畢業(yè)論文----自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目：自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　下 達(dá) 日 期： 2011 年 12 月 04日</p><p>　　開 始 日 期： 2011 年 12 月 05 日</p><p>　　完 成 日 期： 2012 年

2、01 月 08 日</p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　學(xué) 生 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化技術(shù)</p><p>　　班 級： </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　教 研室主任：

3、 </p><p><b>　　自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文所論述的是“轉(zhuǎn)速﹑電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究”。該系統(tǒng)是在單閉環(huán)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)后完成的，引入了轉(zhuǎn)速﹑電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，它是通過轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋兩個(gè)環(huán)節(jié)分別起

4、作用來設(shè)計(jì)的。為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。介紹轉(zhuǎn)速﹑電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性，接著說明該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并從起動(dòng)和抗擾兩個(gè)方面分析其性能和轉(zhuǎn)速與電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用。本系統(tǒng)采用了雙閉環(huán)系統(tǒng)，所以系統(tǒng)能夠通過兩個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)作用減少穩(wěn)態(tài)速降。</p><p>　　關(guān)鍵詞：雙閉環(huán)系統(tǒng)，電流調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，靜

5、特性，數(shù)學(xué)模型</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　目錄 3</p><p>　　一、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的方案選擇 4</p><p>　　二、轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)組成

6、 5</p><p>　　2.1 轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 5</p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 6</p><p>　　2.3 轉(zhuǎn)速﹑電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和靜</p><p>　　性

7、 7</p><p>　　三、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本原理 10</p><p>　　3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)性能分析 10</p><p>　　3.2 典型系統(tǒng) 15</p>&l

8、t;p>　　四、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) 18</p><p>　　4.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 18</p><p>　　4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則 25</p><p>　　五、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖

9、 27</p><p>　　結(jié)論 28</p><p>　　致謝 29</p><p>　　參考文獻(xiàn) 30</p>

10、<p>　　一、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的方案選擇</p><p><b>　　1.1 問題的提出</b></p><p>　　采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，例如：要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要</p><p>&

11、lt;b>　　1.2 主要原因</b></p><p>　　在單閉環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)過程。 </p><p>　　在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只能在超過臨界電流值 Idcr 以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想地控制電流的動(dòng)態(tài)波形</p><p><b>

12、　　1.3 解決思路</b></p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值Idm的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。</p><p>　　現(xiàn)在的問題是，我們希望能實(shí)現(xiàn)控制：</p><p>　　?起動(dòng)過程，只有電流負(fù)反饋，沒有

13、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋；</p><p>　　?穩(wěn)態(tài)時(shí)，只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，沒有電流負(fù)反饋。 </p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套</p><p>　　轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

14、 ACR—電流調(diào)節(jié)器 TG—測速發(fā)電機(jī)</p><p>　　TA—電流互感器 UPE—電力電子變換器</p><p>　　，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。</p><p>　　這就形成了轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p>

15、<p>　　二、轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)組成</p><p>　　2.1 轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性</p><p>　　對于一個(gè)完整的系統(tǒng)而言，系統(tǒng)所要達(dá)到的性能指標(biāo)、整個(gè)系統(tǒng)的綜合性價(jià)比以及系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性、工作的可靠性等都是相當(dāng)重要的，這就要求我們考慮問題要非常周全，能夠考慮到各方面因素對整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行所產(chǎn)生的影響。</p><p&g

16、t;　　直流調(diào)速系統(tǒng)，傳統(tǒng)上采用速度和電流的雙閉環(huán)調(diào)速。這是從單閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展起來的。采用PI控制器的單閉環(huán)系統(tǒng)，雖然實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)速，但因其結(jié)構(gòu)中含有電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)，限制了起制動(dòng)的最大電流。加上電機(jī)反電勢隨著轉(zhuǎn)速的上升而增加，使電流達(dá)到最大值之后迅速降下來。這樣，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也減小下來，使起動(dòng)過程變慢，起動(dòng)時(shí)間增長。為了提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，要求盡量縮短過渡過程時(shí)間。我們希望使電流在起動(dòng)時(shí)始終保持在最大允許值上，電動(dòng)機(jī)

17、輸出最大轉(zhuǎn)矩，從而可使轉(zhuǎn)速直線上升過渡過程時(shí)間大大縮短。另一方面，在一個(gè)調(diào)節(jié)器的情況下，輸入端綜合幾個(gè)信號，各參數(shù)互相影響，調(diào)整也比較困難。為獲得近似理想的起動(dòng)過程，并克服幾個(gè)信號在一處的綜合的缺點(diǎn)，經(jīng)研究與實(shí)踐，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只能在超過臨界電流值以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想的控制電流的動(dòng)態(tài)波形。帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速

18、系統(tǒng)起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)速波形如圖2-1a）所示,起動(dòng)電流突破以后，受電流負(fù)反饋的作用，電流只能再升高一點(diǎn)，經(jīng)過某一最大值后，就降低下來</p><p>　　對于經(jīng)常正﹑反轉(zhuǎn)運(yùn)行的調(diào)速系統(tǒng)，盡量縮短起、制動(dòng)過程的時(shí)間是提高生產(chǎn)率的重要因素。為此，在電機(jī)最大允許電流和轉(zhuǎn)矩受限制的條件下，應(yīng)該充分利用電機(jī)的過載能力，最好是在過渡過程中始終保持電流為允許的最大值，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)以最大的加速度起動(dòng)，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時(shí)，立即讓電流降下

19、來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。這樣的理想起動(dòng)過程波形示于圖2-1b）。這時(shí)，起動(dòng)電流呈方形波，轉(zhuǎn)速按線性增長。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時(shí)調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動(dòng)過程。</p><p>　　實(shí)際上，由于主電路電感的作用，電流不可能突跳，圖2-1b）所示的理想波形只能得到近似的逼近，不可能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律，

20、采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。這就要求系統(tǒng)在起動(dòng)過程中只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用，怎樣才能做到這種既存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋，又使它們只能分別在不同的階段里起作用呢？只用一個(gè)調(diào)節(jié)器顯然是不可能的，可以考慮采用轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器，問題是在系統(tǒng)中應(yīng)該如何聯(lián)接。</p><p>　　a）

21、帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程</p><p>　　b）理想的快速起動(dòng)過程</p><p>　　圖2-1 直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程的電流和轉(zhuǎn)速波形</p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 </p><p>　　圖2-2 轉(zhuǎn)速與電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

22、器 ACR—電流調(diào)節(jié)器 TG—測速發(fā)電機(jī)</p><p>　　TA—電流互感器 UPE—電力電子變換器</p><p>　　—轉(zhuǎn)速給定電壓 —轉(zhuǎn)速反饋電壓</p><p>　　—電流給定電壓 —電流反饋電壓</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反

23、饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級）聯(lián)接,如圖2-2所示。圖中，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　2.3 轉(zhuǎn)速﹑電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和靜特性</p><p>　　為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須先繪出

24、它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖2-3所示。分析靜特性的關(guān)鍵是掌握這樣的PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征，一般存在兩種狀況：飽和—輸出達(dá)到限幅值，不飽和—輸出未達(dá)到限幅值。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI的作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總為零。</p><p>　　2-3雙閉環(huán)直流調(diào)速

25、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　實(shí)際上，在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會達(dá)到飽和狀態(tài)的。因此，對于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。</p><p>　　2.3.1 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和</p><p>　　這時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和，穩(wěn)態(tài)時(shí)，它們的輸入偏差電壓都是零，因此</p><p><b>　　由第一個(gè)關(guān)系式可

26、得</b></p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　從而得到圖2-3所示靜特性的CA段。與此同時(shí)，由于ASR不飽和，，從上述第二個(gè)關(guān)系式可知。這就是說，CA段特性從理想空載狀態(tài)的一直延續(xù)到，而一般都是大于額定電流的。這就是靜特性的運(yùn)行段，它是一條水平的特性。</p><p>　　2.3.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和

27、</p><p>　　這時(shí)，ASR輸出達(dá)到限幅值，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個(gè)電流無靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時(shí)</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　其中，最大電流是由設(shè)計(jì)者選定的，取決于電動(dòng)機(jī)的容許過載能力和拖動(dòng)系統(tǒng)允許的最大加速度。式(2-2)所描述的靜特性對應(yīng)于圖

28、2-4中的AB段，它是一條垂直的特性。這樣的下垂特性只適合于的情況，因?yàn)槿绻?，則，ASR將退出飽和狀態(tài)。</p><p>　　雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到時(shí)，對應(yīng)于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和輸出，這時(shí)，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。這就是采用了兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)﹑外兩個(gè)閉環(huán)的效果。這樣的靜特性顯然比帶電流

29、截止負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)靜特性好。然而，實(shí)際上運(yùn)算放大器的開環(huán)放大系數(shù)并不是無窮大。靜特性的兩段實(shí)際上都略有很小的靜差，見圖2-4中的虛線?？傊?，雙閉環(huán)系統(tǒng)在突加給定信號的過渡過程中表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在穩(wěn)定和接近穩(wěn)定運(yùn)行中表現(xiàn)為無靜差調(diào)速系統(tǒng)，發(fā)揮了轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用，獲得了良好的靜、動(dòng)態(tài)品質(zhì)。</p><p>　　圖2-4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性</p><p>　　三、

30、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本原理</p><p>　　3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)性能分析</p><p>　　3.1.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型</p><p>　　由雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)（見圖2-4），即可繪制出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖3-1所示。圖中和分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。為了引出電流反饋，在電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框

31、圖中必須把電樞電流顯露出來。</p><p>　　圖3-1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　3.1.2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程分析</p><p>　　我們知道設(shè)置雙閉環(huán)控制的一個(gè)重要目的就是要獲得接近于圖2-1b) 所示的理想起動(dòng)過程，因此在分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能時(shí)，有必要首先探討它的起動(dòng)過程。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止

32、狀態(tài)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速和電流的動(dòng)態(tài)過程如圖3-2 所示。由于在起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個(gè)動(dòng)態(tài)過程就分成圖中標(biāo)明的I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)階段。</p><p>　　第I階段是電流上升的階段（0～）</p><p>　　突加給定電壓 后，經(jīng)過兩個(gè)調(diào)節(jié)器的跟隨作用,﹑﹑都跟著上升，當(dāng)時(shí)，電機(jī)還不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)后，電機(jī)開始起動(dòng)，由于機(jī)電慣性作用，轉(zhuǎn)速不會很快增長，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

33、器ASR的輸入偏差電壓的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值，強(qiáng)迫電樞電流迅速上升。直到，，，電流調(diào)節(jié)器很快就壓制了的增長，標(biāo)志著這一階段的結(jié)束。在這一階段中，ASR很快進(jìn)入并保持飽和狀態(tài)，而ACR一般不飽和。</p><p>　　第Ⅱ階段是恒流升速階段（～）在這個(gè)階段中，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，系統(tǒng)成為在恒值電流給定下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長。與此同時(shí)，

34、電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢E也按線性增長見圖3-2，對電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，E是一個(gè)線性漸增的擾動(dòng)量，為了克服這個(gè)擾動(dòng)，和也必須基本上按線性增長，才能保持恒定。當(dāng)ACR采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，要使其輸出量按線性增長，其輸入偏差電壓必須維持一定的恒值，也就是說，應(yīng)略低于。 恒流升速階段是起動(dòng)過程中的主要階段。為了保證電流環(huán)的主要調(diào)節(jié)作用，在起動(dòng)過程中ACR是不應(yīng)飽和的，電力電子裝置UPE 的最大輸出電壓也需留有余地，這些都是設(shè)計(jì)時(shí)必須注意的。</p&g

35、t;<p>　　第Ⅲ階段是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段（以后）</p><p>　　當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差減少到零，但其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值，所以電動(dòng)機(jī)仍在加速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入偏差電壓變負(fù)，使它開始退出飽和狀態(tài)，和很快下降。但是，只要仍大于負(fù)載電流，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。直到時(shí)，轉(zhuǎn)矩，則dn/dt=0，轉(zhuǎn)速n才到達(dá)峰值（t =時(shí)）。此后，電動(dòng)機(jī)開始在負(fù)載的阻力下減

36、速，與此相應(yīng)，在時(shí)間內(nèi)，，直到穩(wěn)定。如果調(diào)節(jié)器參數(shù)整定得不夠好，也會有一段振蕩過程。在最后的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段內(nèi)，ASR和ACR都不飽和，ASR起主導(dǎo)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，而ACR則力圖使盡快地跟隨其給定值，或者說，電流內(nèi)環(huán)是一個(gè)電流隨動(dòng)子系統(tǒng)。</p><p>　　圖3-2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)過程的轉(zhuǎn)速和電流波形</p><p>　　3.1.3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程的特點(diǎn)</p>

37、<p>　　由上一節(jié)所述，我們得到起動(dòng)過程的特點(diǎn)有以下三點(diǎn)：</p><p>　　1）飽和非線性控制。隨著ASR的飽和與不飽和，整個(gè)系統(tǒng)處于完全不同的兩種狀態(tài)，在不同情況下表現(xiàn)為不同結(jié)構(gòu)的線性系統(tǒng)，只能采用分段線性化的方法來分析，不能簡單地用線性控制理論來分析整個(gè)起動(dòng)過程，也不能簡單地用線性控制理論來籠統(tǒng)地設(shè)計(jì)這樣的控制系統(tǒng)。</p><p>　　2）轉(zhuǎn)速超調(diào)。當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器A

38、SR采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，轉(zhuǎn)速必然有超調(diào)。轉(zhuǎn)速略有超調(diào)一般是允許的，對于完全不允許超調(diào)的情況，應(yīng)采用其他控制方法來抑制超調(diào)。</p><p>　　3）準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。在設(shè)備允許條件下實(shí)現(xiàn)最短時(shí)間的控制稱作“時(shí)間最優(yōu)控制” ，對于電力拖動(dòng)系統(tǒng)，在電動(dòng)機(jī)允許過載能力限制下的恒流起動(dòng)，就是時(shí)間最優(yōu)控制。但由于在起動(dòng)過程I、Ⅲ兩個(gè)階段中電流不能突變，實(shí)際起動(dòng)過程與理想起動(dòng)過程相比還有一些差距，不過這兩段時(shí)間只占全部起動(dòng)時(shí)間中

39、很小的成分，無傷大局，可稱作“準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制” 。采用飽和非線性控制的方法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制是一種很有實(shí)用價(jià)值的控制策略，在各種多環(huán)控制系統(tǒng)中普遍也得到應(yīng)用。</p><p>　　最后，應(yīng)該指出，對于不可逆的電力電子變換器，雙閉環(huán)控制只能保證良好的起動(dòng)性能，卻不能產(chǎn)生回饋制動(dòng)，在制動(dòng)時(shí)，當(dāng)電流下降到零以后，只好自由停車。必須加快制動(dòng)時(shí)，只能采用電阻能耗制動(dòng)或電磁抱閘。必須回饋制動(dòng)時(shí)，可采用可逆的電力電子變換器。&

40、lt;/p><p>　　3.1.4 動(dòng)態(tài)抗擾性能分析</p><p><b>　　1．抗負(fù)載擾動(dòng)</b></p><p>　　一般來說，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有比較滿意的動(dòng)態(tài)性能。對于調(diào)速系統(tǒng)，最重要的動(dòng)態(tài)性能是抗擾性能。主要是抗負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的性能。</p><p>　　圖3-3 直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗負(fù)載擾動(dòng)作用<

41、;/p><p>　　由動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖中可以看出，負(fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)的作用。在設(shè)計(jì)ASR時(shí)，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)。 </p><p><b>　　2．抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)</b></p><p>　　由圖3-4a）和3-4b）對比分析可知</p><p>　　1）單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，

42、電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的作用點(diǎn)離被調(diào)量較遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)作用受到多個(gè)環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動(dòng)的性能要差一些。</p><p><b>　　a）單閉環(huán)系統(tǒng)</b></p><p><b>　　b）雙閉環(huán)系統(tǒng)</b></p><p>　　圖3-4 直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗擾作用</p><p>　　2）雙閉

43、環(huán)系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動(dòng)可以通過電流反饋得到比較及時(shí)的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善。</p><p>　　因此，在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)變化會比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。</p><p>　　3.1.5 轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用</p><p>　　綜上所述，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的作用

44、可分別歸納如下。</p><p><b>　　1．電流調(diào)節(jié)器作用</b></p><p>　　1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在轉(zhuǎn)速外環(huán)的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。</p><p>　　2）對電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。</p><p>　　3）在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允

45、許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程。</p><p>　　4）當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。這個(gè)作用對系統(tǒng)的可靠運(yùn)行來說是十分重要的。</p><p><b>　　2．轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作用</b></p><p>　　1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速很快地跟隨給定電壓

46、變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無靜差。</p><p>　　2）對負(fù)載變化起抗擾作用。</p><p>　　3）其輸出限幅值決定電動(dòng)機(jī)允許的最大電流。</p><p><b>　　3.2 典型系統(tǒng)</b></p><p>　　一般來說，許多控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)都可以用下式表示</p>

47、;<p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　其中分子和分母上還有可能含有復(fù)數(shù)零點(diǎn)和負(fù)數(shù)極點(diǎn)。分母中的項(xiàng)表示該系統(tǒng)在原點(diǎn)有重極點(diǎn)，或者說，系統(tǒng)含有個(gè)積分環(huán)節(jié)。根據(jù)…的不同數(shù)值，分別稱作0型、I 型、II型、…系統(tǒng)。自動(dòng)控制理論已證明，0型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度低，而III型和III型以上的系統(tǒng)很難穩(wěn)定。因此，為了保證穩(wěn)定性和較好的穩(wěn)態(tài)精度，多用I型和II型系統(tǒng)。</

48、p><p>　　I型和II型系統(tǒng)還有多種多樣的結(jié)構(gòu)，下面各選一種作為典型。</p><p><b>　　1．典型I型系統(tǒng)</b></p><p>　　作為典型I型系統(tǒng)其開環(huán)的傳遞函數(shù)為 </p><p><b>　　(3-2)</b></p>

49、;<p>　　式中 ——系統(tǒng)的慣性時(shí)間常數(shù)；</p><p>　　——系統(tǒng)的開環(huán)增益。</p><p>　　選擇它作為典型的I型系統(tǒng)是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單，而且對數(shù)幅頻特性的中頻段以的斜率穿越線，只要參數(shù)的選擇能保證足夠的中頻帶寬度，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的，且有足夠的穩(wěn)定裕量。顯然，要做到這一點(diǎn)，應(yīng)在選擇參數(shù)時(shí)保證</p><p>　　或

50、 </p><p><b>　　于是，相角穩(wěn)定裕度</b></p><p>　　它的閉環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖3-5a）所示。而圖3-5b）表示它的開環(huán)對數(shù)頻率特性。</p><p>　　a）閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　b）開環(huán)對數(shù)頻率特性</p><p>

51、　　圖3-5 典型Ⅰ型系統(tǒng)</p><p><b>　　2．典型II型系統(tǒng)</b></p><p>　　在各種II型系統(tǒng)中，選擇一種結(jié)構(gòu)簡單而且能保證穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)作為典型II型系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　它的閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖和開環(huán)對數(shù)頻率

52、特性如圖3-6所示。</p><p>　　a）閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　b）開環(huán)對數(shù)頻率特性</p><p>　　圖3-6 典型Ⅱ型系統(tǒng)</p><p>　　在典型II型系統(tǒng)中，其中頻段也是以-20dB/dec的斜率穿越0dB線。由于分母中的相頻特性是-180°,后面還有一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，如果不在分子添上一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)，就

53、無法把相頻特性抬到-180°線以上，也就無法保證系統(tǒng)穩(wěn)定，要實(shí)現(xiàn)圖3-6 b）中的特性，顯然應(yīng)保證</p><p>　　或 </p><p><b>　　而相角裕度為 </b></p><p>　　比T大得多，則系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度越大。</p>&l

54、t;p>　　典型I型系統(tǒng)與典型II型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和西門子方法中的“二階最佳系統(tǒng)”與“三階最佳系統(tǒng)”是一樣的，只是名稱不同。然而，階數(shù)上是三階或二階只是表面現(xiàn)象，因?yàn)榻?jīng)過降階處理后，高階系統(tǒng)可以近似地降為低階，而I型和II型以及由此表明的在穩(wěn)態(tài)精度上的差異才是這兩類系統(tǒng)本質(zhì)上的區(qū)別，所以采用現(xiàn)在的命名更妥當(dāng)。</p><p>　　通過以上的敘述我們知道典型I型系統(tǒng)和典型II型系統(tǒng)除了在穩(wěn)態(tài)誤差上的區(qū)別外，一

55、般來說，在動(dòng)態(tài)性能中典型I型系統(tǒng)可以在跟隨性能中做到超調(diào)量小，但抗擾性能稍差，但典型II型系統(tǒng)的超調(diào)量相對較大，抗擾性能卻比較好。這是設(shè)計(jì)時(shí)選擇典型系統(tǒng)的重要依據(jù)。</p><p>　　四、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　首先我們看一下轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖4-

56、1所示。這就是我們最終要設(shè)計(jì)成的圖形。此圖有濾波環(huán)節(jié)，包括電流濾波、轉(zhuǎn)速濾波和兩個(gè)給定信號的濾波環(huán)節(jié)。其中——電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)；——轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)。</p><p>　　圖4-1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　由于電流檢測信號中常含有交流分量，為了不使它影響到調(diào)節(jié)器的輸入，需加低通濾波。這樣的濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)可用一階慣性環(huán)節(jié)來表示，以濾平電流檢測信號。然而，在

57、抑制交流分量的同時(shí)，濾波環(huán)節(jié)也延遲了反饋信號的作用，為了平衡這個(gè)遲延作用，在給定信號通道上加入一個(gè)同等時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱作給定濾波環(huán)節(jié)。其意義是，讓給定信號和反饋信號經(jīng)過相同的延時(shí)，使二者在時(shí)間上得到恰當(dāng)?shù)呐浜?，從而帶來設(shè)計(jì)上的方便。由測速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含換向紋波，因此也需要濾波，根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入濾波環(huán)節(jié)。以下就是我們設(shè)計(jì)的過程。</p><p>　　4.1.1系統(tǒng)的固

58、定參數(shù)</p><p>　　直流電機(jī)的額定功率，，,，，,N.m,,三相全控橋整流，,，平波電抗器電阻,電感.</p><p>　?。?）電樞回路總電阻</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　?。?）電樞回路總電感 本設(shè)計(jì)中取</p><p><b>　　(

59、4-2)</b></p><p>　?。?）電動(dòng)機(jī)的電磁時(shí)間常數(shù)</p><p><b>　　(4-3) </b></p><p>　?。?）電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢常量</p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>　　（5）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩常量 </

60、p><p><b>　　由電機(jī)學(xué)已知 </b></p><p>　　所以 (4-5)</p><p><b>　?。?）轉(zhuǎn)速慣性</b></p><p><b>　　(4-6)</b></p><p>　?。?）三相橋式晶閘

61、管整流裝置的邂逅時(shí)間</p><p><b>　　（4-7）</b></p><p>　　4.1.2 預(yù)先選定的參數(shù)</p><p>　?。?）調(diào)節(jié)器輸入回路電阻.</p><p>　　一般選用10—60K,過小，則從前級取用的電流過大，且運(yùn)算放大器的誤差增加，過小，則是反饋電阻過大，此外，過大，將增加因失調(diào)電流引起的誤

62、差。</p><p>　　一般調(diào)節(jié)器的輸入電阻均取相同值，本設(shè)計(jì)中取：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　(2) 電流反饋系數(shù)： 取最大允許電流，則</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　又式得： 電流反饋系數(shù)

63、：</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　（3）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：</p><p>　　設(shè)額定時(shí)給定電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是額定轉(zhuǎn)速,于是由式，得轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：</p><p><b>　　（4-11）</b></p><p>　?。?）電流反饋濾波

64、時(shí)間常數(shù)及轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中?。?（4-12） </p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　4.1.3電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　1．電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖的化簡</p><

65、;p>　　在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，系統(tǒng)的電磁時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于機(jī)電時(shí)間常數(shù)，因此，轉(zhuǎn)速的變化往往比電流變化慢得多，對電流環(huán)來說，反電動(dòng)勢是一個(gè)變化較慢的擾動(dòng)，在電流的瞬變過程中,可認(rèn)為反電動(dòng)勢基本不變，即。這樣，在按動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電動(dòng)勢變化的動(dòng)態(tài)影響。如果把給定濾波和反饋濾波兩個(gè)環(huán)節(jié)都等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)把給定信號改成/，則電流環(huán)便等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)。最后，由于和一般比小得多，可以當(dāng)作小慣性群而近似地看作是一個(gè)慣性

66、環(huán)節(jié)。則電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖最終簡化為圖4-2。</p><p>　　圖4-2 電流環(huán)最終簡化動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選?。?lt;/p><p>　　對典 系統(tǒng)，當(dāng)取時(shí)，(,性能較理想，，</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　　

67、于是取得</b></p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　得 （4-16）</p><p>　　于是，有電流調(diào)節(jié)器的及可求的和由</p><p><b>　　得（4-17）</b></p

68、><p><b>　　由得</b></p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　此外，給定濾波時(shí)間常數(shù)及反饋濾波時(shí)間常數(shù)為</p><p>　　及 （4-19）</p><p><b>　　由于取得</b&g

69、t;</p><p>　　= （4-20）</p><p><b>　　電流環(huán)的傳遞函數(shù)是</b></p><p><b>　?。?-21）</b></p><p><b>　　L的轉(zhuǎn)角頻率</b></p><p><b>

70、　?。?-22）</b></p><p><b>　?。?-23）</b></p><p>　　校正后電流環(huán)的相對穩(wěn)定裕量</p><p><b>　?。?-24）</b></p><p>　　3 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　含給定濾波和反饋濾波的模擬式

71、PI型電流調(diào)節(jié)器原理圖如圖4-5所示。圖中為電流給定電壓,為電流負(fù)反饋電壓,調(diào)節(jié)器的輸出就是電力電子變換器的控制電壓。</p><p>　　根據(jù)運(yùn)算放大器的電路原理，可以容易的導(dǎo)出</p><p><b>　　(4-25)</b></p><p><b>　　(4-26)</b></p><p>&

72、lt;b>　　(4-27)</b></p><p>　　圖4-5 含給定濾波和反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器</p><p>　　4.1.4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　1、速度環(huán)的簡化。電流環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)是</p><p><b>　　（4-28）</b></p><p&g

73、t;<b>　　電流環(huán)的閉環(huán)傳函是</b></p><p><b>　　（4-29）</b></p><p>　?。?-30）速度環(huán)慣性群的時(shí)間常數(shù)是</p><p><b>　?。?-31）</b></p><p>　　將速度環(huán)校正成典型系統(tǒng)，速度環(huán)的開環(huán)傳函是</p&

74、gt;<p><b>　　（4-32）</b></p><p>　　由此可見此為典型型系統(tǒng)（）.</p><p>　　2、速度調(diào)節(jié)器參數(shù)的選取</p><p>　　為使系統(tǒng)有較大的穩(wěn)定裕量，本設(shè)計(jì)中取H=10，但若H的取值過小，則計(jì)算得到的增值將會偏大，容易引起震蕩。</p><p><b>　　

75、當(dāng)H=10時(shí)，,</b></p><p>　　則 （4-33）</p><p><b>　　由及則</b></p><p>　　(本設(shè)計(jì)中取120) （4-34）</p><p><b>　　由得</b></p>&l

76、t;p>　　(本設(shè)計(jì)中取1.5) （4-35）</p><p>　　此外濾波電容可由，及得</p><p><b>　?。?-36）</b></p><p>　　3、速度環(huán)的頻率特性</p><p><b>　?。?-37）</b></p><p><b&g

77、t;　　的轉(zhuǎn)角頻率</b></p><p><b>　?。?-38）</b></p><p><b>　?。?-39）</b></p><p>　　二型系統(tǒng)得開環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　的轉(zhuǎn)角頻率</b></p><p>&l

78、t;b>　　（4-40）</b></p><p><b>　?。?-41）</b></p><p><b>　?。?-42）</b></p><p><b>　　的穿越頻率</b></p><p><b>　?。?-43）</b><

79、/p><p>　　校正后的速度環(huán)的相位穩(wěn)態(tài)裕量</p><p><b>　?。?-44）</b></p><p>　　4．轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　含給定濾波和反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖4-8所示。圖中U為轉(zhuǎn)速給定電壓，-n為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的給定電壓U。</p>

80、<p>　　圖4-8 含給定濾波和反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器</p><p>　　與電流調(diào)節(jié)器相似，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)與電阻、電容值的關(guān)系為</p><p><b>　　(4-45)</b></p><p><b>　　(4-46)</b></p><p><b>　　(4-47)&

81、lt;/b></p><p>　　4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則</p><p>　　“先內(nèi)環(huán)后外環(huán)”，從內(nèi)環(huán)開始，逐步向外擴(kuò)展。在這里，首先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。</p><p>　　1、電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)步驟：</p><

82、p><b>　　電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡化</b></p><p>　　電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　2、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)步驟：&l

83、t;/p><p>　　電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)</p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　3、轉(zhuǎn)速環(huán)與電流環(huán)的關(guān)系</p><p>　　外環(huán)的響應(yīng)比內(nèi)環(huán)慢，這是按

84、上述工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。這樣做，雖然不利于快速性，但每個(gè)控制環(huán)本身都是穩(wěn)定的，對系統(tǒng)的組成和調(diào)試工作非常有利。本章就是對轉(zhuǎn)速﹑電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本文分析了電壓負(fù)反饋電流正反直流調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律，對電流正反饋?zhàn)隽烁倪M(jìn)，在主電路中增加了取樣電感，來抵消電樞自感電動(dòng)勢的影響。按

85、照雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電動(dòng)勢負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)，主電路增加串聯(lián)取樣電感后，電流正反饋能夠補(bǔ)償由電樞內(nèi)阻和自感電動(dòng)勢產(chǎn)生的壓降.。增加取樣電感后可以消除電流補(bǔ)償?shù)臏?，在忽略參?shù)變化的影響下精確地補(bǔ)償電樞壓降，改進(jìn)后的電壓負(fù)反饋電流補(bǔ)償能夠獲得跟轉(zhuǎn)速負(fù)反饋同樣的效果。</p><p>　　在分析電壓負(fù)反饋電流補(bǔ)償直流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對轉(zhuǎn)速采樣并與設(shè)定值比較放大后進(jìn)行PID運(yùn)算，然后對轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，該系統(tǒng)是在單

86、閉環(huán)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)后完成的，通過對電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，我們了解到了單閉環(huán)系統(tǒng)在運(yùn)用中存在一些缺點(diǎn)和不足，為了彌補(bǔ)這個(gè)不足，我們引入了轉(zhuǎn)速﹑電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，它是通過轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋兩個(gè)環(huán)節(jié)分別起作用來設(shè)計(jì)的。進(jìn)而達(dá)到我們所期望的效果。</p><p>　　通過本次設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我對調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用知識的掌握，同時(shí)了解了目前工業(yè)生產(chǎn)中數(shù)字化系統(tǒng)的重要性，鞏固了我的專業(yè)課知識，使自己受益匪淺?？傊?，通過本次設(shè)

87、計(jì)不僅進(jìn)一步強(qiáng)化了專業(yè)知識，還掌握了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方法、步驟等，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　畢業(yè)的時(shí)間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識的大概總結(jié)，但是真的面對畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯(cuò)誤的。畢業(yè)設(shè)計(jì)

88、不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨(dú)的課題的是感覺很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。</p><p>　　能夠完成這個(gè)設(shè)計(jì)，要感謝的人很多，在這我只能提到部分

89、。首先，在此感謝我的指導(dǎo)老師——xx老師，是他嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度、淵博的知識；而且還是方老師主動(dòng)的和我們聯(lián)系,告訴我們應(yīng)該怎么樣修改論文,怎么樣按要求完成論文相關(guān)的工作。老師的檢查總是很仔細(xì)的，可以認(rèn)真的看論文的每一個(gè)細(xì)小的格式要求，然后提出寶貴的意見，這是很難得的；其次，感謝和我一起完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的兄弟姐妹，因?yàn)橛泻湍銈円黄鹛接?，才有了我的進(jìn)步。才有了我畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成。</p><p>　　祝愿幫助過我的人身體健康，

90、萬事如意。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 陳伯石.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　2 顧繩谷.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)上冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社2000</p><p>　　3 陳治明.電力電子器件[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992&

91、lt;/p><p>　　4 王兆安.電力電子變流技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　5 張明勛.電力電子設(shè)備和應(yīng)用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992</p><p>　　6 顧繩谷.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)下冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社2000</p><p>　　7 王劃一.自動(dòng)控制原理[M].北京:國防工業(yè)出版社,