1-4 反馈控制闭环调速系统的动态分析_第1页
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1-4反馈控制闭环调速系统的动态分析本节提要□闭环调速系统各环节动态数学模型□系统的数学模型和传递函数□闭环调速系统稳定性分析一、闭坏调建系统各坏节动态数学模型菸直濾电动机的数孕模型C电流连线）设R、L为常数、忽略电枢反应、①不变、GD2（轴上惯量均匀）常数，直流电机可以等效为左下图。①电枢回路传函在电流连续的条件下，直流电动机的电枢回路电压平衡方程为S叱X吧）其中，Tl=L/R为电磁时间常数进行拉氏变换得? ' ="得电压与电流之间的传递函数\1.\1.—I 7T. 1Id(v；JfJJ-T1②电动机传动系统传函电动机轴上的转矩和转速服从电力拖动系统的运动方程式GD2dnT^_TL=375d7Te=Cmld（电动机的电磁转矩）Tl—GJ（负载转矩）GD-R^lL=375CmCedtRdt对上式两端取拉氏变换得£（5） _R；"■-'' '■Tm为机电时间常数E科=—c将上面两环节输入输出量连接起来。并考虑即可得到额定励磁下他励直流电动机动态结构图干扰量的综合点前移，化简得:直流电动机在电流连续时电压与转速间的传函（IL=O）：%.TmTeS:+TmS+12、触发器和晶闸管整流装置数学模型输入T1输出稳态：Udo=KsUct动态：滞后环节晶闸管触发导通后，在尚未关断之前，虽然改变了控制电压Uct的值，但整流电压的瞬时波形和角并不能立即跟随Uct的变化，通常把这个滞后时间称作整流装置的失控时间，用Ts来表示。最大失控时间为两个相邻自然换相点之间的时间，即相对于整个系统的时间响应来说，Ts是不大的。通常可用简单算术平均值，即Ts=Tsmax/2,Ts不同整流电路取值不同。③晶闸管触发器和整流装置可以看成是一个具有纯滞后的放大环节，其输入输出关系为5乂耳1卜0应用拉氏位移定理，其传递函数为将按泰勒级数展开，则上式变成1+0+存宀存卉…1+0+存宀存卉…由于很小，可忽略高次项，可将晶闸管变流装置近似成一阶惯性环节来处理，其传函为晶闸管触发器和整流装置动态结构图为:%1十心3、比例放大器传函（输出响应可认为是瞬时变化的）（响应时瞬时的）4、测速发电机传函（输出响应可认为是瞬时变化的）（响血时唏时的）二、系统的数学模型和传递函数将上述四个环节按系统中的相互关系连接在一起，便得到单闭环调速系统动态结构图。单闭环调速系统动态结构图当不考虑负载，即IL=0时，系统开环传函为卩（》二 匚 （“+以人门^匚卄1）令IL=0得闭环系统传函为:KpK$e%（门二1七A：%（门二l+K 1+K L+K其中，K=KpKsa/Ce三、闭环调速系统稳定性分析系统闭环传函特征方程为1+氏 1+k 1+k◎稳定条件根据反馈控制闭环调速系统的特征方程和劳斯一古

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