电气传动自动控制系统课程设计（一）2013

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1、电气传动自动控制系统课程设计（一）双闭环直流不可逆调速系统设计ASRACRMU*nU*iUctUi+Ud_L+_UnTG~速度环电流环设计核心双闭环调速系统系统设计理论设计思路：给定系统静、动态性能指标实验获取系统固有设备原始参数系统数学建模系统模型处理（典型化）设计调节器结构和参数构建和调试系统双闭环调速系统设计理论调速控制系统的一般动态性能指标：跟随性能超调量（%）反映系统的动态调节稳定性能上升时间tr反映系统的动态调节快速性能调节时间ts反映系统的动态调节过渡周期抗扰性能动态降落比△Cmax%反映系统扰动引起的最大动态误差恢复时间tr反映系统的动

2、态抗扰调节快速性能上述指标对应的给定和扰动均为阶跃信号设计理论之-------典型结构系统的参数与性能的关系典型Ⅱ型系统；开环传递函数典型Ⅰ型系统；开环传递函数结构简单，易于稳定利用比例微分环节，补偿s2引起的相位滞后，保证稳定性典型Ⅰ型系统的稳态及动态性能与参数二阶系统闭环传递函数：典型Ⅰ型系统特性参数：设计理论之-------典型结构系统的参数与性能的关系；固有角频率；阻尼比典型Ⅰ型系统的参数KT与跟随性能稳态跟随性能：动态跟随性能：典型Ⅰ型系统的抗扰性能：假定系统经串联校正后开环传函为W(s)系统前向通道被扰动输入点分为W1(s)、W2(s)两部分其中

3、W1(s)内含PI调节器抗扰分析典型Ⅱ型系统的稳态及动态性能与参数典型Ⅱ型系统特征参数：设计理论之-------典型结构系统的参数与性能的关系；中频宽设计理论-------非典型型系统的典型化之一选择调节器结构的一般原则：根据系统调节性能要求，选择典型Ⅰ、Ⅱ型系统目标模型调节器串联进原始对象模型的前向通道后，通过传递函数的乘积或对消运算应能将系统改造为期望的典型Ⅰ或Ⅱ型系统结构设计理论-------非典型型系统的典型化之二当系统的原始模型具有高阶较复杂形式时的一般处理：小惯性环节的近似处理高阶系统的降阶近似处理大惯性环节的近似处理特别提示：每一种近似处理都存

4、在工程约束条件，使用时须校验是否满足约束条件电流环模型U*n(s)+U*i+UctUd0IdEn(s)设计理论-------双环调速系统动态结构示意图ACRASR－E(s)－IdL(s)－－被控电动机模型设计思路由内向外△E≈0，断开电机电动势反T∑i=Ts+Toi，小时间常数近似处理将电流环校正为典型Ⅰ型系统，保证电流调节有较强跟随性；由性能指标及所选结构确定开环增益KI和比例放大系数Ki；；Ki=Ri/R0i=RiCi；设计理论-------双环调速系统电流调节器（ACR）的设计∵TL<

5、参数U*i(s)/Id(s)－ACR电流调节器的实现电流调节器的实现－Uct－UinRo/2Ro/2+U*inRo/2Ro/2－＋＋RiCiRba1ACoiCoi设计理论-------双环调速系统速度调节器（ASR）的设计电流环等效处理；T∑n=2T∑i+Ton，小时间常数近似处理；将速度环校正为典型Ⅱ型系统，保证速度调节有较强抗扰性；由性能指标及所选结构确定开环增益KN和比例放大系数Kn；Kn=Rn/R0n=RnCn；∵cn≤1/5T∑iU*n(s)/Id(s)n(s)－ASR－IdL(s)双闭环调速系统设计目标性能指标：静态：s%≤5%D=

6、3动态：i%≤5%n%≤10%已知条件：最大速度给定U*nm=5v最大电流给定U*im=5v最大电枢电流Idm=1.4A电流反馈强度=5v/1.4A速度反馈强度=5v/1450rpm调节器输入电阻R0i=20K，R0n=20K调节器输入滤波电容C0i=0.224F，C0=0.104F