《自动控制系统》重点整理(余发山版)

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1、第一章1.直流电机转速n=(U-IR)/KeΦ调节转速方法:1.调节点数供电电压(最好)U；2.减弱励磁磁通(平滑调速,范围小)Φ；3.改变电枢回路R(有级调速)2.电流的连续与断续:V-M系统主回路串联足够大电感量的电抗器且负载电流也足够大,波形连续电流连续时,机械特性比较硬,为一簇平行直线,n=(Udo-IdR)/Ce,Ce=KeΦnom为电机在额定磁通下的电动势转速比；断续时,机械特性很软,呈非线性,理想空载转速翘的较高。3.V-M直流调速系统在经济型和可靠性有提高,技术上性能优越,控制快速性达到毫秒级,但是由于晶闸管单向导电性,电流不能反向,可逆系统必须要

2、有晶闸管变流器,在深调速状态时,导通角很小,系统功率因数低,谐波电流大。4.调速性能指标:调速,稳速,加、减速5.调速范围D:最高转速和最低转速之比D=Nmax/nmin6.静差率s是负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落Δnnom与理想空载转速no之比,用来衡量调速系统在负载变化是转速的稳定度,特性软的转速降落大,静差率大,稳定性差。7.调速范围、静差率和额定速降之间的关系是:D=(nnomS)/Δnnom(1-s)8.只有设法减小静态速降ΔnN才能扩大调速范围,减小静差率,提高转速的稳定度。9.开环调速系统中,转速差Δnnom=nnoms/D(1-s)=I

3、domR/Ce,只有Un*对输出量n产生控制作用。当D1sCe负载发生变化,输出量就发生变化。按反馈控制的原理构成转速闭环系统,被调量是电动机转速n当堵在增加时,转速下降,如维持给定量不变,则偏差增大,使Uct增加,移向角α减小,Ud上升,于是转速回升,以达到减少甚至消除静态速降的目的。10.闭环系统静特性表示电动机转速与负载电流的稳态关系:n=KpKsUn*/Ce(1+K)-IdR/Ce(1+K)开环放大系数K=KpKsα/Ce11.开环n=(Udo-IdR)/Ce=n0op-Δnop闭环n=n0cl-Δncl(理想空载转速-稳态速降)闭环系统优点:1、静态速降

4、小,特性硬2、系统静差率小,稳速精度高3、当要求的静差率一定时,闭环系统的调速范围可大大增加Dcl=(1+K)Dop,综上所述,闭环系统可以获得比开环系统硬的多的稳态特性,从而保证在一定静差率下能扩大调速范围。12.单闭环调速系统的基本性质:1.具有比例调节器的闭环控制系统是有静差系统(稳态速降只能见效,不能消除,系统以存在偏差为前提)2.抗扰动和服从给定(对于负反馈包围的前向通道上一切扰动都抑制,对给定作用变化惟命是从)3.系统精度依赖于给定反馈精度13.单闭环调速系统的限流保护--电流截止负反馈目的:防止启动或堵转时的过电流对电机造成损害。IdRc-Ucom>

5、0输入输出相等,IdRc-Ucom<0输出为零；IdIdcr电流负反馈起作用,n=n01-Δncl1.下垂特性/挖土机特性14.积分调节器能通过不断积累最后消除误差,快速性差。PI调节器能满足系统的动态快速性和稳态无静差性的实质是调节初期中期ΔU大,比例部分起主导作用,增量ΔUctp迫使转速下降减缓,在后期,ΔU减小,比例部分作用减弱,积分起主导作用,Δucti逐渐增长,直到转速恢复到扰动前的数值,消除静差,实现无静差。其中最大转速降Δnm越小,抗扰动性越强。15.闭环系统能减少稳态速降实质？在开环系统中,当负载

6、电流增大时,电枢压降也增大,转速只能降下来；闭环系统装有反馈装置,转速稍有降落,反馈电压就计较和放大提高晶闸管装置的输出电压,使系统工作在新的机械特性上,因而转速又有所回升第二章1.单闭环系统问题:1.一个调解器综合多种信号,各参数相互影响,难调整,动态性不好；2.任何扰动只有等转速出现偏差时才能调节,转速动态降落大；3.采用电流截止负反馈来限制启动电流,不能充分利用电机的过载能力以获得最佳过渡过程2.转速电流双闭环调速系统中,转速调节器ASR调节转速,其输出限幅值整定取决于电动机过载电流能力λImon；电流调节器ACR调节电流。3.调节器锁零的要求:1、系统处于

7、停车状态时,调节器必须锁零2、系统接到启动指令或正常运行时,调节器锁零立即解除并正常工作4.双闭环静特性(在负载电流小于Idm时表现为转速无静差,ASR主调；启动或堵转时电流达到Idm后,ACR主调,表现为电流无静差):1.n0A段,系统正常负载运行,ASR不饱和,调节达到转速无静差,保证系统有很硬的机械特性,ACR起辅助作用,两者偏差电压都为零2.AB段,启动和堵转时,ASR饱和,电流达到Idm,转速环开环,系统为恒电流无静差调节5.双闭环调速系统突加给定启动过程三个阶段1、强迫电流上升阶段,ASR迅速饱和,ACR不饱和2、恒流升速阶段,ASR饱和,ACR调节I

8、d=Idm