1、直流調速自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)第 1 篇直流電機轉速方程 : 回顧：直流調速方法 由上式得出：有三種方法調節(jié)電動機的轉速。 （1）調節(jié)電樞供電電壓U； （2）減弱勵磁磁通 ； （3）改變電樞回路電阻R。（1）調壓調速工作條件： 保持勵磁 = N ； 保持電阻 R = Ra調節(jié)過程： 改變電壓 UN U U n ， n0 調速特性： 轉速下降，機械特性曲線平行下移。nn0OIILUNU 1U 2U 3nNn1n2n3調壓調速特性曲線（2）調阻調速工作條件： 保持勵磁 = N ； 保持電壓 U =UN ；調節(jié)過程： 增加電阻 Ra R R n ，n0不變；調速特性： 轉速下降，機械特性曲線變軟。

2、nn0OIILR aR 1R 2R 3nNn1n2n3調阻調速特性曲線（3）弱磁調速工作條件： 保持電壓 U =UN ； 保持電阻 R = R a ；調節(jié)過程： 減小勵磁 N n ， n0 調速特性： 轉速上升，機械特性曲線變軟。nn0OTeTL N 1 2 3nNn1n2n3調磁調速特性曲線自動控制的直流調速系 統(tǒng)往往以調壓調速為主。第1章 單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)1.1 直流調速的預備知識1.2 比例調節(jié)的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)1.3比例積分調節(jié)的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)1.4 單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)的限流保護晶閘管整流器用可控整流器，以獲得可調的直流電壓。直流脈寬調制變換器(

3、PWM)用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關器件進行脈寬調制，以產生可變的平均電壓。1.1 直流調速的預備知識1.1.1 直流調速的可控電樞電源1 晶閘管整流器-電動機系統(tǒng)思考： 1 半控整流，電機可運行哪些象限？2 全控整流，電機可運行哪些象限3 若要四象限運行，可如何改進？V-M系統(tǒng)的特點弱點控制強電。在控制作用的快速性上，變流機組是秒級，而晶閘管整流器是毫秒級，這將大大提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。 V-M系統(tǒng)的問題由于晶閘管的單向導電性，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難。晶閘管對過電壓、過電流和過高的dV/dt與di/dt 都十分敏感，若超過允許值會在很短的時間內損壞器件

4、。由諧波與無功功率引起電網電壓波形畸變，殃及附近的用電設備，造成“電力公害”。思考：（1）什么是電壓系數，不可逆PWM變換電路的電壓系數是什么？（2）制動時VT1和VT2如何交替工作？2 直流PWM變換器-電動機系統(tǒng)PWM系統(tǒng)的特點（1）主電路線路簡單，需用的功率器件少；（2）開關頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較小；（3）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調速范圍寬，可達1:10000左右；（4）若與快速響應的電機配合，動態(tài)響應快，動態(tài)抗擾能力強； PWM系統(tǒng)的特點（續(xù)）（5）功率開關器件工作在開關狀態(tài)，導通損耗小，當開關頻率適當時，開關損耗也不大，因而裝置效率較高；（6）直流電源采用不

5、控整流時，電網功率因數比相控整流器高。小 結 兩種可控直流電源，V-M系統(tǒng)在上世紀6070年代得到廣泛應用，目前主要用于大容量、調速精度要求較低的系統(tǒng)。 直流PWM調速系統(tǒng)作為一種新技術，發(fā)展迅速，在中、小容量的系統(tǒng)中應用日益廣泛。 V-M系統(tǒng)是大容量中主要的直流調速系統(tǒng)。1.1.2 直流調速自動控制系統(tǒng)的機械特性1 V-M系統(tǒng)的機械特性 當電流連續(xù)時，V-M系統(tǒng)的機械特性方程式為： 式中 Ce = KeN（1）電流連續(xù)情況結論：只要電流連續(xù)，晶閘管可控整流器就可以看成是一個線性的可控電壓源。 （2）V-M系統(tǒng)完整機械特性當電流連續(xù)時，特性比較硬；斷續(xù)段特性則很軟，而且呈顯著的非線性，理想空載

6、轉速翹得很高。機械特性方程2 直流脈寬調速系統(tǒng)的機械特性式中 Cm 電機在額定磁通下的轉矩系數； n0 = Us / Ce 理想空載轉速，與電壓系數成正比。或用轉矩表示， PWM調速系統(tǒng)機械特性1. 調速要求（1）調速（2）穩(wěn)速（3）加、減速1.1.3 直流調速自動控制系統(tǒng)的調速要求及性能指標2. 調速指標調速范圍：生產機械要求電動機提供的最高轉速和最低轉速之比用字母 D 表示. 其中nmin 和nmax 一般都指電機額定負載時的轉速.靜差率：當系統(tǒng)在某一轉速下運行時，負載由理想空載增加到額定值時所對應的轉速降落 nN 與理想空載轉速 n0 之比，稱作靜差率 s .如理想空載轉速相同,機械特性

7、越硬,S越低.對系統(tǒng)而言,要求S越低越好. 機械特性硬度一樣,S是否一樣?3. 靜差率與機械特性硬度的區(qū)別 對于同樣硬度的特性，理想空載轉速越低時，靜差率越大，轉速的相對穩(wěn)定度也就越差。調速系統(tǒng)的靜差率指標應以最低速時所能達到的數值為準。4. 調速范圍、靜差率和額定速降之間的關系 設：電機額定轉速nN為最高轉速，轉速降落為nN，則該系統(tǒng)的靜差率應該是最低速時的靜差率，即于是，最低轉速為 而調速范圍為 將上面的式代入 nmin，得 常用公式,理解記憶!s 值越小時，系統(tǒng)能夠允許的調速范圍也越小。 重要結論： 一個調速系統(tǒng)的調速范圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉速可調范圍。1.2 比例調節(jié)

8、的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)開環(huán)調速系統(tǒng)，即無反饋控制的直流調速系統(tǒng)。調節(jié)控制電壓Uc就可以改變電動機的轉速。晶閘管整流器和PWM變換器都是可控的直流電源，用UPE來統(tǒng)一表示可控直流電源. 1.2.1 開環(huán)控制系統(tǒng)及其存在的問題開環(huán)調速系統(tǒng)的原理圖開環(huán)系統(tǒng)的機械特性 開環(huán)調速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)關系如下：電力電子變換器 直流電動機 開環(huán)調速系統(tǒng)的機械特性為 變換器的放大倍數開環(huán)直流調速系統(tǒng)的機械特性開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖 eg1: 某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機，其額定數據如下：60kW、220V、305A、1000r/min，采用V-M系統(tǒng)，主電路總電阻R=0.18，Ra=0.05 ，如果要

9、求調速范圍 D = 20，靜差率5%，采用開環(huán)調速能否滿足？若要滿足這個要求，系統(tǒng)的額定速降最多能有多少？解：當電流連續(xù)時，V-M系統(tǒng)的額定速降為：開環(huán)系統(tǒng)在額定轉速時的靜差率為：如要求D=20，靜差率S5%，即要求：由以上分析可以看出，顯然采用開環(huán)直流調速控制系統(tǒng)沒有辦法滿足工藝要求。我們知道調速范圍和靜差率是相互制約的兩個量，既要擴大調速范圍又要降低靜差率，唯一的辦法是減少因負載所引起的轉速降nN。 1.2.2 P調節(jié)的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)結構及機械特性根據自動控制原理，將系統(tǒng)的被調節(jié)量作為反饋量引入系統(tǒng)，與給定量進行比較，用比較后的偏差值對系統(tǒng)進行控制，可以有效地抑制甚至消除擾動造

10、成的影響，而維持被調節(jié)量很少變化或不變，這就是P調節(jié)單閉環(huán)控制的基本作用。 在負反饋基礎上的“檢測誤差，用以糾正誤差”這一原理組成的系統(tǒng)，其輸出量反饋的傳遞途徑構成一個閉合的環(huán)路，因此也被稱作閉環(huán)控制系統(tǒng)。在直流調速系統(tǒng)中，被調節(jié)量是轉速，因此所構成的是轉速反饋控制的直流調速系統(tǒng)。P調節(jié)單閉環(huán)直流控制系統(tǒng)的結構帶轉速負反饋的閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理框圖 運放（比較）調節(jié)器測速發(fā)電機給定環(huán)節(jié)電壓比較環(huán)節(jié) 放大器 電力電子變換器 調速系統(tǒng)開環(huán)機械特性 測速反饋環(huán)節(jié) 穩(wěn)態(tài)關系Kp放大器的電壓放大系數； Ks電力電子變換器的電壓放大系數； 轉速反饋系數（Vmin/r）； Ud0UPE的理想空載輸出電壓；

11、R電樞回路總電阻。系統(tǒng)的靜特性方程式 式中: 閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數 閉環(huán)調速系統(tǒng)的靜特性表示閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉速與負載電流（或轉矩）間的穩(wěn)態(tài)關系。 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖 斷開反饋回路，則系統(tǒng)的開環(huán)機械特性為 而閉環(huán)時的靜特性可寫成 1.2.3 P調節(jié)單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數設計1開環(huán)系統(tǒng)機械特性和比例控制閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的關系（1）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)系統(tǒng)機械特 性硬得多。 系統(tǒng)特性比較（2）如果比較同一n0的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，則 閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多。 （3）當要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)可以 大大提高調速范圍。（4）上述三項優(yōu)點若要有效，都取決于一點，即 K 要足夠大，因此必須設

12、置放大器。 結論： P調節(jié)的單閉環(huán)調速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調速范圍，為此所需付出的代價是，須增設電壓放大器以及檢測與反饋裝置。 eg2:在例題eg1中，要想滿足工藝要求將系統(tǒng)改為P調節(jié)的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)，請問怎樣設計P調節(jié)器的放大系數才能滿足要求？（=0.015V.min/r；Ks=30）解：開環(huán)系統(tǒng)額定速降為 nop=275r/min閉環(huán)系統(tǒng)額定速降須為ncl2.63 r/min因此，只要放大器的放大系數等于或大于46即可。從分析可以看出，只需要設置一定放大倍數的P調節(jié)器即能解決開環(huán)系統(tǒng)不能解決的問題。Eg3：用線性集成

13、電路運算放大器作為電壓放大器的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)如圖1-12所示，主電路是由晶閘管可控整流器供電的V-M系統(tǒng)，已知數據如下：電動機：額定數據為10KW，220V，55A，1000r/min，電樞電阻Ra=0.5；晶閘管觸發(fā)整流裝置：三相橋式可控整流電路，整流變壓器Y/Y聯(lián)接，二次線電壓U21=230V，電壓放大系數Ks=44；V-M系統(tǒng)電樞回路總電阻R=1.0；測速發(fā)電機：永磁式，額定數據為23.1KW，110V，0.21A，1900r/min；直流穩(wěn)壓電源為15V。若生產機械要求調速范圍D=10，靜差率S5%，試計算調速自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數。（暫不考慮電動機的起動問題）。解：（1）

14、計算系統(tǒng)的開環(huán)轉速降先計算電動機的電動勢常數：則開環(huán)系統(tǒng)的轉速降為：（2）計算系統(tǒng)的閉環(huán)速降（3）計算系統(tǒng)的開環(huán)放大系數 （4）計算轉速反饋環(huán)節(jié)系數和參數轉速反饋系數包含測速發(fā)電機的電動勢系數Cetg和其輸出電位器RP2的分壓系數（令其為X）。根據測速發(fā)電機的額定數據，可求得：當主電路電機運行在最高轉速1000r/min時，轉速反饋電壓應該小于等于電源電壓最大值，即：因此，X0.259，取X=0.2，則：電位器RP2的選擇方法如下：為了使測速發(fā)電機的電樞壓降對轉速檢測信號的線性度沒有顯著影響，取測速發(fā)電機輸出最高電壓時，其電流約為額定值的20%，則：此時RP2所消耗的功率為：為了不致使電位器溫

15、度很高，實選電位器的瓦數應為消耗功率的一倍以上，故可將RP2選為10W，1.5K的可調電位器。（5）計算運算放大器的放大系數根據調速指標要求，前已求出閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數應為K53.3，則運算放大器的放大系數Kp應：實取Kp=21。運算放大器的輸入、輸出電阻根據運算放大器的型號實際選取。一個帶有儲能環(huán)節(jié)的線性物理系統(tǒng)的動態(tài)過程可以用線性微分方程描述，微分方程的解即系統(tǒng)的動態(tài)過程，它包括兩部分：動態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)解。在動態(tài)過程中，從施加給定輸入值的時刻開始，到輸出達到穩(wěn)態(tài)值以前，是系統(tǒng)的動態(tài)響應；系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)后，可用穩(wěn)態(tài)解來描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。1.2.4 P調節(jié)單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)動態(tài)性能分

16、析 建立系統(tǒng)動態(tài)數學模型的基本步驟如下：（1）列出描述該環(huán)節(jié)動態(tài)過程的微分方程；（2）求出各環(huán)節(jié)的傳遞函數；（3）組成系統(tǒng)的動態(tài)結構圖并求出系統(tǒng)的傳遞函數。 （1） 電樞主回路的動態(tài)數學模型主電路電流連續(xù)，則動態(tài)電壓方程為 電路方程電機軸上的動力學方程為 額定勵磁下的感應電動勢和電磁轉矩分別為 TL 包括電機空載轉矩在內的負載轉矩GD2 電力拖動系統(tǒng)折算到電機軸上的飛 輪慣量Cm 電機額定勵磁下的轉矩系數， 電樞回路電磁時間常數，s； 電力拖動系統(tǒng)機電時間常數，s。定義下列時間常數整理后得式中 為負載電流。 微分方程取等式兩側的拉氏變換，得電壓與電流間的傳遞函數 電流與電動勢間的傳遞函數 傳遞

17、函數 電樞回路動態(tài)結構圖 1/CeUd0(s)IdL (s) E(s)Id (s)E(s)+- 1/R Tl s+1 R Tmsn(s)整個直流電動機的動態(tài)的結構圖控制輸入量擾動量n(s)Ud0 (s)+- 1/Ce TmTl s2+Tms+1IdL (s) R (Tl s+1) 動態(tài)結構圖的變換和簡化 在進行調速系統(tǒng)的分析和設計時，可以把晶閘管觸發(fā)和整流裝置當作系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)來看待。 應用線性控制理論進行直流調速系統(tǒng)分析或設計時，須事先求出這個環(huán)節(jié)的放大系數和傳遞函數。 （2） 電力電子變換器動態(tài)數學模型 晶閘管整流變換器 晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數可由工作范圍內的特性率決定，計算方法

18、是 如果不可能實測特性，可根據裝置的參數估算。例如： 設觸發(fā)電路控制電壓的調節(jié)范圍為 Uc = 010V 相對應的整流電壓的變化范圍是 Ud = 0220V 可取 Ks = 220/10 = 22 晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數估算晶閘管觸發(fā)和整流裝置的傳遞函數 在動態(tài)過程中，可把晶閘管觸發(fā)與整流裝置看成是一個純滯后環(huán)節(jié)，其滯后效應是由晶閘管的失控時間引起的。 晶閘管觸發(fā)與整流失控時間分析 最大可能的失控時間就是兩個相鄰自然換相點之間的時間，與交流電源頻率和整流電路形式有關，由下式確定: 最大失控時間計算式中 交流電流頻率； 一周內整流電壓的脈沖波數。fm Ts 值的選取 相對于整個系統(tǒng)的響應

19、時間來說，Ts 是不大的，在一般情況下，可取其統(tǒng)計平均值 Ts = Tsmax /2，并認為是常數。下表列出了不同整流電路的失控時間。各種整流電路的失控時間（f =50Hz） 用單位階躍函數表示滯后，則晶閘管觸發(fā)與整流裝置的輸入-輸出關系為 傳遞函數的求取按拉氏變換的位移定理，晶閘管裝置的傳遞函數為 上式中包含指數函數，它使系統(tǒng)為非最小相位系統(tǒng)，分析和設計麻煩。為了簡化，先將該指數函數按臺勞級數展開，則變成 考慮到 Ts 很小，可忽略高次項，則傳遞函數便近似成一階慣性環(huán)節(jié)。 晶閘管觸發(fā)與整流裝置動態(tài)結構PWM變換器 PWM控制與變換器的動態(tài)數學模型和晶閘管觸發(fā)與整流裝置基本一致。其傳遞函數可以

20、寫成: 當開關頻率為10kHz時，T = 0.1ms ，在一般的電力拖動自動控制系統(tǒng)中，時間常數這么小的滯后環(huán)節(jié)可以近似看成是一個一階慣性環(huán)節(jié)，因此,與晶閘管裝置傳遞函數完全一致。注意：TsT （開關周期） 直流閉環(huán)調速系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)還有比例放大器和測速反饋環(huán)節(jié)，它們的響應都可以認為是瞬時的，因此它們的傳遞函數就是它們的放大系數，即 放大器測速反饋 （3） 比較放大與檢測環(huán)節(jié)的傳遞函數（4） 閉環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)數學模型 反饋控制閉環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)結構圖n(s)U*n (s)IdL (s) Uct (s)Un (s)+- KsTss+1KP1/Ce TmTl s2+Tms+1 +-R (Tl

21、s+1)Ud0 (s)（5） 反饋控制調速系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數設Idl=0，從給定看，閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數是 （6） 反饋控制閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的穩(wěn)定條件由閉環(huán)傳函知:系統(tǒng)的特征方程為 它的一般表達式為 根據勞斯判據，系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是 因特征方程中各項系數顯然都是大于零的，因此穩(wěn)定條件就只有 整理后得常用,理解記憶!eg4：在例題eg3中，已知R=1.0，Ks=44，Ce=0.1925V.min/r，系統(tǒng)運動部分的飛輪慣量GD2=10N.m2。根據穩(wěn)態(tài)性能指標D=10，S5%計算，系統(tǒng)的開環(huán)放大系數K53.3，試判別這個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解 ：首先要確定主電路的電感值，用以計算電磁時

22、間常數。對于V-M系統(tǒng)，為了使主電路電流連續(xù)，應該設置平波電抗器。例題1-3給出的是三相橋式可控整流電路，為了保證最小電流Idmin=10%IdN時電流仍能連續(xù)，應采用式（1-2）計算電樞回路的總電感量，即：取L=17mH=0.017H電磁時間常數：機電時間常數：閘管裝置的滯后時間常數為： 為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，應滿足的穩(wěn)定條件：按穩(wěn)態(tài)調速性能指標要求設計時的K53.3，顯然，此閉環(huán)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。1.3 比例積分調節(jié)的直流調速自動控制系統(tǒng)在比例控制直流V-M調速系統(tǒng)中，穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)穩(wěn)定性的要求常常是互相矛盾的。根據自動控制原理，要解決這個矛盾，必須恰當地設計動態(tài)校正裝置，用來改造系統(tǒng)。在電力拖動

23、自動控制系統(tǒng)中，常用串聯(lián)校正和反饋校正。對于帶電力電子變換器的直流閉環(huán)調速系統(tǒng)，傳遞函數階次較低，一般采用PI調節(jié)器的串聯(lián)校正方案就能完成動態(tài)校正的任務。1 PI調節(jié)器的性能 (1) 積分調節(jié)器+CUexRbalUinR0+A積分調節(jié)器 UexUinUexmtUinUexOb) 階躍輸入時的輸出特性(2) 積分調節(jié)器的特性(3) 轉速的積分控制規(guī)律如果采用積分調節(jié)器，則控制電壓Uc是轉速偏差電壓Un的積分，應有每一時刻 Uc 的大小和 Un 與橫軸所包圍的面積成正比.積分調節(jié)器的輸入和輸出動態(tài)過程a) 階躍輸入 b) 一般輸入 輸入和輸出動態(tài)過程積分控制規(guī)律和比例控制規(guī)律的根本區(qū)別：比例調節(jié)器

24、的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀，而積分調節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。積分調節(jié)器到穩(wěn)態(tài)時Un =0，只要歷史上有過Un ，其積分就有一定數值，足以產生穩(wěn)態(tài)運行所需要的控制電壓。Kpi=R1/R0 =R0C1+C1RbalUinR0+AR1Uex(4) 比例積分控制規(guī)律 UexUinUexmtUinUexOK piUi n PI調節(jié)器輸入，輸出特性比例部分能迅速響應控制作用，積分部分則最終消除穩(wěn)態(tài)偏差。 2 PI調節(jié)器與P調節(jié)器的對比 有靜差調速系統(tǒng) 當負載轉矩由 TL1 突增到 TL2 時，有靜差調速系統(tǒng)的轉速 n 、偏差電壓 Un 和控制電壓 Uc 的變化過程示于右圖。 無靜差調速

25、系統(tǒng)雖然現(xiàn)在Un = 0，只要歷史上有過 Un ，其積分就有一定數值，足以產生穩(wěn)態(tài)運行所需要的控制電壓 Uc。積分控制規(guī)律和比例控制規(guī)律的根本區(qū)別就在于此。 1.3.3 PI調節(jié)的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)1 PI調節(jié)的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)的結構PI調節(jié)的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖 PI調節(jié)的單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數計算如下： 注意：準PI調節(jié)器的概念 在實際系統(tǒng)中，為了避免運算放大器長期工作時的零點漂移，常常在 R1 C1兩端再并接一個電阻R1 ，以便把放大系數壓低一些。這樣就成為一個近似的PI調節(jié)器，或稱“準PI調節(jié)器” ，系統(tǒng)也只是一個近似的無靜差調速系統(tǒng)。 +

26、-UinR0RbalR1C1R1AUex 準比例積分調節(jié)器 思考題：1 在轉速負反饋單閉環(huán)有靜差系統(tǒng)中，突減負載后系統(tǒng)又進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，此時，輸出電壓Ud是增加，減小還是不變？2 在無靜差調速系統(tǒng)中，突加負載后進入穩(wěn)態(tài)時轉速和輸出電壓Ud是增加，減少還是不變？3 有一積分器，如下圖a所示，其輸入信號Uin為階躍信號，若反饋信號波形如圖b中的Uf1或Uf2，問:在不考慮積分器限幅時，所示兩種反饋情況下的積分輸出是否一樣？eg5：在例題eg4中，已經表明，按照穩(wěn)態(tài)調速指標設計的閉環(huán)控制系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。試利用伯德圖設計PI調節(jié)器，使系統(tǒng)能在保證穩(wěn)態(tài)性能要求下穩(wěn)定運行。解：原始系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為：

27、已知Ts=0.00167S，Tl=0.017S，Tm=0.075S，在這里，Tm4Tl，因此分母中的二次項（TmTlS2+TmS+1）可以分解成兩個一次項之積，即：TmTlS2+TmS+1=0.001275S2+0.075S+1=（0.049S+1）（0.026S+1）根據例題eg3的穩(wěn)態(tài)參數計算結果，閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數為：K=KpKs/ce=(21440.01158)/0.1925=55.58于是，原始閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數是：原始系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數為：02040101001000120.438.5600-20-40-60wc120lgK34.9L/dB-20w/s-1wf-180-900

28、-270o-183-236-4不穩(wěn)定c2=30L1L2問題的提出：起動的沖擊電流堵轉電流 解決辦法：電樞串電阻起動；加積分給定環(huán)節(jié)；引入電流截止負反饋。本節(jié)主要討論如何采用電流截止負反饋來限制起動電流。1.4 單閉環(huán)直流調速自動控制系統(tǒng)的限流保護電流負反饋作用原理 為了解決反饋閉環(huán)調速系統(tǒng)的起動和堵轉時電流過大的問題，系統(tǒng)中必須有自動限制電樞電流的環(huán)節(jié)。 根據反饋控制原理，要維持哪一個物理量基本不變，就應該引入那個物理量的負反饋。那么，引入電流負反饋，應該能夠保持電流基本不變，使它不超過允許值。電流負反饋引入方式同時采用轉速和電流負反饋電流截止負反饋？ 1. 電流檢測與反饋方法（1）電樞回路串檢測電阻；（2）電樞回路接直流互感器；（3）交流電路接交流互感器；（4）采用霍爾傳感器。電流截止負反饋具體說明b) 利用穩(wěn)壓管產生比較電壓 UbrM+- UdId RsVSTUi接調節(jié)器a）利用獨立直流電源作比較電壓M+- UdId RsVDUi Ucom接調節(jié)器2 電流截止負反饋環(huán)節(jié) 帶電流截止負反饋的單閉環(huán)調速系統(tǒng)(1)當輸入信號IdRc-Ucom0時，輸出Ui=IdRc-Uc