四--单闭环直流调速系统.ppt

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1、一、开环控制和闭环控制1、自动控制系统将被控对象和控制装置按照一定的方式连接，对被控对象的一个或多个物理量（如转速、位移、温度和电流等）进行自动控制的整个系统称为自动控制系统。自动控制系统可以分为开环、闭环控制和复合控制系统三大类。2021/7/3012、开环控制系统下图中，电动机的转速n为被控量（输出量），转速给定Ugn为系统输入量，当系统输入端给定一个电压Ugn，电动机就有一个对应的转速。Ugn增大时，通过触发器使晶闸管整流装置的控制角减小晶闸管整流装置的输出增加，电动机的转速升高。2021/7/3023、闭环控

2、制系统又称反馈控制系统。负载IdnUfnUUcUdn2021/7/303闭环控制系统的三个重要功能：1.检测被控量（如转速等）。2.将被控量检测所得的反馈量与给定值进行比较得到偏差。3.根据偏差对被控量进行调节。闭环控制系统建立在负反馈的基础上，按照偏差进行控制，系统偏离希望值时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除此偏差，使被控量与希望值趋于一致。2021/7/304二、闭环控制系统的组成闭环控制系统一般可由给定元件、比较元件、放大校正元件、被控对象和检测反馈元件等组成。图中代表比较元件。信号从输入端沿箭头

3、达到输出端的传输通道称为前向通道；系统的输出量经检测元件反馈到输入端的传输通道称为反馈通道。2021/7/3051、按控制系统的结构特点分类1）闭环控制系统（反馈控制系统）。按照偏差进行控制，具有抑制任何内外扰动对被控量产生的影响的能力，有较高的控制精度。2）开环控制系统该系统不存在反馈，系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响。3）复合控制系统是既有前馈控制又有反馈控制的系统。三、自动控制系统的分类2021/7/3062、按给定量的特点分类1）定值控制系统生产过程中，被控量要求维持在某一值。系统的基本任务是克服各种

4、扰动影响使输出的被控量保持在给定的希望值上。2）随动系统给定量是事先未知的随时间任意变化的函数。系统的任务是克服各种扰动保证输出的被控量以一定的精度跟随给定量的变化而变化。如武器瞄准系统。3）程序控制系统给定量按照预定规律随时间变化程序或随某一参数的变化而变化，要求被控量迅速、准确的跟随给定量变化。如加热炉的温度控制。2021/7/3073、按被控量的特点分类1）连续控制系统这种系统需要定量的控制被控量，被控量可以连续的被调整。2）顺序控制系统这种控制系统的被控量是开关量。系统按照预先确定的时间顺序或根据一定的逻辑关

5、系所要求的顺序来进行控制。4、其它分类方式按被控量的名称分类：如电压控制系统，速度控制系统等等。按回路多少：单回路、多回路。按组成元件的特性：线性控制系统、非线性控制系统。2021/7/308四单闭环直流调速系统1转速负反馈直流调速系统2021/7/309转速负反馈直流调速系统工作原理及其静特性当负载电流由Id1增加到Id2时，如在开环状态-------2021/7/3010当转速调节器ASR采用比例调节器时，则该系统对于对于给定量Ugn来说是有静差调速系统。这种系统在稳态时，反馈量与给定量不等。存在偏差U=Ugn

6、-Ufn。这种系统是依靠偏差U不为零为前提工作，反馈量只能减小偏差而不能消除偏差。如果U=0，则转速调节器（比例调节器）ASR的输出电压为零，晶闸管变流器的输出为零，电动机将不能工作。1）转速负反馈有静差调速系统及其外特性2021/7/30112）转速负反馈无静差调速系统当转速负反馈的调速系统中转速调节器采用积分或比例积分调节器时，由于具有积分控制作用，不仅依靠U本身，还依靠偏差U的积累进行调节。当系统给定量与反馈量出现时，开始消除偏差直到U为零，但积分仍存在，有相应的输出，系统稳定时无静差。2021/7/

7、3012负载变化时，调速系统的调节过程比例部分积分部分比例加积分2021/7/3013开环和闭环系统比较1在转速给定电压相同时，开环系统的理想空载转速为闭环的1+K倍。2闭环系统的静特性比开环系统的硬，在相同负载电流的情况下，闭环系统的静态转速降为开环系统的1/(1+K)。3当二者的理想空载转速相同时，闭环系统的静差率为开环系统的1/(1+K)，可见系统闭环后静差率可显著减小。4当系统的静差率要求一定时，闭环系统可大大提高调速范围。5闭环系统中，转速紧紧跟随转速给定电压变化，另一方面，对包含在闭环系统前向通道中的各种

8、扰动的有强烈的抑制作用2021/7/30142带电流截止负反馈的转速负反馈直流调速系统为防止电流过大，可以引入电流负反馈，但是它的存在，会使系统的静特性变软，影响调速精度。为了使系统正常运行时电流正反馈不起作用，而电流过大时突然起作用，引入电流截止负反馈。2021/7/3015带电流截止负反馈直流调速系统的静特性IdjIduIdn0on挖土机特