1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄1</b></p><p>　　第一章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成2</p><p>　　第一節(jié) 系統(tǒng)電路原理圖2</p><p>　　第二節(jié) 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖3</p><p>　　第三節(jié)

2、 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖6</p><p>　　第二章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)9</p><p>　　第一節(jié) 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)10</p><p>　　第二節(jié) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)14</p><p>　　第三節(jié) 轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制——轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋……………18</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的仿真20&

3、lt;/p><p><b>　　總結(jié)23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p>　　第一章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成</p><p>　　第一節(jié) 系統(tǒng)電路原理圖</p><p>　　轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖如圖1-1所示，圖中兩個(gè)

4、調(diào)節(jié)器ASR和ACR分別為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，二者串級(jí)連接，即把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。電流環(huán)在內(nèi)，稱之為內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外，稱之為外環(huán)。</p><p>　　為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)特性，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器都采用PI調(diào)節(jié)器，其原理圖如圖所示。在圖中標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，它們都是按照觸發(fā)裝置GT的控制電壓Uct為正電壓的情況

5、標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸出都帶有限幅，ASR的輸出限幅什決定了電流調(diào)節(jié)器ACR的給定電壓最大值，對(duì)就電機(jī)的最大電流；電流調(diào)節(jié)器ACR輸出限幅電壓限制了整流器輸出最大電壓值，限最小觸發(fā)角α。</p><p>　　圖1-1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理</p><p>　　第二節(jié) 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)

6、結(jié)構(gòu)圖如圖1-2所示，PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特性一般存在兩種狀況：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(hào)使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說(shuō)，飽和的調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入與輸出的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)器開(kāi)環(huán)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI作用使輸入偏差電壓ΔU在穩(wěn)定時(shí)總是零。</p><p>　　在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的，因此對(duì)于靜特性來(lái)

7、說(shuō)，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種狀況。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和</b></p><p>　　穩(wěn)態(tài)時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓都是零，因此</p><p>　　式中， —— 轉(zhuǎn)速和電流反饋系數(shù)</p><p><b>　　由第一個(gè)關(guān)系式可得</b></p><

8、;p>　　從而得到圖1-3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(shuō)， CA段靜特性從理想空載狀態(tài)的 Id = 0一直延續(xù)到 Id = Idm ，而 Idm一般都是大于額定電流Idm 的。這就是靜特性的運(yùn)行段，圖1-3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性</p><p>　　它是水平的特性。 </p><p><b>

9、　　2、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和</b></p><p>　　這時(shí)，ASR輸出達(dá)到限幅值 ，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開(kāi)環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對(duì)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(wú)靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時(shí)</p><p>　　式中，最大電流 Idm 是由設(shè)計(jì)者選定的，取決于電機(jī)的容許過(guò)載能力和拖動(dòng)系統(tǒng)允許的最大加速度。所描述的靜特性是上圖中的AB段，它是垂直的特性。 這樣的下垂特性只適合于

10、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)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，各變量之間有下列關(guān)系</p><p>　　上述關(guān)系表明，在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速 n 是由給定電壓U*n決定的； ASR的輸出量U*i是由負(fù)載電流 IdL 決定的； 控制電壓 Uc 的大小則同時(shí)取決于 n 和 Id，或者說(shuō)，同時(shí)取決于U*n 和 IdL。</p>

11、;<p>　　這些關(guān)系反映了PI調(diào)節(jié)器不同于P調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)。比例環(huán)節(jié)的輸出量總是正比于其輸入量，而PI調(diào)節(jié)器則不然，其輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無(wú)關(guān)，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。后面需要PI調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止。</p><p>　　鑒于這一特點(diǎn)，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算與單閉環(huán)有靜差系統(tǒng)完全不同，而是和無(wú)靜差系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算相似，即根據(jù)各調(diào)節(jié)器的給定與反饋值計(jì)算有關(guān)

12、的反饋系數(shù)：</p><p>　　轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) </p><p><b>　　電流反饋系數(shù) </b></p><p>　　兩個(gè)給定電壓的最大值和由設(shè)計(jì)者選定，設(shè)計(jì)原則如下：</p><p>　　受運(yùn)算放大器允許輸入電壓和穩(wěn)壓電源的限制</p><p>　　為ASR的輸出限幅值</p&g

13、t;<p>　　第三節(jié) 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)，即可繪出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖1-4所示：</p><p>　　圖1-4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速和電流的動(dòng)態(tài)過(guò)程如圖1-5所示。由于

14、在起動(dòng)過(guò)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(guò)程就分成圖中標(biāo)明的I、II、Ⅲ三個(gè)階段。</p><p>　　圖1-5 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速和電流的波形</p><p>　　第I階段 電流上升的階段（0～t1）：</p><p>　　突加給定電壓 后，Id上升，當(dāng) Id 小于負(fù)載電流 IdL 時(shí)，電機(jī)還不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng) Id ≥ Id

15、L 后，電機(jī)開(kāi)始起動(dòng)，由于機(jī)電慣性作用，轉(zhuǎn)速不會(huì)很快增長(zhǎng)，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)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)迫電流Id 迅速上升。直到，Id = Idm ， = 電流調(diào)節(jié)器很快就壓制 Id 了的增長(zhǎng)，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 階段恒流升速階段（t1～t2）： </p><p&g

16、t;　　在這個(gè)階段中，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開(kāi)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 Id恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長(zhǎng)。與此同時(shí)，電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)E 也按線性增長(zhǎng)，對(duì)電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，E 是一個(gè)線性漸增的擾動(dòng)量，為了克服它的擾動(dòng)， Ud0和 Uc 也必須基本上按線性增長(zhǎng)，才能保持 Id 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(zhǎng)，其輸入偏差電壓必須維持一定的恒值，也就是說(shuō)，Id

17、 應(yīng)略低于 Idm。</p><p>　　第 Ⅲ 階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段（ t2 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，所以電機(jī)仍在加速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。</p><p>　　轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入偏差電壓變負(fù)，使它開(kāi)始退出飽和狀態(tài)， 和 Id 很快下降。但是，只要Id仍大于負(fù)載電流Id

18、L ，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。直到Id = IdL時(shí)，轉(zhuǎn)矩Te= TL ，則dn/dt = 0，轉(zhuǎn)速n才到達(dá)峰值（t = t3時(shí)）。此后，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始在負(fù)載的阻力下減速，與此相應(yīng)，在一小段時(shí)間內(nèi)（ t ～t4 ）， Id < IdL ，直到穩(wěn)定，如果調(diào)節(jié)器參數(shù)整定得不夠好，也會(huì)有一些振蕩過(guò)程。在這最后的轉(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 Id盡快地跟隨其給定值 ，或者說(shuō)，電流內(nèi)環(huán)是一個(gè)電流隨

19、動(dòng)子系統(tǒng)。 </p><p>　　第二章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示，在它與圖1-3的不同之處在于增加了濾波環(huán)節(jié)，包括電流濾波、轉(zhuǎn)速濾波和兩個(gè)給定信號(hào)的濾波環(huán)節(jié)。由于電流檢測(cè)信號(hào)中常含有交流分量，為了不使它影響到調(diào)節(jié)器的輸入，虛假低通濾波，然而在抑制交流分量的同時(shí)，濾波環(huán)節(jié)也延遲了反饋信號(hào)的作用，為了平衡這個(gè)延遲作用，在給定

20、信號(hào)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)。由測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，根據(jù)電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入相同時(shí)間常數(shù)的給定濾波環(huán)節(jié)。這樣做的意義是，讓給定信號(hào)與反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)相同的延時(shí)，是二者在時(shí)間上得到恰當(dāng)?shù)呐浜?，從而帶?lái)設(shè)計(jì)上的方便。其中</p><p>　　為電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)</p><p>　　為轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)

21、</p><p>　　圖2-1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則：“先內(nèi)環(huán)后外環(huán)” ，從內(nèi)環(huán)開(kāi)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>　　第一節(jié) 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　在經(jīng)過(guò)忽略反電動(dòng)勢(shì)的動(dòng)態(tài)影

22、響，等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)，小慣性環(huán)節(jié)近似處理的簡(jiǎn)化后的電流結(jié)構(gòu)框圖如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 簡(jiǎn)化后的電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　圖中：為電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和，。</p><p><b>　　一、時(shí)間參數(shù)的確定</b></p><p>　　1、電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)系數(shù)：</p>

23、<p>　　2、電機(jī)額定勵(lì)磁下的轉(zhuǎn)矩系數(shù)：</p><p>　　3、電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)：</p><p>　　4、電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)：</p><p>　　5、整流濾波滯后時(shí)間常數(shù)： Ts=0.0033s</p><p>　　6、電流濾波時(shí)間常數(shù)： Toi=0.002s</p><p>　　

24、7、電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和：按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取</p><p>　　T∑i=Ts+Toi=0.0033s+0.002s=0.0052s</p><p>　　二、選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)：</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求：，而且</p><p>　　因此可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電流調(diào)節(jié)器選PI型。其傳遞函數(shù)為</p><p&g

25、t;　　小解釋：典型I型系統(tǒng)</p><p>　　從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無(wú)靜差，以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性，采用 I 型系統(tǒng)就夠了。</p><p>　　從動(dòng)態(tài)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時(shí)有太大的超調(diào)，以保證電流在動(dòng)態(tài)過(guò)程中不超過(guò)允許值，而對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的及時(shí)抗擾作用只是次要的因素，為此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，應(yīng)選用典型I型系統(tǒng)。</p><p>

26、　　圖2-2表明，電流環(huán)的控制對(duì)象是雙慣性型的，要校正成典型 I 型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI型的電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可以寫(xiě)成 </p><p>　　式中：Ki — 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)</p><p>　　i — 電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)</p><p>　　為了讓調(diào)節(jié)器零點(diǎn)與控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)極點(diǎn)對(duì)消，選擇，則電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便成為圖2-3a所示的典型形式，其中

27、 </p><p>　　圖2-3b給出了校正后電流環(huán)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性。</p><p><b>　　a）</b></p><p><b>　　b）</b></p><p>　　圖2-3 校正成典型I型系統(tǒng)的電流環(huán)</p><p>　　a） 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 b）開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻

28、特性</p><p>　　三、選擇電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)</p><p>　　1、ACR超前時(shí)間常數(shù): </p><p>　　2、電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：在本設(shè)計(jì)中，要求σi≤5%時(shí)，應(yīng)取，因此：</p><p>　　于是，ACR的比例系數(shù)為：</p><p><b>　　四、校驗(yàn)近似條件</b></p&

29、gt;<p><b>　　電流環(huán)截止頻率</b></p><p>　　1、晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件為： </p><p><b>　　=101.01</b></p><p><b>　　滿足近似條件。</b></p><p>　　2、忽略反電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流環(huán)影響的條

30、件為：</p><p><b>　　=45.047</b></p><p><b>　　滿足近似條件。</b></p><p>　　3、小時(shí)間常數(shù)近似條件處理?xiàng)l件為：</p><p><b>　　=129.75</b></p><p><b>

31、　　滿足近似條件。</b></p><p>　　五、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電流調(diào)節(jié)器原理圖如圖2-4所示。</p><p>　　圖中：為電流給定電壓</p><p>　　Id 為電流負(fù)反饋電壓</p><p>　　Uc 電力電子變換器的控制電壓</p>

32、<p>　　圖2-4含給定濾波與反饋濾 波的PI型電流調(diào)節(jié)器</p><p>　　則由運(yùn)算放大器的電路原理可以得出，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入電阻時(shí)，電流調(diào)節(jié)器的具體電路參數(shù)如下： </p><p><b>　　，取14. ，取3</b></p><p><b>　　，取0.2</b></p><

33、p>　　按上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　第二節(jié) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　一、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）時(shí)間常數(shù)的確定：</p><p>　　1、電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)： </p><p>　　2、轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) ： Ton=0.02s；

34、</p><p>　　3、轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)：按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取</p><p>　　（2）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)： </p><p>　　由于設(shè)計(jì)要求無(wú)靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)；又根據(jù)動(dòng)態(tài)要求，應(yīng)按典型II型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。故ASR選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為</p><p>　　小解釋：典型II型系統(tǒng)</p><

35、;p>　　為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前面必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 中，現(xiàn)在在擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型 Ⅱ 型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。由此可見(jiàn)，ASR也應(yīng)該采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為</p><p>　　式中：Kn — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)</p><p&

36、gt;　　n — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)</p><p>　　這樣轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便成為圖2-6所示的典型形式，其中 </p><p>　　圖2-6 校正后成為典型Ⅱ型系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　（3）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)：</p><p>　　按跟隨和抗干擾性能較好的原則，取h=5，則</p><

37、;p>　　ASR的超前時(shí)間常數(shù)為：</p><p>　　2、轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益：</p><p>　　于是，ASR的比例系數(shù): </p><p>　?。?）校驗(yàn)近似條件：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為：</b></p><p><b>　　;</b><

38、/p><p>　　電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件：</p><p>　　現(xiàn)在 ， 滿足簡(jiǎn)化條件</p><p>　　轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似條件為：</p><p>　　現(xiàn)在 ， 滿足近似條件。</p><p>　?。?）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轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

39、器原理圖如圖2-7所示，</p><p>　　圖中：為轉(zhuǎn)速給定電壓</p><p>　　n 為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓</p><p>　　為調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的給定電壓</p><p>　　圖2-7 含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器</p><p>　　則由運(yùn)算放大器的電路原理可以得出，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入電阻時(shí)，電流調(diào)節(jié)

40、器的具體電路參數(shù)如下：</p><p><b>　　，取460</b></p><p><b>　　，取0.35</b></p><p><b>　　，取2</b></p><p>　　(6) 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量：</p><p><b>　　當(dāng)h

41、=5時(shí) </b></p><p><b>　　而 ，</b></p><p><b>　　因此</b></p><p>　　所以，為實(shí)現(xiàn)無(wú)超調(diào)，還需加入轉(zhuǎn)速超調(diào)抑制環(huán)節(jié)。</p><p>　　第三節(jié) 轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制——轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要

42、求，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋采用轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋，即在轉(zhuǎn)速反饋電路上加一個(gè)帶濾波的轉(zhuǎn)速微分環(huán)節(jié)，在轉(zhuǎn)速變化過(guò)程中，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋兩個(gè)信號(hào)一起與未定信號(hào)相抵，將在比普通雙閉環(huán)系統(tǒng)更早一些的時(shí)刻達(dá)到平衡，開(kāi)始退飽和，提前進(jìn)入了線性閉環(huán)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，從而使轉(zhuǎn)速超調(diào)量減小。</p><p>　　——轉(zhuǎn)速微分時(shí)間常數(shù)</p><p>　　——轉(zhuǎn)速微分濾波時(shí)間常數(shù)</p><p>

43、;　　的作用主要是對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行微分，因此稱作微分電容；而的主要作用是濾去微分后帶來(lái)的高頻噪聲，可以叫做濾波電阻。</p><p>　　圖 帶微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器</p><p>　　在將電流環(huán)簡(jiǎn)化后，可將電流環(huán)視作轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，在經(jīng)過(guò)忽略高次項(xiàng)降階處理，為了分析方便起見(jiàn)，?。辉賹V波環(huán)節(jié)都移到轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，并按小慣性近似方法，令并等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)和小慣性的近似處理后的帶轉(zhuǎn)速

44、微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-5所示。</p><p>　　圖2-5 帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　對(duì)于按典型II型系統(tǒng)設(shè)計(jì)未加微分反饋的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，已知，推導(dǎo)出了微分反饋時(shí)間常數(shù)的近似工程計(jì)算公式</p><p>　　如果要求無(wú)超調(diào)，則，上式中的第一項(xiàng)即為所需的值。因此，無(wú)超調(diào)時(shí)的微分時(shí)間常數(shù)應(yīng)該是 </p>

45、<p>　　所以本設(shè)計(jì)中，取 ，</p><p><b>　　系統(tǒng)的仿真</b></p><p>　　MATLAB仿真電路圖如下所示</p><p>　　圖 電流環(huán)仿真模型</p><p>　　圖 轉(zhuǎn)速環(huán)有超調(diào)仿真模型</p><p>　　圖 帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的雙閉環(huán)直流調(diào)速仿真模

46、型</p><p><b>　　仿真波形圖</b></p><p>　　圖 仿真電路電流波形圖</p><p>　　圖 仿真電路轉(zhuǎn)速波形圖</p><p>　　由仿真結(jié)果可知，所采取方案和選擇參數(shù)可以達(dá)到所需效果。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p>

47、<p>　　本次課程設(shè)計(jì)是轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)。要求穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，動(dòng)態(tài)電流超調(diào)量，采用轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋使轉(zhuǎn)速超調(diào)量為0。本課設(shè)按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，原則為：先從電流環(huán)入手，首先設(shè)計(jì)好電流調(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。在采用轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋使轉(zhuǎn)速無(wú)超調(diào)時(shí)，采用工程設(shè)計(jì)法計(jì)算其參數(shù)，然后在此基礎(chǔ)上，對(duì)其參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，以實(shí)現(xiàn)最佳的轉(zhuǎn)速無(wú)超調(diào)。<

48、;/p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，對(duì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)有了更加深刻的認(rèn)識(shí)和相對(duì)直觀的感覺(jué)。并且在實(shí)際設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題，進(jìn)而通過(guò)研究知道了這些問(wèn)題的原因，從而更好的修改了設(shè)計(jì)參數(shù)，達(dá)到了更好的實(shí)際效果。再實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)超調(diào)過(guò)程中，更加認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的原理和所要達(dá)到的效果，并了解到參數(shù)的變化對(duì)效果的影響。另外，此次課程設(shè)計(jì)也是對(duì)各個(gè)學(xué)科的綜合應(yīng)用，包括：《電機(jī)學(xué)》、《自動(dòng)控制理論》、《電力拖動(dòng)自

49、動(dòng)控制系統(tǒng)》、《模擬電子技術(shù)》。而且還包括對(duì)MATLAB仿真軟件的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，尤其是對(duì)之中的SIMULINK模塊的運(yùn)用。使得各種知識(shí)相結(jié)合，對(duì)課程設(shè)計(jì)有個(gè)一個(gè)從整體到具體的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，同學(xué)們互幫互助，積極探討所遇到的各種問(wèn)題，并在探討過(guò)程中加深了對(duì)知識(shí)的理解與運(yùn)用。在一定程度上鍛煉了自己的耐心，清晰了自己的思路，明確了設(shè)計(jì)的原則，拓寬了自己的視野。而且在小組的活動(dòng)中，鍛煉了社交能

50、力，端正了認(rèn)真態(tài)度。并且在老師們的幫助下弄懂了以前從未遇到和考慮過(guò)的問(wèn)題。在此對(duì)老師和同學(xué)們的幫助致以誠(chéng)摯的感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　陳伯時(shí)主編，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，第三版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.7</p><p>　　華成英，童詩(shī)白主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，第四版，北京：高等教育出版社