自动控制系统第三章3-9

例：某调速系统，按典型II型最佳参数（MPmin准则，h=5)整定转速调节器参数，电动机及其传动装置的机电时间常数TM=0.2秒，电动机在额定电流时静态速降△ne=IeR∑/Ce=0.15ne，最大启动电流为2Ie，在理想空载条件下启动，转速环小时间常数T∑n＝0.01秒，试计算电动机n∞＝ne时，求退饱和超调量及启动时间。例：由晶闸管变流器供电的双闭环不可逆直流调速系统，变流装置采用三相全控桥式电路，基本数据如下：直流电动机Pe=92kw，ne=560r/min,Ue=220V,Ie=462A,Ra=0.02欧；晶闸管变流器放大系数Kv=30,电枢回路总电阻R∑=0.06欧，电枢回路总电感L=4.3mH,电动机轴上总飞轮力矩为GD2=576kg.m2，电动机启动电流为Idm=1.5Ie，ASR输出限幅电压Ugim=10V，ACR输出限幅电压Ukm=8V，与额定稳态转速对应的给定电压Ugd=10V.设计要求：稳态指标：无静差；动态指标：电流超调量小于等于5％启动到ne时转速超调量小于等于5％解；1、电流环的设计：电流环的动态结构图如下：Ud0(s)+-Ui(s)1/R∑TLs+1Ugi(s)Uc

(s)KVTVs+1Id

(s)

fi

Tfis+11

TfiS+1（1）电流环调节对象的传递函数电枢回路时间常数TL＝L/R∑=0.0043/0.06=0.072变流装置滞后时间常数Tv=0.00167秒电流反馈滤波时间常数取Tfi=0.002秒电流环小时间常数T∑i=(0.002+0.00167)=0.00367秒电流反馈系数Kfi=Ugim/Idm=10/1.5*462=0.0144V/A则电流环调节对象的传递函数为：(2)电流调节器的传递函数根据性能指标的要求，超调量小于等于5％，故将电流环设计为二阶最佳系统（按典型I型最佳参数设计），调节器采用PI调节器，调节对象串加调节器校正后，系统的开环传递函数为（3）调节器的电路参数Ki=Ri/R0=1.36取R0=20千欧，可得Ri=1.36*20=27.2千欧由于2、转速环的设计：转速环的等效动态结构图如下：Ud0(s)+-R∑CeTMSUgd(s)Uc

(s)1/Kfi2T∑iS+1N(s)Kfn

TfnS+11

(hT∑n+Tfn)S+1(1)转速环调节对象的传递函数为：动态校正——PI调节器的设计1.概述在设计闭环调速系统时，常常会遇到动态稳定性与稳态性能指标发生矛盾的情况，这时，必须设计合适的动态校正装置，用来改造系统，使它同时满足动态稳定和稳态指标两方面的要求。2.动态校正的方法串联校正；并联校正；反馈校正。而且对于一个系统来说，能够符合要求的校正方案也不是唯一的。在电力拖动自动控制系统中，最常用的是串联校正和反馈校正。串联校正比较简单，也容易实现。

PID调节器的类型：比例微分（PD）比例积分（PI）比例积分微分（PID）

PID调节器的功能由PD调节器构成的超前校正，可提高系统的稳定裕度，并获得足够的快速性，但稳态精度可能受到影响；由PI调节器构成的滞后校正，可以保证