1、運動控制系統(tǒng)課程設(shè)計設(shè)計名稱雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)專業(yè)班級自動化103學(xué)號2010102366姓名王韶雨指導(dǎo)教師李鐵鷹運動控制系統(tǒng)課程設(shè)計設(shè)計名稱雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)專業(yè)班級自動化103學(xué)號2010101271姓名張浩宇指導(dǎo)教師李鐵鷹目錄一、設(shè)計任務(wù) (21、設(shè)計對象參數(shù) (22、性能指標 (23、課程設(shè)計的主要內(nèi)容和要求 (23.1電力拖動不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路的設(shè)計 (23.2控制電路的設(shè)計 (2二、電力拖動不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路的設(shè)計 (31、整流電路和整流器件的選擇 (32、整流變壓器參數(shù)的計算 (33、整流器件的保護 (44、平波電抗器參數(shù)的計算 (45、觸發(fā)電路的選擇 (4三、直流雙

2、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖設(shè)計 (51系統(tǒng)的組成 (52系統(tǒng)的電路原理圖 (63直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計 (63.1獲得系統(tǒng)設(shè)計對象 (83.2電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計 (63.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計 (11四、系統(tǒng)起動過程分析 (16一、設(shè)計任務(wù)1、設(shè)計對象參數(shù)(1P nom=30KW (2U nom=220V (3I nom=136A(4n nom=1460r/min (5R a =0.2(6R=0.6(7C e=0.2 v.min/r (8R=0.18(9K S=42(10T oi=0.002 s (11T0=0.01s (12=1.5(13U*nm=8 V (14U*im=8 V2、性能指標i5% n

3、10% 3、課程設(shè)計的主要內(nèi)容和要求3.1電力拖動不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路的設(shè)計(1整流電路和整流器件的選擇(2整流變壓器參數(shù)的計算(3整流器件的保護(4平波電抗器參數(shù)的計算(5觸發(fā)電路的選擇3.2控制電路的設(shè)計(1建立雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型(2電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計計算(3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計計算二、電力拖動不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路的設(shè)計1、整流電路和整流器件的選擇目前在各種整流電路中,應(yīng)用最為廣泛的是三相橋式全控整流電路,其原理圖如圖1所示,其中陰極連接在一起的三個晶體管(VT1,VT3,VT5稱為共陰極組;陽極連接在一起的三個晶體管(VT4,VT6,VT2稱為共陽極組。 三相橋式全

4、控整流電路圖2、整流變壓器參數(shù)的計算采用三相雙繞組變壓器。設(shè)計參數(shù)如下:U2N=U N=220V;I2N=I N=136A;額定容量:S N=sqr(3* U2N* I2N=518.23KVA 三相雙繞組變壓器原理圖3、整流器件的保護電力電子器件中不可避免的會發(fā)生過電壓,會損壞電力電子器件。對于大容量的電力電子裝置,可以采用如下圖所示的反向阻斷式RC電路來限制和吸收過電壓。 反向阻斷式RC電路4、平波電抗器參數(shù)的計算負載為直流電動機時,如果出現(xiàn)電流斷續(xù)則電動機的機械特性將很軟。當電流斷續(xù)時,隨著I d的增大,轉(zhuǎn)速n(與反電動勢成比例降落很大,機械特性較軟,相當于整流電源的內(nèi)阻增大。較大的電流峰

5、值在電動機換向時容易產(chǎn)生火花。同時,對于相等的電流平均值,若電流波形底部較窄,則其有效值越大,要求電源的容量也大。為了克服以上缺點,一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個平波電抗器,用來減少電流的脈動和延長晶閘管導(dǎo)通的時間。平波電抗器的電感量:L=L-0.693U2/I dmin=2.74m H5、觸發(fā)電路的選擇如圖所示的晶體管觸發(fā)電路,它由V1,V2組成的脈沖放大環(huán)節(jié)和脈沖變壓器TM及附屬電路構(gòu)成的脈沖輸出環(huán)節(jié)兩部分組成。當V1,V2導(dǎo)通時,通過脈沖變壓器向晶閘管的門極和陰極之間輸出觸發(fā)脈沖。VD1和R3是為了V1,V2由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r脈沖變壓器TM釋放其儲存的能量而設(shè)的。為了獲得觸發(fā)脈沖波形中的

6、強脈沖部分,還需適當附加其它電路環(huán)節(jié)。 三、直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖設(shè)計 1系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)是應(yīng)用最廣、性能很好的直流調(diào)速系統(tǒng)。采用PI 調(diào)節(jié)的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是,如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高,單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求了。 圖1理想快速啟動過程電流和轉(zhuǎn)速波形如題1所示,為了實現(xiàn)在允許條件下的最快啟動,關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值dmI 的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律,采用某個物理量的負反饋就可以保持該量基本不變,那么,采用電流負反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。所以,我們希望達到的控制:啟動過程只有電流負反饋,沒有轉(zhuǎn)速

7、負反饋;達到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后只有轉(zhuǎn)速負反饋,不讓電流負反饋發(fā)揮作用。故而采用轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器來組成系統(tǒng)。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別在系統(tǒng)中起作用,可以在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器,分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流,即分別引入轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋。二者之間實行嵌套(或稱串級連接,如圖2所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當作電流調(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)在外面,稱作外環(huán)。這就組成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 圖2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2系統(tǒng)的電路原理圖 圖3直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖為了獲得良好的靜、動態(tài)性能,轉(zhuǎn)速和電路兩個調(diào)節(jié)器

8、一般都采用PI 調(diào)節(jié)器,這樣組成的直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖如圖3所示。圖中ASR 為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器,ACR 為電流調(diào)節(jié)器,TG 表示測速發(fā)電機,TA 表示電流互感器,GT 是觸發(fā)電路,UPE 是電力電子變換器。圖中標出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性,它們是按照電力電子變換器的控制電壓cU 為正電壓的情況標出的,并考慮到運算放大器的倒相作用。圖中還標出了兩個調(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*imU 決定了電流給的電壓的最大值,電流調(diào)節(jié)器ACR 的輸出限幅電壓cmU 限制了電力電子變換器的最大輸出電壓dmU 。3直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計本設(shè)計將運用工程設(shè)計方法

9、來設(shè)計轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器。按照設(shè)計多環(huán)控制系統(tǒng)先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的一般原則,從內(nèi)環(huán)開始,逐步向外擴展。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中,應(yīng)該首先設(shè)計電流調(diào)節(jié)器,然后把整個電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié),再設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。3.1獲得系統(tǒng)設(shè)計對象根據(jù)圖3直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖可以方便的繪出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖,如圖4所示。其中為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù),為電流反饋系數(shù)。 圖4直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖在考慮雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)(見圖4直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖的基礎(chǔ)上,即可繪出直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖,如圖5所示。圖中(ASR W s 和(ACR W s 分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞

10、函數(shù)。為了引出電流反饋,在電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖中必須把電樞電流d I 顯示出來。 圖5直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖在實際設(shè)計過程中,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)可以用一階慣性環(huán)節(jié)來表示,其濾波時間常數(shù)oi T 按需要選定,以濾平電流檢測信號為準。然而,在抑制交流分量的同時,濾波環(huán)節(jié)也延遲了反饋信號的作用,為了平衡這個延遲作用,在給定信號通道上加入一個同等時間常數(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,使二者在時間上得到恰當?shù)呐浜?從而帶來設(shè)計上的方便。由測速發(fā)電機得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含

11、有換向紋波,因此也需要濾波,濾波時間常數(shù)用on T 表示。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時間常數(shù)為on T 的給定濾波環(huán)節(jié)。所以直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實際動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖應(yīng)該與圖5有所不同,應(yīng)當增加濾波環(huán)節(jié),包括電流濾波、轉(zhuǎn)速濾波和兩個給定信號的濾波環(huán)節(jié)。如圖6所示。 圖6直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實際動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖在圖6點畫線框內(nèi)的電流內(nèi)環(huán)中,反電動勢與電流反饋的作用相互交叉,這將給設(shè)計工作帶來麻煩。實際上,反電動勢與轉(zhuǎn)速成正比,它代表轉(zhuǎn)速對電流環(huán)的影響。在一般情況下,系統(tǒng)的電磁時間常數(shù)l T 遠小于機電時間常數(shù)m T ,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,反電動勢是一個變

12、化慢的擾動,在電流的瞬變過程中,可以認為反電動勢基本不變,即0E 。這樣,在按動態(tài)性能設(shè)計電流環(huán)時,可以暫不考慮反電動勢變化的動態(tài)影響,也就算說,可以暫且把反電動勢的作用去掉,得到電流環(huán)的近似結(jié)構(gòu)框圖,如圖7 式中 ci ci 圖7忽略反電動勢的動態(tài)影響時的電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如果把給定濾波和反饋濾波兩個環(huán)節(jié)都等效的移到環(huán)內(nèi),同時把給定信號改成(i U s *,則電流環(huán)便等效成單位負反饋系統(tǒng),如圖8所示。 圖8等效成單位負反饋系統(tǒng)的電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖最后,由于s T 和oi T 一般都比l T 小的多,可以當作小慣性群而近似的看作是一個慣性環(huán)節(jié),其時間常數(shù)為:i s oi T T T =+則電流

13、環(huán)結(jié)構(gòu)框圖最終可以簡化成如圖9所示。簡化的近似條件是 圖9小慣性環(huán)節(jié)近似處理的電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖首先考慮把電流環(huán)校正成哪一類典型系統(tǒng)。從穩(wěn)態(tài)要求上看,希望電流無靜差,可以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性,由圖9可以看出,采用型系統(tǒng)就夠了。再從動態(tài)要求上看,實際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時有太大的超調(diào),以ci 保證電流在動態(tài)過程中不超過允許值,而對電網(wǎng)電壓波動的及時抗擾作用只是次要因素。為此,電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主,即應(yīng)選用典型型系統(tǒng)。圖9的表明,電流環(huán)的控制對象是雙慣性型的,要校正成典型型系統(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 i K 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù);i 電流調(diào)節(jié)器的超前

14、時間常數(shù)。為了讓調(diào)節(jié)器零點與控制對象的大時間常數(shù)極點對消,選擇i l T =則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖便成圖10所示的典型形式,其中:圖10校正成典型型系統(tǒng)的電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖1.確定時間常數(shù)1整流裝置滯后時間常數(shù)sT 。通過表1可得出,三相橋式電路的平均失控時間0.0017s T s=。2電流濾波時間常數(shù)oiT 。根據(jù)初始條件有Toi=0.002 s 。3電流環(huán)小時間常數(shù)之和iT 。按小時間常數(shù)近似處理,取0.0i s oi T T T s=+=0.0037。表1各種整流電路的失控時間(50f HZ =(1(i i ACR i K s W s s +=i s i K K K RI = 2.選擇電

15、流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求5%i ,并保證穩(wěn)態(tài)電壓無差,按典型型系統(tǒng)設(shè)計電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的,因此可用PI 型電流調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù):型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能,各項指標都是可以接受的。表2典型型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關(guān)系 3.計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù):0.0i l T s=0.002s 。電流開環(huán)增益:要求5%i 時,按表3,取0.5i K T I =,因此KI=0.5/T i=135.13s于是,ACR 的比例系數(shù)為: Ki=KI iR/Ks =0.0018表3典型型系統(tǒng)跟隨性能指標和頻域指標與參數(shù)的關(guān)系(1(i i ACR i K s W s s+= 4.校

16、驗近似條件電流環(huán)截止頻率:1135.1ci K s -I = 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件滿足近似條件。忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件 滿足近似條件。 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件 滿足近似條件。 5.計算調(diào)節(jié)器電阻和電容由圖11,按所用的運算放大器R0=40K ,各電阻和電容值為:Ri=KiR0=0.0018*40=0.072k ,取0.07 k . Ci=i/Ri=0.24F ,取0.24F Coi=4Toi/Ro=0.25F,取0.25F按照上述參數(shù),電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標i=1.2 1340.82cis -=014oi oi T R C =圖11含給定濾波與反饋濾

17、波的PI 型電流調(diào)節(jié)器3.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計電流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)的一個環(huán)節(jié),由圖10可知,電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)(cli W s 為忽略高次項,(cli W s 可降階近似為近似條件 式中 cn 轉(zhuǎn)速開環(huán)頻率特性的截止頻率。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(i U s *,因此電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中應(yīng)等效成 這樣,原來是雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對象,經(jīng)閉環(huán)控制后,可以近似的等效成只有較小時間常數(shù)1I K 的一階慣性環(huán)節(jié)。2(1(1(1(/1(11I i d cli i i I i I IK s T sI s W s T U s K s T s s s K K *+=+1(11cli W s

18、 s +cn 1(1(1d cli i II s W s U s s K *=+用電流環(huán)的等效代替圖6中的電流環(huán)后,整個轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖12所示。圖12用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)后轉(zhuǎn)速環(huán)的代替結(jié)構(gòu)框圖把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi),同時將給定信號改為(nU s *,再把時間常數(shù)為1I K 和on T 的兩個小慣性環(huán)節(jié)合并起來,近似成一個時間常數(shù)為n T 的慣性環(huán)節(jié),其中則轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖可簡化成如圖13所示。 圖13等效成單位負反饋系統(tǒng)和小慣性近似處理的轉(zhuǎn)速環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差,在負載擾動作用點前面必須有一個積分環(huán)節(jié),它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 中。現(xiàn)在擾動作用點后面

19、已經(jīng)有了一個積分環(huán)節(jié),因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個積分環(huán)節(jié),所以應(yīng)該設(shè)計成典型型系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)同時也能滿足動態(tài)抗擾性能好的要求。在理論計算中,線性系統(tǒng)的階躍超調(diào)量較大,但在實際系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和非線性性質(zhì)會使超調(diào)量大大降低。故而,ASR 也采用PI 調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù)為 式中 n K 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù);n 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。1n onI T T K =+(1(n n ASR n K s W s s+=這樣,調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為令轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益N K 為則 不考慮負載擾動時,校正后調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖14所示。 上述結(jié)果所服從的近似條件歸納為: 圖14校正后成典型

20、型系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖1.確定時間常數(shù)含給定濾波和反饋濾波的模擬式PI 型調(diào)節(jié)器原理圖如圖6所示。圖中U*n 為電流給定電壓,-n 為電流負反饋電壓,調(diào)節(jié)器的輸出就是電力電子變換器的控制電壓Ui*。= Unm/nmax=0.196 (1電流環(huán)等效時間常數(shù)1/KI.由上面的計算,已取KIT i=0.5,則 1/KI=2T i=0.0018s (2轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)Ton.已知,Ton=0.01s2(1(1(1(1n n n n n n e m n n e m n K s R K R s W s s C T s T s C T s T s +=+n N n e mK RK C T =2(1(1

21、N n n n K s W s s T s +=+cn cn (3 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)T n. T n=1/KI+Ton=0.0118s2.選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按照設(shè)計要求,選用PI 調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù)為3.計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按照跟隨和抗擾性能的原則,取h=5,則ASR 的超前時間常數(shù)為: n=h*T n=0.059s轉(zhuǎn)速開環(huán)增益:KN=(h+1/2h2 T n=19.35s-2 于是,ASR 的比例系數(shù)為 Kn=(h+1CeTm/2h RT n=633 4.檢驗近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為1 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為 ,滿足簡化條件。2轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件為 ,滿足近似條件。5.計算調(diào)節(jié)器電

22、阻和電容 根據(jù)圖15,取R0=40k ,則 Rn=KnRo=774 k ,取770 k 。Ce=n/Rn=0.04F,取0.04F ;Con=4Ton/Ro=1.4F,取1.4F 。 根據(jù)表4,Cmax/Cb=81.2,此時, n=3.45%1138.7cn s -= 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15所示,圖中n U *為轉(zhuǎn)速給定電壓,n -為轉(zhuǎn)速負反饋電壓,調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的給定電壓i U *。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 n n n R C =圖15含給定濾波與反饋濾波的PI 型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器nn R K R =014on on T R

23、C =四、系統(tǒng)起動過程分析直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓n U *時由靜止狀態(tài)起動時,轉(zhuǎn)速和電流的動態(tài)過程圖如圖16所示。由于在起動過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況,整個動態(tài)過程就分成了圖中標明的、三個階段。 圖16直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程的轉(zhuǎn)速和電流波形第階段(10t 是電流上升階段。突加給定電壓n U *后,經(jīng)過兩個調(diào)節(jié)器的跟隨作用,c U 、0d U 、d I 都跟著上升,但是在d I 沒有達到負載電流dL I 以前,電動機還不能轉(zhuǎn)動。當d dL I I 后,電動機開始起動。由于機電慣性的作用,轉(zhuǎn)速不會很快增長,因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 的輸入偏差電壓* * DU

24、 n = U n - U n 的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值 U im ，強迫電樞電流 * I d 迅速上升。 U 直到 I d I dm ， i U im ， 電流調(diào)節(jié)器很快就壓制了 I d 的增長， 標志著這一階段的結(jié)束。在這一階段中，ASR 很快進入并保持飽和狀態(tài)， 而 ACR 一般不飽和。 第階段（ t1 t2 ）是恒流升速階段。在這個階段中，ASR 始終是飽和 * 的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當于開環(huán)，系統(tǒng)成為恒值電流給的 U im 下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 基本上保持電流 I d 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，電動機的反電動勢 E 也按線性增長，對電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說， E 是一 個線性漸增的擾動量，為了克服這個擾動，U d 0 和 U c 也必須基本上按線性 增長，才能保持 I d 恒定。ACR 采用 PI 調(diào)節(jié)器時，為了使其輸出量按線性 * 增長，其輸入偏差電壓 DU i = U im - U i 必須維持一定的恒值