运动控制系统重点.doc

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1、运动控制系统重点第一章直流拖动控制系统1.2晶闸管—电动机系统的主要问题1，在V-M调速系统中，当电流断续时，平均电压Udo(Udm)↑，等效R↑↑(几~几十倍)系统性能恶化，难控制。2，V-M系统的机械特性：（如书本图1-11）3，晶闸管触发与整流装置可看成是一个纯滞后环节。1.3PWM调速系统的主要问题1，不可逆PWM变换器（1）电压不可逆Ud=+→转速不可逆（2）电流不可逆Id=+→电机电动,不可发电制动（3）电流连续时Ud=ρUs（4）电流断续(断续期间ud=Em)则Ud上升2，电流可逆二象限PWM（1）Ud=ρUs=+电压不可逆→转速不可逆（2）Id

2、=(Ud-Em)/R=+/-电流可逆→→*电机状态可逆（3）Ud>Em→Id=+电动Ud

3、调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。5，闭环系统结构：76，闭环调速系统静态流图如上图所示：当DUc,DUdo,Id…….®n¯则:®Un¯®DUn®Uc®Ud0®n闭环系统的开环放大系数：，放大器的电压放大系数；电力电子变换器的电压放大系数。7，为闭环空载转速，为闭环转速降，为开环转速降。8，由于=/（1+K）--闭环转速降更小，机械特性更硬；K越大静态性能越好9，抗扰能力：反馈控制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（书本P25）。10，如图所示：11，限流的方法：（1）加积分给定环节--限制给定上升率，间接防起动过

4、流（2）根本方法--设直接限流环节12，带限流（理想）机械特性713，带电流截止负反馈调节的直流调速单闭环（1）Ui=Rs(Id-Ic)+--正值有效,负值取0Ic=Ucom/Rs—转折电流（2）n=0→堵转电流Idb=Un*/Rs+Ic（3）机械特性（4）系统的稳定条件：系统临界增益：，当﹤时，系统稳定，当﹥时，系统不稳定；1.6无静差PI调速系统1，无静差系统：采用比例积分调节器的闭环调速系统则是无静差调速系统；2，无静差的特点：（1）n=n*,Un=Un*,ΔUn=0，。（2）前期(大偏差)P为主,快速减小偏差；后期(小偏差)I为主,逐渐消除偏差；1.7

5、电压负反馈电流正反馈(补偿)调速1，系统静态结构流图：2，由结构图可得如下关系（1）Uu*=Uf=γUd–βId→Ud=Uu*/γ+(β/γ)Id（2）n=(Ud-RId)/(CeΦ)=(Uu*/γ)/(CeΦ)-(R-β/γ)Id/(CeΦ)（3）电流补偿:β/γ=R全补—不可能>过补—不稳定<欠补—工程常用7第二章转速、电流双闭环直流调速系统2.1.1n-i双闭环系统的组成（如书本P53图2-2）：1，如图可知：n环—外环,主环,主要作用：调转速；ASR（转速调节器）输出--i环的给定通过调电流来调转速。2，i环--内环,辅环,作用是：调电流，i环通过调电

6、压来调电流是n环前向通道的一个环节。3，ASR（转速调节器）的作用：输出限幅U*im--决定电流(给定电压)的最大值；4，ACR（电流调节器）的作用：输出限幅Ucm--决定最大输出电压Udm。5，n-i双闭环系统电路结构（如图书本P54图2-3）：要求会标记各电压极性；2.1.2稳态结构图和静特性1，结构框图如图所示：2，限幅作用：因为限幅使调节器饱和，导致①产生最大操作量；②失去线性控制能力。2.2.2起动过程分析Ⅰ阶段：恒流调节1，ASR:突加U*n→ΔUn=Un*大值→输出Ui*↑→饱和Uim*起动过程:n0→PI的I功能维持饱和；ASR

7、产生最大电流给定2，ACR:按电流给定Uim*升压,调Id=Uim*/β；电机以最大电流升速起动Ⅱ阶段：恒转速调节3，n升至超速n>n*→ΔUn<0→ASR退饱和(I功能,输出↓)→恢复线性调速功能→Ui*↓→ACR降Id→n↓，经衰减波动调节过程→n=n*,Id=IL。2.2.3动态抗扰性能分析1，n-i双闭环静特性、动态限流、起动快速性、抗网压扰动性能比n单闭环优；而n单闭环抗负载扰动的性能比n-i双闭环优。2.3调节器的工程设计方法2.3.1工程设计处理：1，高频段小惯性群近似为惯性环节；低频段大惯性近似近似为积分环节。2.3.2典型系统1，2阶I型最佳

8、系统动态性能：（1）跟随性好，超调小；