文档详情

陈伯时运动控制系统转速电流反馈控制的直流调速系统解读.ppt

发布:2016-10-31约1.85万字共141页下载文档
文本预览下载声明
例题3-3 试按退饱和超调量的计算方法计算例题3-2中调速系统空载起动到额定转速时的转速超调量,并校验它是否满足设计要求。 解 当h=5时,由表2-7查得 从例题3-1,3-2,3-3的计算结果来看,有三个问题是值得注意的。 (1)转速的退饱和超调量与稳态转速有关。 按线性系统计算转速超调量时,当h选定后,不论稳态转速n*有多大,超调量σn%的百分数都是一样的。 按照退饱和过程计算超调量,其具体数值与n*有关 (2)反电动势对转速环和转速超调量的影响 。 反电动势的动态影响对于电流环来说是可以忽略的。 对于转速环来说,忽略反电动势的条件就不成立了。好在反电动势的影响只会使转速超调量更小,不考虑它并无大碍。 (3)内、外环开环对数幅频特性的比较 外环的响应比内环慢,这是按上述工程设计方法设计多环控制系统的特点。 图3-26 双闭环调速系统内环和外环的开环对数幅频特性 I——电流内环 n——转速外环 3.4 转速、电流反馈控制 直流调速系统的仿真 采用了转速、电流反馈控制直流调速系统,设计者要选择ASR和ACR两个调节器的PI参数,有效的方法是使用调节器的工程设计方法。 工程设计是在一定的近似条件下得到的,再用MATLAB仿真软件进行仿真,可以根据仿真结果对设计参数进行必要的修正和调整。 1.1.电流环的仿真 图3-27 电流环的仿真模型 考虑到反电动势变化的动态影响 图3-28 Saturation模块对话框 饱和非线性模块(Saturation),来自于Discontinuities组 饱和上界 , 改为10。 饱和下界 , 改为-10。 图3-29 电流环的仿真结果 PI参数是根据例题3-1计算的结果设定 在直流电动机的恒流升速阶段,电流值低于200A,其原因是电流调节系统受到电动机反电动势的扰动。 图3-30 无超调的仿真结果 PI调节器的传递函数为 图3-31 超调量较大的仿真结果 PI调节器的传递函数为 2.转速环的系统仿真 图3-32 转速环的仿真模型 图3-33 聚合模块对话框 从Signal Routing组中选用了Mux模块来把几个输入聚合成一个向量输出给Scope 输入量的个数设置为2 图3-34 转速环空载高速起动波形图 ASR调节器传递函数为 双击阶跃输入模块把阶跃值设置为10 图3-35 转速环满载高速起动波形图 把负载电流设置为136,满载起动, 图3-36 转速环的抗扰波形图 利用转速环仿真模型同样可以对转速环抗扰过程进行仿真,它是在负载电流IdL(s)的输入端加上负载电流, 图3-36是在空载运行过程中受到了额定电流扰动时的转速与电流响应曲线。 在工程设计时,首先根据典型I型系统或典型Ⅱ型系统的方法计算调节器参数, 然后利用MATLAB下的SIMULINK软件进行仿真, 灵活修正调节器参数,直至得到满意的结果。 把给定滤波和反馈滤波同时等效地移到环内前向通道上,再把给定信号改成 ,则电流环便等效成单位负反馈系统。 图3-19 电流环的动态结构图及其化简 (b)等效成单位负反馈系统 Ts 和 T0i 一般都比Tl 小得多,可以近似为一个惯性环节,其时间常数为 T∑i = Ts + Toi (3-46) 简化的近似条件为 (3-47) 图3-19 电流环的动态结构图及其化简 (c)小惯性环节近似处理 典型系统的选择:采用 I 型系统 电流调节器选择:PI型的电流调节器, (3-48) Ki — 电流调节器的比例系数; ?i — 电流调节器的超前时间常数。 电流环开环传递函数 (3-49) 因为 TiTΣi,选择τi= Ti ,用调节器零点消去控制对象中大的时间常数极点, 希望电流超调量?i ≤ 5%,选 ? =0.707, KI T?i =0.5,则 (3-50) (3-52) (3-51) 图3-20 校正成典型I型系统的电流环 (a)动态结构图 (b)开环对数幅频特性 模拟式电流调节器电路 U*i —电流给定电压; –?Id —电流负反馈电压; Uc —电力电子变换器的控制电压。 图3-21 含给定滤波与反馈滤波的 PI型电流调节器 (3-53) (3-54) (3-55) 按典型Ⅰ型系统设计的电流环的闭环传递函数为
显示全部
相似文档