陈伯时《电力拖动自动控制系统》PPT c1-2

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1、（3）当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。如果电动机的最高转速都是nmax；而对最低速静差率的要求相同，那么：开环时，闭环时，再考虑式（1-38），得(1-40)系统特性比较（续）系统特性比较（续）（4）要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。上述三项优点若要有效，都取决于一点，即K要足够大，因此必须设置放大器。把以上四点概括起来，可得下述结论：结论2：闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是，须增设电压放大器以及检测与反馈装置。例题1-3在例题1

2、-2中，龙门刨床要求D=20，s<5%，已知Ks=30，=0.015V·min/r，Ce=0.2V·min/r，如何采用闭环系统满足此要求？解在上例中已经求得Δnop=275r/min，但为了满足调速要求，须有Δncl=2.63r/min，由式（1-38）可得代入已知参数，则得即只要放大器的放大系数等于或大于46，闭环系统就能满足所需的稳态性能指标。系统调节过程开环系统Idn例如：在图1-26中工作点从AA’闭环系统IdnUnUnnUd0Uc例如：在图1-26中工作点从ABn0OIdId1Id3Id2Id4

3、ABCA’D闭环静特性开环机械特性图1-26闭环系统静特性和开环机械特性的关系Ud4Ud3Ud2Ud1由此看来，闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。1.4.5反馈控制规律转速反馈闭环调速系统是一种基本的反馈控制系统，它具有以下三个基本特征，也就是反馈控制的基本规律，各种不另加其他调节器的基本反馈控制系统都服从于这些规律。1.被调量有静差从静特性分析中可以看出，由于采用了比例放大器，闭环系统的开环放大系数K值越大，系统的稳态性能越好。然而，Kp=常数，稳态速差就只能

4、减小，却不可能消除。因为闭环系统的稳态速降为只有K=，才能使ncl=0，而这是不可能的。因此，这样的调速系统叫做有静差调速系统。实际上，这种系统正是依靠被调量的偏差进行控制的。2.抵抗扰动,服从给定反馈控制系统具有良好的抗扰性能，它能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用，但对给定作用的变化则唯命是从。扰动——除给定信号外，作用在控制系统各环节上的一切会引起输出量变化的因素都叫做“扰动作用”。调速系统的扰动源负载变化的扰动（使Id变化）；交流电源电压波动的扰动（使Ks变化）；电动机励磁的变化的扰动（造成Ce变化）；放大器输出电压

5、漂移的扰动（使Kp变化）；温升引起主电路电阻增大的扰动（使R变化）；检测误差的扰动（使变化）。在图1-27中，各种扰动作用都在稳态结构框图上表示出来了，所有这些因素最终都要影响到转速。扰动作用与影响图1-27闭环调速系统的给定作用和扰动作用励磁变化Id变化电源波动Kp变化电阻变化检测误差KpKs1/CeU*nUc∆UnEnUd0Un++--R抗扰能力反馈控制系统对被反馈环包围的前向通道上的扰动都有抑制功能。例如：UsUd0nUnUnnUd0Uc抗扰能力（续）但是，如果在反馈通道上的测速反馈系数受到某种影响而发生

6、变化，它非但不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。例如：UnUnUcUd0n因此，反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。给定作用与众不同的是在反馈环外的给定作用，如图1-27中的转速给定信号，它的些微变化都会使被调量随之变化，丝毫不受反馈作用的抑制。结论3：反馈控制系统的规律是：一方面能够有效地抑制一切被包在负反馈环内前向通道上的扰动作用；另一方面，则紧紧地跟随着给定作用，对给定信号的任何变化都是唯命是从的。3.系统的精度依赖于给定和反馈检测精度给定精度——由于给定决定系统输出，输出精度

7、自然取决于给定精度。如果产生给定电压的电源发生波动，反馈控制系统无法鉴别是对给定电压的正常调节还是不应有的电压波动。因此，高精度的调速系统必须有更高精度的给定稳压电源。检测精度——反馈检测装置的误差也是反馈控制系统无法克服的，因此检测精度决定了系统输出精度。1.4.6限流保护——电流截止负反馈问题的提出：起动的冲击电流——直流电动机全电压起动时，如果没有限流措施，会产生很大的冲击电流，这不仅对电机换向不利，对过载能力低的电力电子器件来说，更是不能允许的。闭环调速系统突加给定起动的冲击电流——采用转速负反馈的闭环调速系统突然加上给定电压时，由于惯

8、性，转速不可能立即建立起来，反馈电压仍为零，相当于偏差电压，差不多是其稳态工作值的1+K倍。问题的提出（续）这时，由于放大器和变换器的惯