双闭环调速系统ASR和ACR结构及参数设计.docxVIP

目录 TOC \o "1-5" \h \z 第一章.绪论 1 双闭环调速系统介绍 错误！未定义书签。 双闭环调速系统的实际动态结构框图 1 设计原则 2 工程设计方法 2 \o "Current Document" 第二章.电流调节器的设计 2. 确定时间常数 2. 选择电流调节器结构 4. 计算电流调节器的参数 5 校验近似条件 5 计算调节器电阻和电容 6 \o "Current Document" 第三章.转速调节器的设计 7 电流环的等效I^环传递函数 7 转速环结构的化简和转速调节器结构的选择 8 转速调节器的参数的计算 11 校验 12 计算调节器电阻和电容 12 校核转速超调量 13 \o "Current Document" 第四章.转速调节器退饱和时转速超调量的计算 13 \o "Current Document" 第五章.总结 16 遇到的问题 16 学习收获 16 第六章.参考书目 17 PAGE PAGE # 双闭环调速系统ASR和ACR结构及参数设计 第一章 双闭环调速系统介绍 转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广、性能很好的直流调速系统。 采用转速负反馈和pi调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实 现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加 负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。这是因为在单闭环系统中不能随心 所欲地控制电流和转矩的动态过程。 在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只能 在超过临界电流值Idcr以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击， 并不能很理想地控制 电流的动态波形。 为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值 Idm的包 流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变， 那么， 采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。 为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调 节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。 双闭环调速系统的实际动态结构框图 图1-1双闭环调速系统的动态结构框图 双闭环调速系统的实际动态结构框图如图 1-1。由于电流检测信号中常含有交流分 量，为了不使它影响到调节器的输入，需要加低通滤波。这样的滤波环节传递函数可用 一阶惯性环节来表示，其滤波时间常数兀按需要选定，以滤平电流检测信号为准。然而, 在抑制交流分量的同时，滤波环节也延迟了反馈信号的作用，为了平衡这个延迟作用， 在给定信号通道上加入一个同等时间常数的惯性环节，称作给定滤波环节。其意义是让 给定信号和反馈信号经过相同的延时，使得二者在时间上恰好的配合。 由测速发电机得到的转速反馈电压含有换向纹波，因此也需要滤波，滤波时间常数 用Ton表示。根据和电流环一样的道理，在转速给定通道上也加入时间常数 Ton的给定滤 波环节。 设计原则 本次课程设计为应用工程设计方法来设计转速、 电流双闭环调速系统的两个调节器。 按照设计多环控制系统先内环后外环的一般原则，从内环开始，逐步向外扩展。在双闭 环系统中，应该首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速系统中的一个环节， 再设计转速调节器。 首先考虑应把电流环校正成哪一类典型系统。从稳态要求上看，希望电流无静差， 以得到理想的堵转特性，所以采用I型系统就够了。再从动态上看，实际系统不允许电 枢电流在突加控制作用下时有太大的超调，以保证电流在动态过程不超过允许值，而对 电网电压波动的及时抗扰作用只是次要的因素。因而电流环应以跟随性能为主，即应选 择典型I型系统。 对于转速环，由于要求满足系统抗干扰性能好、转速无静差，并且系统结构决定将 转速环校正成典型n系统。 工程设计方法 大多数现代的电力拖动自动控制系统均可由低阶系统近似。将实际系统校正或简化 成典型系统的形式再与图表对照，设计过程就简便多了。 调节器的设计一般分为两步： .选择调节器结构，使系统典型化并满足稳定和稳态精度。 .设计调节器的参数，以满足动态性能指标的要求。 这样做，就把稳、准、快和抗干扰之间相互交叉的矛盾分成两步来解决。第一步， 先解决主要矛盾，即动态稳定性和稳态精度，然后在第二步中再进一步满足其他动态性 能指标。 第二章.电流调节器的设计 确定时间常数 在图2-1点划线框的电流环中，反电动势与电流反馈的作用相互交叉，这将给设计工 作带来麻烦。实际上，反电动势与转速成正比，它代表转速对电流环的影响。在一般情 况下，系统的电磁时间常数Ti远小于机电时间常数%,因此，转速的变化往往比电流变 化慢得多，对电流环来说，反电动势是一个变化较慢的扰动，在电流的瞬变过程中，可 以认为反