電力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制3速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)馬昕北京化工大學(xué)計(jì)算機(jī)模擬與系統(tǒng)平安工程研討中心教育部化工平安工程研討中心國(guó)家平安消費(fèi)監(jiān)視管理總局危險(xiǎn)化學(xué)品消費(fèi)系統(tǒng)缺點(diǎn)預(yù)防及監(jiān)控根底實(shí)驗(yàn)室北京化工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)2開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能和存在的問(wèn)題速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能主要內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)3開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能和存在的問(wèn)題速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)主要內(nèi)容2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)4開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1.開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性加載在直流電動(dòng)機(jī)上的電壓是晶閘管整流安裝的輸出瞬時(shí)電壓ud和平均電壓Ud，假設(shè)把整流安裝內(nèi)阻上的電壓降移到整流安裝外面，當(dāng)做負(fù)載電路電壓降的一部分，整流電壓便可用其理想空載值ud0和Ud0來(lái)替代。此時(shí)，瞬時(shí)電壓平衡方程式可以寫(xiě)為：2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)5開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1.開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)6開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1.開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性在方式上與直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式類(lèi)似，但是兩者有本質(zhì)的不同2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)7開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1.開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性改動(dòng)晶閘管控制角，就可以改動(dòng)Ud0。晶閘管整流安裝可以看成是一個(gè)線性的可控電壓源經(jīng)過(guò)改動(dòng)觸發(fā)或驅(qū)動(dòng)電路的控制電壓來(lái)改動(dòng)功率變換電路的輸出平均電壓，到達(dá)調(diào)理電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的控制電壓與輸出轉(zhuǎn)速之間只需順向作用而無(wú)反向聯(lián)絡(luò)，輸出轉(zhuǎn)速并不影響控制電壓，屬于開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)適用于消費(fèi)機(jī)械對(duì)靜差率要求不高的場(chǎng)所，構(gòu)造簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)速2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)8許多需求無(wú)級(jí)調(diào)速的消費(fèi)機(jī)械經(jīng)常對(duì)靜差率提出較嚴(yán)厲的要求，不能允許很大的靜差率，此時(shí)，開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)不能滿(mǎn)足較高的性能目的要求開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2.開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能和存在的問(wèn)題2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)9開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2.開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能和存在的問(wèn)題2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)10開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)主要內(nèi)容2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)11速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)12速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)2.2.1速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性2.2.1.1單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成2.2.1.1轉(zhuǎn)速負(fù)反響單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2.2.1.3開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較2.2.1.4單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的根本特征2.2.2單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)2.2.2.1問(wèn)題的提出2.2.2.2電流截止負(fù)反響環(huán)節(jié)2.2.2.3帶電流截止負(fù)反響的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反響調(diào)速系統(tǒng)2.2.3速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析2.2.3.1動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2.2.3.2穩(wěn)定性分析2.2.4無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)13速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成Backto反響控制規(guī)律Backto系統(tǒng)各單元靜特性〔一〕速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性1.速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成比較環(huán)節(jié)控制器晶閘管觸發(fā)安裝驅(qū)動(dòng)電路主電路反響環(huán)節(jié)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)14靜特性：閉環(huán)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流的穩(wěn)態(tài)關(guān)系分析速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性時(shí)，需做出如下假設(shè)：假定各環(huán)節(jié)的輸入輸出關(guān)系是線性的；假定系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性是延續(xù)的；忽略直流電源和電位器的內(nèi)阻〔一〕速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性2.轉(zhuǎn)速負(fù)反響單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)15Backto動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成表示圖〔一〕速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性2.轉(zhuǎn)速負(fù)反響單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)16轉(zhuǎn)速負(fù)反響調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)構(gòu)造圖〔一〕速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性2.轉(zhuǎn)速負(fù)反響單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)17速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程如下：閉環(huán)系統(tǒng)理想空載轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)轉(zhuǎn)速降閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)〔一〕速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性2.轉(zhuǎn)速負(fù)反響單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)18〔一〕速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性3.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比較閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性的硬度大大提高當(dāng)理想空載轉(zhuǎn)速一樣時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多當(dāng)要求的靜差率一定時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍可以大大提高當(dāng)給定電壓一樣時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速大大降低2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)19〔一〕速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性閉環(huán)系統(tǒng)必需引入放大器3.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比較2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)20〔一〕速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性綜合上述四條特點(diǎn)，可得出以下結(jié)論：閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，在保證一定靜差率的要求下，大大提高了調(diào)速范圍。但是閉環(huán)系統(tǒng)必需設(shè)置檢測(cè)安裝和電壓放大器。調(diào)速系統(tǒng)之所以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)速降，根本緣由在于負(fù)載電流引起了電樞回路電阻壓降。閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降減少，并不是由于閉環(huán)后能使電樞回路電阻減小，而是閉環(huán)系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)理作用，它能隨著負(fù)載的變化相應(yīng)地改動(dòng)整流安裝輸出電壓。3.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比較2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)21運(yùn)用比例調(diào)理器的閉環(huán)系統(tǒng)是有靜差的控制系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)絕對(duì)服從于給定輸入閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)于被包圍在負(fù)反響環(huán)內(nèi)的一切主通道上的繞動(dòng)作用都能有效地加以抑制對(duì)給定電源和反響檢測(cè)元件中的誤差無(wú)能為力速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成表示圖〔一〕速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性4.單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的根本特征——反響控制規(guī)律2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)22電流負(fù)反響的引入不能影響電動(dòng)機(jī)正常任務(wù)時(shí)的靜特性電流截止負(fù)反響：正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不起作用；一旦電流超越規(guī)定值，電流負(fù)反響即投入運(yùn)轉(zhuǎn)限流維護(hù)的詳細(xì)方法即為：引入電流截止負(fù)反響環(huán)節(jié)限流維護(hù)是為理處理反響閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)電流過(guò)大的問(wèn)題而采取的一種限流措施過(guò)大的電流會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)和晶閘管反響控制原理：要維持哪一個(gè)物理量根本不變，就應(yīng)該引入那個(gè)物理量的負(fù)反響〔二〕單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)1.問(wèn)題的提出電流負(fù)反響2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)23電流截止負(fù)反響安裝原理接線〔1〕用直流電源做比較電壓〔二〕單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)2.電流截止負(fù)反響環(huán)節(jié)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)24電流截止負(fù)反響安裝原理接線〔2〕用穩(wěn)壓管的擊穿電壓做比較電壓〔二〕單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)2.電流截止負(fù)反響環(huán)節(jié)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)25電流截止負(fù)反響環(huán)節(jié)的輸入輸出特性電流截止負(fù)反響環(huán)節(jié)的輸入輸出特性是一個(gè)非線性環(huán)節(jié)〔兩段線性環(huán)節(jié)〕：〔二〕單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)2.電流截止負(fù)反響環(huán)節(jié)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)26帶電流截止負(fù)反響環(huán)節(jié)的速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)構(gòu)造圖轉(zhuǎn)速負(fù)反響調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)構(gòu)造圖〔二〕單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)3.帶電流截止負(fù)反響的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反響調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)27〔二〕單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)3.帶電流截止負(fù)反響的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反響調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)28由可得〔二〕單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)堵轉(zhuǎn)：電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將轉(zhuǎn)子堵住，強(qiáng)迫其停頓轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電樞電流將迅速上升3.帶電流截止負(fù)反響的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反響調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)29帶電流截止負(fù)反響速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性下垂特性挖土機(jī)特性〔二〕單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流維護(hù)3.帶電流截止負(fù)反響的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反響調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)30建立線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的根本步驟：寫(xiě)出描畫(huà)各環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)過(guò)程的微分方程式；求出各環(huán)節(jié)的傳送函數(shù)；組成系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)構(gòu)造圖并求出系統(tǒng)的傳送函數(shù)速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成〔三〕速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析1.動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)31放大器晶閘管觸發(fā)電路及整流安裝轉(zhuǎn)速反響環(huán)節(jié)晶閘管安裝的失控時(shí)間〔三〕速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析1.動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)32直流電動(dòng)機(jī)電樞回路總電感電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)〔三〕速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析1.動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)33直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流機(jī)電時(shí)間常數(shù)〔三〕速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析1.動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)34直流電動(dòng)機(jī)〔三〕速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析1.動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)35速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳送函數(shù)〔三〕速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)構(gòu)造圖Backto雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)特性分析Backto無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)1.動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)36速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳送函數(shù)〔三〕速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析1.動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)37速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳送函數(shù)〔三〕速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析1.動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)38〔三〕速度閉環(huán)控制調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)特性分析2.穩(wěn)定性分析2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)39PI調(diào)理器原理接線圖〔四〕采用PI調(diào)理器的單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)1.比例積分調(diào)理器和比例積分控制規(guī)律2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)40PI調(diào)理器輸出呼應(yīng)1.比例積分調(diào)理器和比例積分控制規(guī)律〔四〕采用PI調(diào)理器的單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)412.采用PI調(diào)理器的單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)構(gòu)造圖〔四〕采用PI調(diào)理器的單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)422.采用PI調(diào)理器的單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)〔四〕采用PI調(diào)理器的單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)43結(jié)論：積分控制和比例積分控制的調(diào)速系統(tǒng)都是無(wú)靜差的2.采用PI調(diào)理器的單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)〔四〕采用PI調(diào)理器的單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)44開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)速度單閉環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能主要內(nèi)容2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)45多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)2.3.1轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性2.3.1.1問(wèn)題的提出2.3.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成2.3.1.3轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2.3.2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程分析2.3.2.1啟動(dòng)過(guò)程的三個(gè)階段2.3.2.2啟動(dòng)過(guò)程特點(diǎn)2.3.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)46多環(huán)控制系統(tǒng)：是指按一環(huán)套一環(huán)的嵌套構(gòu)造組成的具有兩個(gè)或兩個(gè)以上閉環(huán)的控制系統(tǒng)相當(dāng)于過(guò)程控制中的串級(jí)控制系統(tǒng)多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)47帶電流截止負(fù)反響的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的電流和轉(zhuǎn)速波形直流電動(dòng)機(jī)理想啟動(dòng)過(guò)程波形〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性1.問(wèn)題的提出2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)48理想啟動(dòng)特性：當(dāng)電動(dòng)機(jī)最大電流遭到限制時(shí)，在過(guò)渡過(guò)程中電流一直堅(jiān)持最大值，電動(dòng)機(jī)以最大轉(zhuǎn)矩加速，調(diào)速系統(tǒng)具有最大啟動(dòng)加速度到達(dá)給定轉(zhuǎn)速時(shí)，電流立刻降低，使轉(zhuǎn)速與負(fù)載到達(dá)平衡，轉(zhuǎn)入穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)形狀〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性1.問(wèn)題的提出2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)49為實(shí)如今允許條件下的最快啟動(dòng)，關(guān)鍵是獲得一段電流維持在最大值的恒流過(guò)程欲維持電流在最大值處和負(fù)載電流值處為恒值，引入電流負(fù)反響轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的研討目的：快速平安啟動(dòng)〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性1.問(wèn)題的提出2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)50轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)理器電流調(diào)理器外環(huán)內(nèi)環(huán)〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性2.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)51對(duì)轉(zhuǎn)速和電流分別進(jìn)展控制，設(shè)置兩個(gè)調(diào)理器ASR：轉(zhuǎn)速調(diào)理器ACR：電流調(diào)理器轉(zhuǎn)速：主控信號(hào)，有外加給定值，外環(huán)電流：穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受負(fù)載決議，內(nèi)環(huán)ASR的輸出作為ACR的輸入，ACR的輸出控制觸發(fā)安裝〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性2.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)52轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)構(gòu)造圖PI調(diào)理器，輸出限幅PI調(diào)理器，輸出限幅〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)53正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流不會(huì)到達(dá)最大值，因此ACR一直不會(huì)飽和，只需ASR涉及能否飽和問(wèn)題〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)54〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)55雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)56〔一〕轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性3.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)57啟動(dòng)過(guò)程的3個(gè)階段：電流上升階段恒流升速階段轉(zhuǎn)速調(diào)理階段啟動(dòng)過(guò)程分析設(shè)置雙閉環(huán)的重要目的是獲得接近理想啟動(dòng)特性的啟動(dòng)過(guò)程，整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程按照ASR處于不飽和、飽和、退飽和的不同形狀分為三個(gè)階段〔二〕雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程分析1.啟動(dòng)過(guò)程的三個(gè)階段2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)58啟動(dòng)過(guò)程特點(diǎn)：〔１〕飽和非線性控制ASR飽和：恒值電流調(diào)理ASR不飽和：電流隨動(dòng)，無(wú)靜差調(diào)速〔２〕準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制〔３〕退飽和轉(zhuǎn)速超調(diào)〔二〕雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程分析2.啟動(dòng)過(guò)程特點(diǎn)2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)59系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能：〔１〕動(dòng)態(tài)跟隨性能〔２〕動(dòng)態(tài)抗擾性能：抗負(fù)載擾動(dòng)、抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗干擾才干分析速度單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)構(gòu)造圖ASR和ACR的作用：ASR：轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差；抵抗負(fù)載擾動(dòng)；限制最大電流ACR：抵抗內(nèi)環(huán)擾動(dòng)；最大啟動(dòng)電流；限制電流最大值；電流跟隨作用〔三〕雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能2024/1/9第二章速度閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)60本章小結(jié)速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的一種根本方式，具有反響控制的根本規(guī)律限流維護(hù)是為理處理反響閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)電流過(guò)大問(wèn)題而采取的一種限流措施，限流維護(hù)的根本方法之一是電流截止負(fù)反響調(diào)速系統(tǒng)采用比例調(diào)理時(shí)系統(tǒng)有靜差，為消除靜差可在調(diào)速系統(tǒng)中引入積分環(huán)節(jié)，使之成為比例積分調(diào)速系統(tǒng)，可同時(shí)滿(mǎn)足穩(wěn)定精度高和動(dòng)態(tài)呼應(yīng)快的要求2024/1/9第