自控系统课程设计课件双闭环直流调速的创新系统设计

1、自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 双闭环直流调速系统设计双闭环直流调速系统设计 江苏科技大学江苏科技大学 电工电子实验中心电工电子实验中心 适用专业：自适用专业：自 动动 化化 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 主要内容主要内容 1.1.双闭环调速系统的组成及其静特性双闭环调速系统的组成及其静特性 2.2.数学模型和动态性能分析数学模型和动态性能分析 3.3.调节器的工程设计方法调节器的工程设计方法 4.4.双闭环系统调节器的设计双闭环系统调节器的设计 * 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 一、双闭环调

2、速系统及其静特性一、双闭环调速系统及其静特性 转速单闭环系统不能随意控制电流和转转速单闭环系统不能随意控制电流和转 矩的动态过程。矩的动态过程。 采用电流截止负反馈环节只能限制电流采用电流截止负反馈环节只能限制电流 的冲击，并不能很好地控制电流的动态的冲击，并不能很好地控制电流的动态 波形。波形。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 理想的快速起动过程理想的快速起动过程 IdL n t Id O Idm 带电流截止负反馈的单闭环调速系统带电流截止负反馈的单闭环调速系统 IdL n t Id O Idm Idcr nn 起动过程起动过程 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新

3、系统设计 希望能实现的控制希望能实现的控制 在起动过程的主要阶段，只有在起动过程的主要阶段，只有 电流负反馈，没有转速负反馈。电流负反馈，没有转速负反馈。 达到稳态后，只要转速负反馈，达到稳态后，只要转速负反馈， 不让电流负反馈发挥主要作用。不让电流负反馈发挥主要作用。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 + TG n ASR ACR U*n + - Un Ui U*i + -Uc TA M + - Ud Id UPE - M TG 内环 外 环 n i 转速、电流双闭环直流调速系转速、电流双闭环直流调速系 统统 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 当当ASRA

4、SR不饱和时，不饱和时，ASRASR成为主导的调节器，成为主导的调节器， 转速负反馈起主要作用。转速负反馈起主要作用。 Ks 1/Ce Uc Id E nUd0 + + -IdR R ACR - Ui UPE 当当ASRASR饱和时，相当于电流单闭环系统饱和时，相当于电流单闭环系统, , 实现实现“只有电流负反馈，没有转速负反馈只有电流负反馈，没有转速负反馈” * im U 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 双闭环直流调速系统的稳态结构框图双闭环直流调速系统的稳态结构框图 转速反馈系数转速反馈系数 电流反馈系数电流反馈系数 Ks 1/Ce U*nUc Id E nUd0 Un

5、 + - ASR + U*i -IdR R ACR - Ui UPE 稳态结构框图稳态结构框图 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 调节器输出限幅的作用调节器输出限幅的作用 转速调节器转速调节器ASRASR的输出限幅电压的输出限幅电压U U* *im im决定 决定 电流给定电压的最大值；电流给定电压的最大值； 电流调节器电流调节器ACRACR的输出限幅电压的输出限幅电压U Ucm cm限制 限制 了电力电子变换器的最大输出电压了电力电子变换器的最大输出电压U Udm dm。 。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 静特性静特性 设计时，使设计时，使ACRACR

6、 不会达到饱和状不会达到饱和状 态。态。 至于至于ASRASR，在，在CACA 段未饱和，在段未饱和，在ABAB 段饱和。段饱和。 n0 IdIdmIdN O n A B C 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 （1 1）转速调节器不饱和）转速调节器不饱和 0 * n n U n （U*i U*im， Id Idm） （2 2） 转速调节器饱和转速调节器饱和 dm * im d I U I (n n0 ) 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 各变量的稳态工作点和稳态参数计各变量的稳态工作点和稳态参数计 算算 稳态工作中，两个调节器都不饱和 0n * n nnUU

7、 dLdi * i IIUU s dL * ne s de s d0 c / K RIUC K RInC K U U 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 PIPI调节器的特点调节器的特点 比例调节器的输出量总是正比于其输比例调节器的输出量总是正比于其输 入量。入量。 PIPI调节器未饱和时，其输出量的稳态调节器未饱和时，其输出量的稳态 值是输入的积分，直到输入为零，才停值是输入的积分，直到输入为零，才停 止积分。这时，输出量与输入无关，而止积分。这时，输出量与输入无关，而 是由它后面环节的需要决定的。是由它后面环节的需要决定的。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设

8、计 反馈系数计算 转速反馈系数 电流反馈系数 max * nm n U dm * im I U 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 U*n Uc -IdL n Ud0 Un + - - - Ui WASR(s)WACR(s) Ks Tss+1 1/R Tl s+1 R Tms U*i Id 1/Ce + E 二、数学模型和动态性能分析二、数学模型和动态性能分析 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 起动过程分析起动过程分析 n O O t t Idm Id III III t4 t3 t2 t1 *n dL I 按转速调节器按转速调节器ASRASR 不饱和、饱和、

9、退不饱和、饱和、退 饱和分成三个阶段：饱和分成三个阶段： I.电流上升阶段电流上升阶段 II.恒流升速阶段恒流升速阶段 III.转速调节阶段转速调节阶段 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 双闭环直流调速系统起动过程的特双闭环直流调速系统起动过程的特 点点 （1）饱和非线性控制饱和非线性控制 （2）转速超调转速超调 （3）准时间最优控制准时间最优控制( (有限制条件的有限制条件的 最短时间控制最短时间控制) ) 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 动态抗扰性能分析动态抗扰性能分析 调速系统的动态抗扰性能，调速系统的动态抗扰性能， 主要是抗负载扰动和抗电网主要是抗

10、负载扰动和抗电网 电压扰动的性能电压扰动的性能 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 1/Ce U*n n Ud0 Un + - ASR 1/R Tl s+1 R Tms Ks Tss+1 ACR U*i Ui - E Id 1. 抗负载扰动 IdL 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 2. 2. 抗电网电压扰动抗电网电压扰动 -IdLUd 1/Ce U*n n Ud0 Un + - ASR 1/R Tl s+1 R Tms Id Ks Tss+1 ACR U*i Ui - E 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 转速和电流两个调节器的作用转速和电

11、流两个调节器的作用 转速调节器的作用转速调节器的作用 （1 1）转速调节器是调速系统的主导调节器，）转速调节器是调速系统的主导调节器， 它使转速它使转速 n n 很快地跟随给定电压变化，稳态很快地跟随给定电压变化，稳态 时可减小转速误差，如果采用时可减小转速误差，如果采用PIPI调节器，则调节器，则 可实现无静差。可实现无静差。 （2 2）对负载变化起抗扰作用。）对负载变化起抗扰作用。 （3 3）输出限幅值决定电机允许的最大电流。）输出限幅值决定电机允许的最大电流。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 2. 2. 电流调节器的作用电流调节器的作用 （1 1）作为内环的调节器，在

12、外环转速的）作为内环的调节器，在外环转速的 调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随 外环调节器的输出量变化。外环调节器的输出量变化。 （2 2）对电网电压波动起及时抗扰作用。）对电网电压波动起及时抗扰作用。 （3 3）在转速动态过程中，保证获得电机）在转速动态过程中，保证获得电机 允许的最大电流，从而加快动态过程。允许的最大电流，从而加快动态过程。 （4 4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢）当电机过载甚至堵转时，限制电枢 电流的最大值，起快速的自动保护作用。电流的最大值，起快速的自动保护作用。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 三、调节器的工

13、程设计方法三、调节器的工程设计方法 （1 1）概念清楚、易懂；）概念清楚、易懂； （2 2）计算公式简明、好记；）计算公式简明、好记； （3 3）不仅给出参数计算的公式，而且指明）不仅给出参数计算的公式，而且指明 调整参数的方向；调整参数的方向； （4 4）能考虑饱和非线性控制的情况，同样）能考虑饱和非线性控制的情况，同样 给出简单的计算公式；给出简单的计算公式； （5 5）适用于各种可以简化成典型系统的反）适用于各种可以简化成典型系统的反 馈控制系统。馈控制系统。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 工程设计方法的基本思路工程设计方法的基本思路 设计工作分两步走：设计工作分两

14、步走： 1. 1.选择调节器的结构，使系统典型化，以确选择调节器的结构，使系统典型化，以确 保系统稳定，同时满足所需的稳态精度保系统稳定，同时满足所需的稳态精度。 2.2.再选择调节器的参数，以满足动态性能指再选择调节器的参数，以满足动态性能指 标的要求标的要求。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 调节器结构的选择调节器结构的选择 系统校正 控制对象 调节器 输入 输出 典型系统 输入 输出 选择调节器，选择调节器，将控制对象校正成为典型系统。将控制对象校正成为典型系统。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 典型典型I型系统型系统 )(sR ) 1(Tss K

15、 )(sC T T 系统的惯性时间常数；系统的惯性时间常数； K K 系统的开环增益。系统的开环增益。 T 1 c 1 c T 选择参数，保证选择参数，保证 或或 ，使系统足够，使系统足够 稳定。稳定。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 典型典型型系统型系统 保证系统足够稳定保证系统足够稳定 T 11 c T或 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 控制系统的动态性能指标控制系统的动态性能指标 1. 1.跟随性能指标跟随性能指标 2. 2.抗扰性能指标抗扰性能指标 调速系统的动态指标以抗扰性调速系统的动态指标以抗扰性 能能，而随动系统的动态指标，而随动系统的动态

16、指标 则以跟随性能为主。则以跟随性能为主。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 系统典型的阶跃响应曲线系统典型的阶跃响应曲线 5%（或2%） )(tC C CCmax max C C 0 t O trts 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 阶跃响应阶跃响应跟随性能指标跟随性能指标 t tr r 上升时间上升时间 超调量超调量 t ts s 调节时间调节时间 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 突加扰动的动态过程和抗扰性能指突加扰动的动态过程和抗扰性能指 标标 max C 1 C 2 C 5%（或2%） C F F O ttm tv Cb 自控系

17、统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 抗扰性能指标 C Cmax max 动态降落 动态降落 t tv v 恢复时间恢复时间 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 I型和型和型系统型系统在稳态误差上的区别。在稳态误差上的区别。 典型典型 I 型系统在跟随性能上可以做到超调型系统在跟随性能上可以做到超调 小，但抗扰性能稍差，小，但抗扰性能稍差， 典型典型型系统的超调量相对较大，抗扰性型系统的超调量相对较大，抗扰性 能却比较好。能却比较好。 典型典型I I型系统和典型型系统和典型型系统的型系统的比较比较 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 典型I型系统跟随性能

18、指标与参数的关系 输入信号输入信号 阶跃输入阶跃输入斜坡输入斜坡输入加速度输入加速度输入 稳态误差稳态误差 0v0 / K 0 )(RtRtvtR 0 )( 2 )( 2 0t a tR （1）稳态跟随性能指标：不同输入信号 作用下的稳态误差 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 稳态跟随性能指标稳态跟随性能指标 在阶跃输入下的在阶跃输入下的 I 型系统稳态时是无差的；型系统稳态时是无差的； 但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与 K 值成反比；值成反比； 在加速度输入下稳态误差为在加速度输入下稳态误差为 。 因此，因此，I型系统不能用于具有加速

19、度输入型系统不能用于具有加速度输入 的随动系统。的随动系统。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 （2）动态跟随性能指标 参数关系参数关系KT0.250.39 0.50.69 1.0 阻尼比阻尼比 超调量超调量 上升时间上升时间 tr 峰值时间峰值时间 tp 相角稳定裕度相角稳定裕度 截止频率截止频率 c 1.0 0 % 76.3 0.243/T 0.8 1.5% 6.6T 8.3T 69.9 0.367/T 0.707 4.3 % 4.7T 6.2T 65.5 0.455/T 0.6 9.5 % 3.3T 4.7T 59.2 0.596/T 0.5 16.3 % 2.4T 3

20、.2T 51.8 0.786/T 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 典型典型I I型系统的抗扰性能指标型系统的抗扰性能指标 0)(sR )( 2 sW )( 1 sW )(sF )()(sCsC )(sN )( 1 1 sW )(sW )(sC 典型I型系统 )(sF 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 扰动作用下的典型扰动作用下的典型I I型系统型系统 只讨论抗扰性能时，输入作用只讨论抗扰性能时，输入作用 R R = 0= 0。 ) 1( )()()( 21 Tss K sWsWsW ) 1( ) 1( )( 21 1 Tss sTK sW ) 1( )(

21、2 2 2 sT K sW 取取 ， 则则 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 阶跃扰动作用下的输出变化量 阶跃扰动：阶跃扰动： s F sF)( )(1( ) 1( )( 2 2 2 KsTssT TsFK sC 输出变化量：输出变化量： T t me T t em em mm mFK tC TtTt Tt 2 sin 2 cos)1 ( )1( 122 2 )( )2/()2/( / 2 2 2 5 . 0KT 当当 时时 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 22 1 T T T T m 5 1 10 1 20 1 30 1 %100 max b C C 5

22、5.5% 33.2% 18.5%12.9% tm / T2.83.43.84.0 tv / T14.721.728.730.4 典型典型I型系统动态抗扰性能指标与型系统动态抗扰性能指标与 参数的关系（参数的关系（KT=0.5,Cb=FK2/2) ) 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 典型典型II型系统性能指标和参数的关系型系统性能指标和参数的关系 时间常数时间常数T T是控制对象固有的，而是控制对象固有的，而 待定的参数有两个：待定的参数有两个： K K 和和 。 定义定义中频宽中频宽： 1 2 T h ) 1( ) 1( )( 2 Tss sK sW 自控系统课程设计课件双

23、闭环直流调 速的创新系统设计 典型典型型系统的开环对数幅频特性型系统的开环对数幅频特性 dB/L 0 1 1 T 1 2 h Klg20 -20 40 -40 / s-1 c =1 20dB/dec 40dB/dec 40dB/dec 中频宽 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 参数之间的一种最佳配合参数之间的一种最佳配合 采用采用“振荡指标法振荡指标法”中的闭环幅频特性中的闭环幅频特性 峰值最小准则，可以找到和两个参数峰值最小准则，可以找到和两个参数 之间的一种最佳配合，之间的一种最佳配合， 1 2 2 h h c 2 1 1 h c 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创

24、新系统设计 则则 hT 22 2 2 11 2 1 2 1 ) 1 ( 2 1 Th hh hT h K c 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 输入信号输入信号阶跃输入阶跃输入斜坡输入斜坡输入加速度输入加速度输入 稳态误差稳态误差 00 0 )(RtRtvtR 0 )( 2 )( 2 0t a tR Ka / 0 （1 1）稳态跟随性能指标）稳态跟随性能指标 不同输入信号作用下的稳态误差不同输入信号作用下的稳态误差 典型典型II II型系统跟随性能指标和参数的关系型系统跟随性能指标和参数的关系 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 在阶跃和斜坡输入下，在阶跃和斜

25、坡输入下，II II型系统稳型系统稳 态时均无差；态时均无差； 加速度输入下稳态误差与开环增益加速度输入下稳态误差与开环增益 K K成反比。成反比。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 （2 2）动态跟随性能指标）动态跟随性能指标 h 3 4 56 7 8 9 10 tr / T ts / T k 52.6% 2.4 12.15 3 43.6% 2.65 11.65 2 37.6% 2.85 9.55 2 33.2% 3.0 10.45 1 29.8% 3.1 11.30 1 27.2% 3.2 12.25 1 25.0% 3.3 13.25 1 23.3% 3.35 14.2

26、0 1 按Mrmin准则确定参数关系时 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 典型典型型系统抗扰性能指标和参数的关型系统抗扰性能指标和参数的关 系系 + ) 1( ) 1( 1 Tss hTsK s K2 )(sF )(sC 0 )( 1 sW)( 2 sW 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 在阶跃扰动下，在阶跃扰动下， 1 1 2 1 2 ) 1( 1 2 )( 22 2 33 2 2 2 2 hTssT h h sT h h TsTFK h h sC 阶跃扰动的输出响应阶跃扰动的输出响应 Cb = 2FK2T sFsF/)( 取输出量基准值为取输出量基准值为

27、 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 典型典型II II型系统动态抗扰性能指标与参数的型系统动态抗扰性能指标与参数的 关系关系 h 3 4 56 7 8 9 10 Cmax/Cb tm / T tv / T 72.2% 2.45 13.60 77.5% 2.70 10.45 81.2% 2.85 8.80 84.0% 3.00 12.95 86.3% 3.15 16.85 88.1% 3.25 19.80 89.6% 3.30 22.80 90.8% 3.40 25.85 （参数关系符合最小（参数关系符合最小MMr r准则）准则） 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统

28、设计 校正成典型I型系统的几种调节器选 择 控制 对象 调节 器 参数 配合 ) 1)(1)(1( 321 2 sTsTsT K ) 1)(1( 21 2 sTsT K T1、T2 T3 1 2 Ts K ) 1( 2 Tss K ) 1)(1)(1( 321 2 sTsTsT K 321 ,TTT s sK 1 1pi ) 1( s Ki p K s ss ) 1)(1( 21 s sK 1 1pi ) 1( 11 T 2211 ,TT 32 11 , TTT T T1 T2 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 传递函数近似处理传递函数近似处理 （1 1）高频段小惯性环节的近

29、似处理）高频段小惯性环节的近似处理 ) 1)(1)(1( ) 1( )( 321 sTsTsTs sK sW 小惯性环节可以合并 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 1)( 1 ) 1)(1( 1 3232 sTTsTsT 近似条件近似条件 32 c 3 1 TT 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 （2 2）高阶系统的降阶近似处理）高阶系统的降阶近似处理 设三阶系统设三阶系统 a a，b b，c c都是正数，且都是正数，且bc bc a a，即系统是稳定的。，即系统是稳定的。 降阶处理：忽略高次项，得近似的一阶系统降阶处理：忽略高次项，得近似的一阶系统 近似条

30、件近似条件 ： 1 )( 23 csbsas K sW 1 )( cs K sW ), 1 min( 3 1 c a c b 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 （3 3）低频段大惯性环节的近似处理）低频段大惯性环节的近似处理 时间常数特别大的惯性环节，可以近似时间常数特别大的惯性环节，可以近似 为积分环节，即为积分环节，即 1 1 TsTs 1 近似条件：近似条件： T 3 c 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 四、双闭环系统调节器的设计四、双闭环系统调节器的设计 用工程设计方法设计转速、电流双闭环用工程设计方法设计转速、电流双闭环 调速系统的两个调节器，先

31、内环后外环，调速系统的两个调节器，先内环后外环， 即从内环开始，逐步向外扩展。即从内环开始，逐步向外扩展。 首先设计电流调节器，然后把整个电流首先设计电流调节器，然后把整个电流 环看作是转速调节系统中的一个环节，环看作是转速调节系统中的一个环节， 再设计转速调节器。再设计转速调节器。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 -IdL(s) Ud0(s) Un + - - + - Ui ACR 1/R Tl s+1 R Tms U*I(s)Uc(s) Ks Tss+1 Id 1 Ce+ E Tois+1 1 T0is+1 ASR 1 T0ns+1 Tons+1 U*n(s) n(s)

32、电流环 转速、电流双闭环调速系统转速、电流双闭环调速系统 E(s) （增加了滤波环节）（增加了滤波环节） 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 设计分为以下几个步骤：设计分为以下几个步骤： 1. 1.电流环结构图的简化电流环结构图的简化 2.2.电流调节器结构的选择电流调节器结构的选择 3.3.电流调节器的参数计算电流调节器的参数计算 4.4.电流调节器的实现电流调节器的实现 电流调节器的设计电流调节器的设计 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 + - ACR Uc (s) Ks /R (Tls+1)(Tis+1) Id (s) U*i(s) + - ACR Uc

33、 (s) Ks /R (Tls+1)(Tis+1) Id (s) U*i(s) 简化后的电流环结构图简化后的电流环结构图 按典型按典型I型系统设计，型系统设计，ACRACR选选PIPI调节器。调节器。 li T R KK K i si I ， 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 K I s(Tis+1) Id (s) + - U*i(s) 动态结构框图动态结构框图 开环对数幅频特性开环对数幅频特性: 1 O L/dB c i -20dB/dec /s-1 - 40dB/ dec Ti 校正后电流环的结构和特性校正后电流环的结构和特性 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系

34、统设计 设计步骤：设计步骤： 1. 1.电流环的等效闭环传递函数电流环的等效闭环传递函数 2.2.转速调节器结构的选择转速调节器结构的选择 3.3.转速调节器参数的选择转速调节器参数的选择 4.4.转速调节器的实现转速调节器的实现 转速调节器的设计转速调节器的设计 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 1 1 1 )( )( )( I cli * i d s K sW sU sI 电流环等效传递函数 原来双惯性环节的电流环控制对象，经原来双惯性环节的电流环控制对象，经 闭环控制后，可以近似地等效成只有较小闭环控制后，可以近似地等效成只有较小 时间常数的一阶惯性环节。时间常数的一阶

35、惯性环节。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 电流闭环控制的意义电流闭环控制的意义 电流闭环控制改造了控制对象，加快 了电流的跟随作用，这是局部闭环 （内环）控制的一个重要功能。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 简化后的转速环结构 n (s) + - ASR CeTms R U*n(s) Id (s) / Tns+1 + - IdL (s) 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 转速调节器选择 ASR采用采用PI调节器调节器 s sK sW n nn ASR ) 1( )( men n N TC RK K 令令 则则 ) 1( ) 1( )(

36、 n 2 nN n sTs sK sW 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 n (s) + - U*n(s) ) 1( ) 1( n 2 nN sTs sK 校正后的调速系统 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 转速调节器的参数计算 按照典型按照典型型系统的参数关系，型系统的参数关系， nn hT 2 n 2 N 2 1 Th h K n me n 2 ) 1( RTh TCh K 因此因此 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 转速环与电流环的关系转速环与电流环的关系 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。这样做，虽然不利于快速性， 但每个控制环本身都是稳定的，对系 统的组成和调试工作非常有利。 自控系统课程设计课件双闭环直流调 速的创新系统设计 转速调节器退饱和超调转速调节器退饱和超调 起动时，转速调节系统不服从典型系统起动时，转速调节系统不服从典型系统 的线性规律的线性规律，超调量不等于典型超调量不等于典型II型系统型系统 跟随性能指标中的数值跟随性能指