自动控制原理 教学课件 作者 王锁庭 李洪涛 主编第9章 自动控制系统的分析与调试.ppt

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1、9.1自动控制系统的分析步骤9.2自动控制系统的调试方法9.3自动控制系统的维护使用第9章自动控制系统的分析与调试9.1自动控制系统的分析步骤在工程技术上，经常会遇到陌生的控制系统。这时，首先是搞清自动控制系统的工作原理（定性分析），建立系统的数学模型，然后对系统进行定量的估算和分析。关于分析系统的方法在前面各章中都已作了说明，现再作一些补充的说明与分析。①电源电压及波动范围(例如三相交流电380V±10％)。②供电频率及波动范围(例如50Hz±1Hz)；③环境温度（例如-20~+40℃）；④相对湿度（例如≤85%）；⑤海拔高度(例如≤

2、1000m)等。9.1.1了解工作对象对系统的要求（1)系统或工作对象所处的工作环境条件系统或工作对象所处的工作环境条件主要包括：②额定转矩(例如100N·m)及最大转矩（例如150%额定转矩）；（2)系统或工作对象的输出及负载能力系统或工作对象的输出及负载能力主要包括：①额定功率(例如60kW)及过载能力（例如+20%）；③速度对调速系统为额定转速(例如1000r/min)、最高转速(例如120%额定转速)及最低转速(例如1%额定转速)；对随动系统则为最大跟踪速度(线速度νmax及角速度ωmax)(例如1m/s及100rad/s)、最

3、低平稳跟踪速度(线速度νmix及角速度ωmix)(例如1cm/s及0.01rad/s)；④最大位移(lmax线位移θmax)②动态指标对调速系统主要是因负载转矩扰动而产生的最大动态速降△nmax(如10r/min)和恢复时间tf(如0.3ms);对于跟随系统主要是最大超调量σ％（如5％）、调节时间ts(如1ms)以及振荡次数N(如3次)。(3)系统或工作对象的技术性能指标①稳态指标对调速系统，主要是静差率(例如s≤0.1%)和调速范围(例如100∶1)；对随动系统，则主要是阶跃信号和等速信号输入时的稳态误差(例如0.1mm或1密位等)。

4、系统或设备可能具有的保护环节主要有：过流保护、过压保护、过载保护、短路保护、停电（或欠压）保护、超速保护、限位保护、欠流失磁保护、失步保护、超温保护和联锁保护等。（4)系统或设备可能具有的保护环节系统或设备可能具备的控制功能主要有点动,自动循环,半自动循环,各分部自动循环，爬行微调，联锁，集中控制与分散控制，平稳启动、迅速制动停车，紧急停车和联动控制等。（5)系统或设备可能具备的控制功能在了解上述指标和数据的同时，还应了解这些数据对系统工作质量产生的具体的影响。（6)系统或设备可能具有的显示和报警功能系统或设备可能具有的显示和报警功能主

5、要有电源通、断指示，开、停机指示，过载断路指示，缺相指示，风机运行指示，熔丝熔断指示和各种故障的报警指示及警铃等。（7)工作对象的工作过程或工艺过程例如造纸机超调会造成纸张断裂；轧钢机的过大的动态速降会造成明显的堆钢和拉钢现象；仿形加工机床驱动系统的灵敏度直接影响到加工精度的等级；再如传动试验台的调速范围就关系到它能适应的工作范围等。在提出这些指标要求时，一般应该是工作对象对系统的最低要求，或必需的要求；因为过高的要求，会使系统变得复杂，成本显著增加。而系统的经济性，始终是一个必须充分考虑的因素。而在调试系统时，则应留有适当的裕量；因为

6、系统在实际运行时，往往会有许多无法预计的因素。同时还要估计到各种可能出现的意外故障，并采取相应的措施，以保证系统能安全可靠地运行。同样，系统的可靠性，也是一个始终必须充分考虑的因素。对一个实际系统进行分析，应该先作定性分析，后作定量分析。即首先把基本的工作原理搞清楚，这可以把电路分成若干个单元，每一个单元又可分成若干个环节，这样先化整为零，弄清每个环节中每个元件的作用；然后再集零为整，抓住每个环节的输入和输出两头，搞清各单元和各环节之间的联系，统观全局，搞清系统的工作原理。9.1.2搞清系统各单元的工作原理(2)触发电路:主要考虑的是它

7、的移相特性（即移相范围和线性度）、控制电压的性与数值，以及它与晶闸管输出电压间的关系。下面以双闭环直流调速系统的单元为例作一些说明。(1)主电路：主要是对电动机电枢和励磁绕组进行正常供电，对它们的要求主要是安全可靠。(3)控制电路:它是自动控制系统的中枢部分，其功能将直接影响控制系统的技术性能。(5)辅助电路:主要是继电（或电子）保护电路、显示电路和报警电路。(4)检测电路:主要是检测装置的选择，选择时应注意选择适当精度的检测元件，若精度过高，不仅成本增加，而且安装条件苛刻；若精度过低，又无法满足系统要求，因为系统的精度正是依靠检测元件

8、提供的反馈信号来保证的。在搞清各单元、各环节的作用和各个元件的大致取值的基础上，再集零为整，抓住各单元的输入、输出两头，将各个环节相互联系起来，画出系统的原理方框图。然后在这基础上，搞清整个系统在正常运行时