(shè)計(jì)規(guī) =K

=396.4×0.087≈34.5s-

（2- n電流環(huán)傳遞函數(shù)簡3

==

≈63.7s-1>

（2-轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間3

==

≈38.7s-1>

（2-

Rn=KnR0=686.8×4=

（2-C=τn

=

（2- 2740× =4Ton=4×0.01=

（2-

4× 18.75×σn=2Cb(λ-z)n*Tm=2×81.2%×1.5×2能滿足設(shè)計(jì)規(guī)=2%<3章仿真模3-3-4章仿真成 圖4-4-由附圖中仿真圖能夠看到，當(dāng)其幅頻特性曲0時(shí)，既其轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)相頻線的點(diǎn)在-180之上，并且仍有一定余量，充足闡明該環(huán)節(jié)穩(wěn)由附圖中仿真圖能夠看到，當(dāng)其幅頻特性曲0時(shí)，既其轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)相頻線的點(diǎn)在-180之上，并且仍有一定余量，充足闡明該環(huán)節(jié)穩(wěn)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不ASR在起動(dòng)過程中的飽和狀況，可將起動(dòng)過程分為三個(gè)階段，即電流上升階段、恒流升速階調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)尚有一種特點(diǎn)，就是轉(zhuǎn)速必超調(diào)。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，ASR的作用是對(duì)轉(zhuǎn)速的抗擾調(diào)節(jié)并使之在穩(wěn)態(tài)時(shí)無靜差，其輸出限幅決定允許的最