山大《运动控制系统》课件第2章 闭环控制的直流调速系统及计算机仿真-3电压负反馈电流补偿控制的调速系统

1、本讲主要内容第三节电压负反馈电流补偿控制的调速系统闭环控制的直流调速系统及计算机第二章 仿真第231讲2022/8/202第三节电压负反馈电流补偿控制的调速系统在本节中介绍了两种代替测速发电机的方法一、电压负反馈调速控制系统 1、电压负反馈调速控制系统的基本特点2022/8/203第三节电压负反馈电流补偿控制的调速系统在本节中介绍了两种代替测速发电机的方法一、电压负反馈调速控制系统 1、电压负反馈调速控制系统的基本特点2022/8/204一、电压负反馈调速控制系统 1、电压负反馈调速控制系统的基本特点 注意：因为引电压负反馈的目的是代替测速反馈，所以在实际引电压负反馈时，应尽可能的在靠近电动机

2、电枢的两端引出电压反馈。(引电压负反馈的电阻应该充分大)2022/8/205一、电压负反馈调速控制系统 1、电压负反馈调速控制系统的基本特点 注意：因为引电压负反馈的目的是代替测速反馈，所以在实际引电压负反馈时，应尽可能的在靠近电动机电枢的两端引出电压反馈。(引电压负反馈的电阻应该充分大)2022/8/206一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转速降 我们能够证明：电压负反馈调速控制系统是一个自然稳定性系统。也就是说，KP选择多么大的数值都不影响控制系统的稳定性。(TmTL)补充作业2022/8/207一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳

3、定条件及最小转速降 我们能够证明：电压负反馈调速控制系统是一个自然稳定性系统。也就是说，KP选择多么大的数值都不影响控制系统的稳定性。2022/8/208一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转速降 我们能够证明：电压负反馈调速控制系统是一个自然稳定性系统。也就是说，KP选择多么大的数值都不影响控制系统的稳定性。2022/8/209一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转速降 我们能够证明：电压负反馈调速控制系统是一个自然稳定性系统。也就是说，KP选择多么大的数值都不影响控制系统的稳定性。2022/8/2010一、电压负反馈调速控

4、制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转速降 我们能够证明：电压负反馈调速控制系统是一个自然稳定性系统。也就是说，KP选择多么大的数值都不影响控制系统的稳定性。由电压负反馈调速控制系统的静态结构图可得，稳态转速表达式如下2022/8/2011一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转速降 我们能够证明：电压负反馈调速控制系统是一个自然稳定性系统。也就是说，KP选择多么大的数值都不影响控制系统的稳定性。由电压负反馈调速控制系统的静态结构图可得，稳态转速表达式如下2022/8/2012一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转

5、速降 由上式可以看出： 电压负反馈调速控制系统不能完全替代 转速反馈，为什么呢？因为：2022/8/2013一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转速降 由上式可以看出： 电压负反馈调速控制系统不能完全替代 转速反馈，为什么呢？因为：2022/8/2014一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转速降 所以：因为：2022/8/2015一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转速降 所以：因为：2022/8/2016一、电压负反馈调速控制系统 2、电压负反馈调速控制系统的稳定条件及最小转速降 所以：所以

6、，电压负反馈调速控制系统的转速降不能任意小，存在最小转速降不为零的问题。仅适应于如下所示的静态指标： 那么电压负反馈调速控制系统无法完全代替转速反馈，如何解决此问题呢？ 2022/8/2017 当生产工艺对调速系统提出的稳态指标较高时，例如 近似为“”时。可以使用带电流正反馈的电压负反馈调速系统。2022/8/2018二、电流正反馈和补偿控制规律 当生产工艺对调速系统提出的稳态指标较高时，例如 近似为“”时。可以使用带电流正反馈的电压负反馈调速系统。引电流正反馈的目的是为了抵消电压环不能抑制那部分转速降。2022/8/2019二、电流正反馈和补偿控制规律 当生产工艺对调速系统提出的稳态指标较高

7、时，例如 近似为“”时。可以使用带电流正反馈的电压负反馈调速系统。引电流正反馈的目的是为了抵消电压环不能抑制那部分转速降。2022/8/2020二、电流正反馈和补偿控制规律2022/8/2021二、电流正反馈和补偿控制规律2022/8/2022二、电流正反馈和补偿控制规律因为：2022/8/2023二、电流正反馈和补偿控制规律因为：2022/8/2024二、电流正反馈和补偿控制规律所以：因为： 所以，对于带电流正反馈的电压负反馈调速系统(如上图所示)无论生产工艺提出的静态转速降多么小，总能找到一个适当的使下面的不等式成立： 无论生产工艺提出的静态转速降多么小，总能找到一个适当的使下面的不等式成

8、立： 问题：补偿控制能否完全代替转速反馈控制系统？用抵消的控制措施来降低系统的转速降的方法通常称为补偿控制 2022/8/2026二、电流正反馈和补偿控制规律二、电流正反馈和补偿控制规律补偿控制与反馈控制的根本区别在于： 反馈控制对于环内的参数元件发生变化具有抑制作用 补偿控制对于环内的参数元件发生变化不但无有抑制作用而且具有增强这种干扰的作用。我们能够证明：当带电流正反馈的电压负反馈调速系统处于全补偿情况时带电流正反馈的电压负反馈调速系统是一个临界稳定系统； 我们还能够证明：当带电流正反馈的电压负反馈调速系统处于欠补偿情况时带电流正反馈的电压负反馈调速系统是一个稳定系统； 我们还能够证明：当

9、带电流正反馈的电压负反馈调速系统处于过补偿情况时 带电流正反馈的电压负反馈调速系统不是一个稳定系统；但是此时机械特性不存在。(因为系统稳定不住所以没有静态的机械特性) 综上所述：由于电流正反馈的存在，尽管可以满足任意小的生产工艺静态指标要求，但是控制系统的抗干扰能力降低，导致带电流正反馈的电压负反馈调速系统不能完全取代转速负反馈调速系统。 注意：1) 纯电压负反馈调速系统是一个自然稳定性系统。在生产工艺要求不高的条件下，这是很多工厂企业经常采用纯电压负反馈调速系统的一个主要原因。综上所述：由于电流正反馈的存在，尽管可以满足任意小的生产工艺静态指标要求，但是控制系统的抗干扰能力降低，导致带电流正反馈的电压负反馈调速系统不能完全取代转速负反馈调速系统。注意：1) 纯电压负反馈调速系统是一个自然稳定性系统。在生产工艺要求不高的条件下，这是很多工厂企业经常采用纯电压负反馈调速系统的一个主要原因。 2) 无论是正电流反馈还负电流反馈，电流反馈电阻要充分的小，与电流反馈电阻并联的电位器阻值要充分的大。 2) 无论是正电流反馈还负电流反馈，电流反馈电阻要充分的小，与电流反馈电阻并联的电位器阻值要充分的大。阻值充分的小阻值充分的大2022/8/2034 其一、每当控制