自动控制原理与系统.ppt

性能比较带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统起动过程如图所示，起动电流达到最大值Idm后，受电流负反馈的作用降低下来，电机的电磁转矩也随之减小，加速过程延长。IdLntIdOIdmIdcr图2-1a)带电流截止负反馈的单闭环调速系统第62页，课件共92页，创作于2023年2月性能比较（续）理想起动过程波形如图，这时，起动电流呈方形波，转速按线性增长。这是在最大电流（转矩）受限制时调速系统所能获得的最快的起动过程。IdLntIdOIdm图2-1b)理想的快速起动过程第63页，课件共92页，创作于2023年2月3.解决思路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的恒流过程。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。为了提高生产效率和加工质量，要求尽量缩短过渡过程时间。充分利用晶闸管元件和电动机所允许的过载能力，使Id=Idm→Td=Tdm→使n直线上升，→使ts↓。第64页，课件共92页，创作于2023年2月现在的问题是，我们希望能实现控制：起动过程，只有电流负反馈，没有转速负反馈；稳态时，只有转速负反馈，没有电流负反馈。怎样才能做到这种既存在转速和电流两种负反馈，又使它们只能分别在不同的阶段里起作用呢？第65页，课件共92页，创作于2023年2月转速、电流双闭环直流调速系统的组成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。二者之间实行嵌套（或称串级）联接如下图所示。第66页，课件共92页，创作于2023年2月.6-13.其中调节电位器R2可使增益在K1--(1+R2/R3)K1之间变化。2、积分（I）调节器输入与输出关系:§6-2无静差直流调速系统第30页，课件共92页，创作于2023年2月输入与输出特性曲线：特点：输出电压取决于输入量对时间的积累过程，而且还和初始值有关。t-UiU0U0Ui.6-14.比例（P）调节器能立即响应输入信号，加快响应过程；而积分(I)调节器要经过一段时间的积累，但最后可以消除误差。比例(P)+积分(I)=比例积分（PI）调节器当输入不等于零时，其输出量将不断增长，直到输入为零，输出恒定为止。§6-2无静差直流调速系统第31页，课件共92页，创作于2023年2月.6-15.3、比例积分（PI）调节器输入与输出关系:输入与输出特性曲线:tUiU0§6-2无静差直流调速系统U0初始值第32页，课件共92页，创作于2023年2月特点：.6-16.输出量立即响应输入量的变化——响应快。当输入不等于零时，其输出量将不断增长，直到输入为零，输出恒定为止——消除偏差。二、调节器的实用线路调节器零点的调节、零点漂移的抑制和锁零电路寄生振荡的消除调节器的输入限幅和输入滤波电路调节器的输出限幅电路§6-2无静差直流调速系统第33页，课件共92页，创作于2023年2月.6-17.

第34页，课件共92页，创作于2023年2月.6-18.二极管箝位的输出限幅电路（又称外限幅）当输出电压UcUM+UD→二极管VD3导通→输出电压被箝位在UM+UD的数值上，即UcM+=UM+UD。§6-2无静差直流调速系统M点对地电压VD3管压降调节器的输出功率放大电路:集成运算放大器的最大输出功率是有限的，因此，一般不能直接驱动负载，而必须外加功率放大电路(见6-17)。第35页，课件共92页，创作于2023年2月6-19三、无静差系统的实现比例调节器→比例积分调节器——无静差系统§6-2无静差直流调速系统第36页，课件共92页，创作于2023年2月.6-20.调节过程的后期，积分部分起主要作用，并最后消除偏差。§6-2在调节过程的初、中期，速降Δn较大，比例部分起主要作用，它首先阻止转速下降，使转速回升。§6-2无静差直流调速系统第37页，课件共92页，创作于2023年2月§6-3单闭环直流调速系统的限流保护一、限流保护的组成及工作原理直流电动机在起动、堵转或过载时会产生很大的电流，会烧坏晶闸管元件和电机，须加以限制。如何解决？加电流截止负反馈环节若引入电