V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真

1、目錄摘要21設(shè)計(jì)任務(wù)及要求31.1設(shè)計(jì)任務(wù)31.2設(shè)計(jì)要求32 V-M雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)43系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)63.1電氣原理圖及說明63.2平波電抗器的選擇73.3變壓器的選擇83.4晶閘管的選擇93.5保護(hù)電路的設(shè)計(jì)94電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)94.1電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖94.2電流環(huán)參數(shù)的計(jì)算114.2.1時(shí)間常數(shù)的計(jì)算114.2.2電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇114.2.3電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算124.2.4校驗(yàn)近似條件134.2.5計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容135轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)145.1轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖145.2轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)的計(jì)算155.2.1時(shí)間常數(shù)的計(jì)算155.2.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇155.2.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

2、參數(shù)的計(jì)算165.2.4檢驗(yàn)近似條件175.2.5計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容175.2.6校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量186電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真196.1電流環(huán)的仿真196.1.1電流環(huán)的仿真模型196.1.2電流環(huán)的仿真結(jié)果196.2轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真206.2.1轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真模型196.2.2轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真結(jié)果207控制及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)218電氣原理總圖229總結(jié)23參考文獻(xiàn)24 摘要轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。具有調(diào)速范圍廣、精度高、動(dòng)態(tài)性能好和易于控制等優(yōu)點(diǎn)，所以在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。常用的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)和電流閉環(huán)控制系統(tǒng)，二者都可以在一定程度上克

3、服開環(huán)系統(tǒng)造成的電動(dòng)機(jī)靜差率，但是不夠理想。實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，一般使電流環(huán)(ACR)作為控制系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)(ASR)作為控制系統(tǒng)的外環(huán)，以此來提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。本文是按照工程設(shè)計(jì)的方法來設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器的。使電動(dòng)機(jī)滿足所要求的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，即應(yīng)選用典型型系統(tǒng)，而轉(zhuǎn)速環(huán)以抗擾性能為主，即應(yīng)選用典型型系統(tǒng)為主。關(guān)鍵詞：直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)1)技術(shù)數(shù)據(jù)：直流電動(dòng)機(jī)：PN=55KW , UN=220V , IN=287A , nN=1500r/min

4、 , Ra=0.1最大允許電流 Idbl=1.5IN ,三相全控整流裝置：Ks=30 ,電樞回路總電阻 R=0.15 ，電動(dòng)勢系數(shù)：系統(tǒng)主電路：Tm=0.12s ，Tl=0.012s濾波時(shí)間常數(shù)：Toi=0.002s , Ton=0.012s,其他參數(shù)：Unm*=8V , Uim*=8V , Ucm=8V i5% , n10%2)技術(shù)指標(biāo):(1) 該調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑的速度調(diào)節(jié)，負(fù)載電機(jī)可逆運(yùn)行，具有較寬的調(diào)速范圍（D10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作； (2) 系統(tǒng)在5%負(fù)載以上變化的運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù)。1.2設(shè)計(jì)要求(1) 根據(jù)題目的技術(shù)要求，分析論證并確定主電路的結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的

5、組成，畫出系統(tǒng)組成的原理框圖;(2) 根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖, 分析轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用。(3) 通過對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì), 得到轉(zhuǎn)速和電流的仿真波形，并由仿真波形通過MATLAB來進(jìn)行調(diào)節(jié)器的參數(shù)調(diào)節(jié);(4) 繪制V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理總圖（要求計(jì)算機(jī)繪圖）;(5) 整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料，課程設(shè)計(jì)總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。2 V-M雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改變電樞兩端的電壓能使電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向，盡管電樞反接需要較大容量的晶閘管裝置，但是它反向過程快，由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，需要可逆運(yùn)行時(shí)經(jīng)常采用兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組晶閘管裝置VF供電；反

6、轉(zhuǎn)時(shí)，由反組晶閘管裝置VR供電。如圖2-1所示兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制，可以做到互不干擾，都能靈活地控制電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行，所以本設(shè)計(jì)采用兩組晶閘管反并聯(lián)的方式，并且采用三相橋式整流。圖2-1 兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)可逆線路雖然兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)解決了電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的問題，但是兩組裝置的整流電壓同時(shí)出現(xiàn)，便會(huì)產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流，一般地說，這樣的環(huán)流對(duì)負(fù)載無益，只會(huì)加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率。環(huán)流太大時(shí)會(huì)導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除。為了防止產(chǎn)生直流平均環(huán)流，應(yīng)該在正組處于整流狀態(tài)、Udof 為正時(shí)，強(qiáng)迫

7、讓反組處于逆變狀態(tài)、使Udor為負(fù)，且幅值與Udof相等，使逆變電壓Udor把整流電壓Udof頂住，則直流平均環(huán)流為零。于是又由于其中，分別為VF和VR的控制角。由于兩組晶閘管裝置相同，兩組的最大輸出電壓是一樣的，因此，當(dāng)直流平均環(huán)流為零時(shí)，應(yīng)有如果反組的控制角用逆變角表示，則 按照這樣控制就可以消除環(huán)流。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則為：先內(nèi)環(huán)后外環(huán)。即從內(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。圖2-2為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖，圖2-3為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖中兩個(gè)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

8、，二者串級(jí)連接，即把電流調(diào)節(jié)器的輸出作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入，再用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大值；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器。其中主電路中串入平波電抗器，以抑制電流脈動(dòng)，消除因脈動(dòng)電流引起的電機(jī)發(fā)熱以及產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的不利影響。 圖2-2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 圖2-3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)3.1電氣原理圖、實(shí)際動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及說明主電路采

9、用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，使電流環(huán)(ACR)作為控制系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)(ASR)作為控制系統(tǒng)的外環(huán)，以此來提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。二者串級(jí)連接，即把電流調(diào)節(jié)器的輸出作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入，再用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過電流和轉(zhuǎn)速反饋電路來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)無靜差的運(yùn)行，如圖3-1和圖3-2所示。圖3-1 系統(tǒng)電氣原理框圖 3-2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖3.2平波電抗器的選擇 Ud=2.34U2cos Ud=UN=220V, 取=0°U2=Idmin=(5%-10%)IN,這里取10% 則L=0.693轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：電流反饋系數(shù)：電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢系數(shù)

10、：3.3變壓器的選擇變壓器副邊電壓采用如下公式進(jìn)行計(jì)算： 因此變壓器的變比近似為：一次側(cè)和二次側(cè)電流I1和I2的計(jì)算I1=1.05×287×0.861/3.45=75AI2=0.861×287=247A變壓器容量的計(jì)算S1=m1U1I1=3×380×75=85.5kVAS2=m2U2I2=3×110×247=81.5kVAS=0.5×(S1+S2)=0.5×(85.5+81.5)=83.5kVA因此整流變壓器的參數(shù)為：變比K=3.45，容量S=83.5kVA3.4晶閘管的選擇晶閘管的額定電壓通常選取斷態(tài)重

11、復(fù)峰值電壓UDRM和反向重復(fù)峰值電壓URRM中較小的標(biāo)值作為該器件的額定電壓。晶閘管的額定電流一般選取其通態(tài)平均電流的1.5-2倍。在橋式整流電路中晶閘管兩端承受的最大正反向電壓均為，晶閘管的額定電壓一般選取其最大正反向電壓的2-3倍。帶反電動(dòng)勢負(fù)載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流有效值I2是其輸出直流電流有效值Id的一半，而對(duì)于橋式整流電路，晶閘管的通態(tài)平均電流IVT=I，則在本設(shè)計(jì)中晶閘管的額定電流IVT(AV)=523-698A本設(shè)計(jì)中晶閘管的額定電壓UN=311-466V3.5保護(hù)電路的設(shè)計(jì)對(duì)于過電壓保護(hù)本設(shè)計(jì)采用RC過電壓抑制電路，該裝置置于供電變壓器的兩側(cè)或者是電力電子電路的直流上，如圖3-3

12、所示。圖3-3 過壓保護(hù)電路對(duì)于過電流保護(hù)本設(shè)計(jì)采用在電力變壓器副邊每相母線中串接快速熔斷器的方法來保護(hù)電路。4電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)4.1電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡化分為忽略反電動(dòng)勢的動(dòng)態(tài)影響、等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)、小慣性環(huán)節(jié)的近似處理等環(huán)節(jié)。在一般情況下，系統(tǒng)的電磁時(shí)間常數(shù) Tl遠(yuǎn)小于機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm，因此轉(zhuǎn)速的變化往往比電流變化慢得多，對(duì)電流環(huán)來說，反電動(dòng)勢是一個(gè)變化較慢的擾動(dòng)，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，即DE0。這時(shí)，電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖如圖4-1所示。圖4-1 忽略反電動(dòng)勢動(dòng)態(tài)影響的電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖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

13、信號(hào)改成U*i(s) /b ，則電流環(huán)便等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)，此時(shí)的電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示。圖4-2 等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)的電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖最后，由于Ts 和 T0i 一般都比Tl 小得多，可以當(dāng)作小慣性群而近似地看作是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)為 Ti = Ts + Toi 則電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖最終簡化成圖4-3。 圖4-3 電流環(huán)的簡化結(jié)構(gòu)圖4.2電流環(huán)參數(shù)的計(jì)算4.2.1時(shí)間常數(shù)的計(jì)算1)整流裝置滯后時(shí)間常數(shù) Ts。按表1，三相橋式電路的平均失控時(shí)間Ts=0.0017s。2 )電流濾波時(shí)間常數(shù)本設(shè)計(jì)初始條件已給出，即Toi=0.002s。3)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和T=Ts+Toi=0.003

14、7s表1 各種整流裝置的失控時(shí)間4.2.2電流調(diào)節(jié)器的作用和結(jié)構(gòu)的選擇電流調(diào)節(jié)器的作用： （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地跟隨其給定電壓Uim* （即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。 （2）對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。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)速以后才反饋回來，因而使抗擾性能得到改善。 （3）在轉(zhuǎn)速過程中，保證獲得電動(dòng)機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程。 （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)過程。 從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無靜差，以得到理想

15、的堵轉(zhuǎn)特性，采用 I 型系統(tǒng)就夠了。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)過程中不超過允許值，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)。 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)可以寫成 式中 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； 電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：，參照典型型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系表格，可以看出各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。4.2.3電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：ti=Tl=0.012s。電流環(huán)開環(huán)增

16、益：要求5%時(shí)，應(yīng)取KITi=0.5，因此于是，ACR的比例系數(shù)為：4.2.4校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：ci=KI=135.1s-1。校驗(yàn)晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件： 滿足近似條件校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件 滿足近似條件。校驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 滿足近似條件。4.2.5計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容由圖4-4所示，按所用運(yùn)算放大器取R0=40k，各電阻和電容值為圖4-4 含給定濾波與反饋濾波的 PI型電流調(diào)節(jié)器按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為=4.3%<5%,滿足設(shè)計(jì)要求。因此，電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)可以寫成：5轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)5.1轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖電

17、流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，接入轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，電流環(huán)等效環(huán)節(jié)的輸入量應(yīng)為Ui*(s),因此電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中應(yīng)等效為用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便如圖5-1所示。n (s)+-Un (s)ASRCeTmsRU*n(s)Id (s)a T0ns+11 T0ns+1U*n(s)+-IdL (s)和電流環(huán)一樣，把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改成U*n(s)/a，再把時(shí)間常數(shù)為1 / KI 和 T0n 的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為的慣性環(huán)節(jié)，其中 。 圖5-1 用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)的轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 最后轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)簡圖為圖5

18、-2。圖5-2 等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)和小慣性的近似處理的轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖5.2轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)的計(jì)算5.2.1轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用和結(jié)構(gòu)的選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用： （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n很快地跟隨給定電壓Un*變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可減少轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無靜差。 （2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾動(dòng)作用。因?yàn)樨?fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)作用。 （3）其輸出限幅值決定電動(dòng)機(jī)允許的最大電流。 為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，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)開環(huán)傳遞函

19、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 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，ASR也應(yīng)該采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為式中 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 5.2.2時(shí)間常數(shù)的計(jì)算1)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/KI。由電流環(huán)參數(shù)可知KITi=0.5，則 2)轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)Ton。根據(jù)已知條件可知Ton=0.012s3)轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)Tn。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取5.2.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為 ASR的比例系數(shù)為 5.2.4檢驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為 1) 校驗(yàn)電流環(huán)傳

20、遞函數(shù)簡化條件為 滿足近似條件；2) 校驗(yàn)轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 滿足近似條件。5.2.5計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖5-3，取=40k，則圖5-3 含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器5.2.6校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h=5時(shí)，查詢典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)的表格可以看出，不能滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)際上，上述表格是按照線性系統(tǒng)計(jì)算的，而突加階躍給定時(shí)，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量。此時(shí)超調(diào)量為：能滿足設(shè)計(jì)要求。因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)可以寫成 6電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真6.1電流環(huán)的仿真6.1.1電流環(huán)的仿真模型電流環(huán)的仿真模型如圖6-1所示。圖6-1電流環(huán)的仿真模型6.1.2電流環(huán)的仿真結(jié)果 電流環(huán)的仿真結(jié)果如圖6-2所示。圖6-2電流環(huán)的仿真結(jié)果 觀察圖中仿真曲線，在直流電動(dòng)機(jī)的恒流升速階段，電流值低于，其原因是電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢的擾動(dòng)，它是一個(gè)線性漸增的擾動(dòng)量，所以系統(tǒng)做不到無靜差，而是略低于。6.2轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真6.2.1轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真模型轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真模型如圖6-3所示。圖6-3轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真模型6.2.2轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真結(jié)果轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真結(jié)果如圖6-4所示。圖6-4轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真結(jié)果ASR調(diào)節(jié)器經(jīng)過了不飽和、飽