转速电流反馈控制的直流调速系统电力拖动自动控制系统

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1、第一节1.典型Ⅰ型系统2.典型Ⅱ型系统3.控制对象的工程近似处理方法第二节1.电流调节器的设计2.转速调节器的设计3.转速调节器退饱和时转速超调量的计算第三节1.电流环的仿真2.转速环的系统仿真第三章图3-9　突加扰动的动态过程和抗扰性能指标(1)动态降落ΔCmax系统稳定运行时，突加一个约定的标准负扰动量，所引起的输出量最大降落值ΔCmax，称做动态降落。(2)恢复时间tv1)概念清楚、易懂；2)计算公式简明、好记；3)不仅给出参数计算的公式，而且指明参数调整的方向；4)能考虑饱和非线性控制的情况，同样给出简单的计算公

2、式；5)适用于各种可以简化成典型系统的反馈控制系统。1.典型Ⅰ型系统(1)动态跟随性能指标(2)动态抗扰性能指标1.典型Ⅰ型系统图3-10　典型Ⅰ型系统a)闭环系统结构图　b)开环对数频率特性(1)动态跟随性能指标表3-1　典型Ⅰ型系统动态跟随性能指标和频域指标与参数的关系(2)动态抗扰性能指标图3-11　电流环在电压扰动作用下的动态结构图(2)动态抗扰性能指标图3-12　电流环校正成一类典型Ⅰ型系统在一种扰动作用下的动态结构图a)一种扰动作用下的结构　b)等效结构图(2)动态抗扰性能指标表3-2　典型Ⅰ型系统动态抗扰性

3、能指标与参数的关系2.典型Ⅱ型系统(1)动态跟随性能指标(2)动态抗扰性能指标2.典型Ⅱ型系统图3-13　典型Ⅱ型系统a)闭环系统结构图　b)开环对数频率特性2.典型Ⅱ型系统表3-3　不同h值时的值及最佳频比(1)动态跟随性能指标表3-4　典型Ⅱ型系统阶跃输入跟随性能指标(按准则确定参数关系)(2)动态抗扰性能指标图3-14　转速环在负载扰动作用下的动态结构图(2)动态抗扰性能指标图3-15　典型Ⅱ型系统在一种扰动作用下的动态结构图a)一种扰动作用下的结构　b)等效结构图(2)动态抗扰性能指标表3-5　典型Ⅱ型系统动

4、态抗扰性能指标与参数的关系3.控制对象的工程近似处理方法(1)高频段小惯性环节的近似处理(2)高阶系统的降阶近似处理(3)低频段大惯性环节的近似处理(1)高频段小惯性环节的近似处理图3-16　高频段小惯性群近似处理对频率特性的影响(2)高阶系统的降阶近似处理上述小惯性群的近似处理实际上是高阶系统降阶处理的一种特例，它把多阶小惯性环节降为一阶小惯性环节。下面讨论更一般的情况，即如何能忽略特征方程的高次项。(3)低频段大惯性环节的近似处理图3-17　低频段大惯性环节近似处理对频率特性的影响(3)低频段大惯性环节的近似处理图3

5、-18　双闭环调速系统的动态结构图—电流反馈滤波时间常数　—转速反馈滤波时间常数1.电流调节器的设计图3-19　电流环的动态结构图及其化简a)忽略反电动势的动态影响　b)等效成单位负反馈系统　c)小惯性环节近似处理1.电流调节器的设计图3-20　校正成典型Ⅰ型系统的电流环a)动态结构图　b)开环对数幅频特性1.电流调节器的设计图3-21　含给定滤波和反馈滤波的PI型电流调节器2.转速调节器的设计图3-22　转速环的动态结构图及其简化a)用等效环节代替电流环　b)等效成单位负反馈系统和小惯性的近似处理　c)校正后成为典

6、型Ⅱ型系统2.转速调节器的设计图3-23　含给定滤波与反馈滤波的PI型转速调节器3.转速调节器退饱和时转速超调量的计算图3-24　ASR有饱和限幅时转速环按典型Ⅱ型系统设计的调速系统起动过程3.转速调节器退饱和时转速超调量的计算图3-25　调速系统的等效动态结构图a)以转速n为输出量　b)以转速超调值Δn为输出量c)图b的等效变换(3)内、外环开环对数幅频特性的比较图3-26　双闭环调速系统内环和外环的开环对数幅频特性I—电流内环　n—转速外环1.电流环的仿真图3-27　电流环的仿真模型1.电流环的仿真图3-28　Sat

7、uration模块对话框1.电流环的仿真图3-29　电流环的仿真结果1.电流环的仿真图3-30　无超调的仿真结果2.转速环的系统仿真图3-32　转速环的仿真模型2.转速环的系统仿真图3-33　聚合模块对话框2.转速环的系统仿真图3-35　转速环满载高速起动波形图3调速系统图4-1　调速系统的四象限运行变换器电路图4-2　桥式可逆PWM变换器电路电动机反向轨迹图4-4　在—n坐标系上表示的电动机反向轨迹原理图图4-5　桥式可逆直流脉宽调速系统主电路的原理图图4-6　单片微机控制的PWM可逆直流调速系统的硬件结构图结构图1

8、.V-M可逆直流调速系统的主回路结构图4-7　单组V-M系统带位能性负载时的整流和逆变状态a)提升工作，整流状态　b)下放工作，逆变状态　c)机械特性1.V-M可逆直流调速系统的主回路结构图4-8　两组晶闸管可控整流装置反并联可逆线路1.V-M可逆直流调速系统的主回路结构图4-9　两组晶闸管反并联可逆V-M系统的正组