③、转速环结构简化
U*n(s) ? + - ASR Un(s*? /? T?ns+1 Id (s) + IdL (s) - CeRT ms n b)等效成单位负反馈系统和小惯性的近似处理
为了实现转速无静差，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节，它应该包含在转速调节器 ASR 中（见图 2-26b），现在在扰动作用点后面已经有了一个积分环节，因此转速环开环传递函数应共有两个积分环节，所以应该设计成典型 Ⅱ 型系统，这样的系统同时也能满足动态抗扰性能好的要求。 由此可见，ASR也应该采用PI调节器，其传递函数为
Kn(?ns?1)WASR(s)?
?ns
式中
Kn — 转速调节器的比例系数；
n — 转速调节器的超前时间常数。
这样，调速系统的开环传递函数为 ?R
Kn(?ns?1)Kn?R(?ns?1)? Wn(s)??? ?nsCeTms(T?ns?1)?n?CeTms2(T?ns?1) 令转速环开环增益为
?K? NKn?R?n?CeTmKN(?ns?1)W(s)?2则 ns(T?ns?1)
c)校正后成为典型Ⅱ型系统
按照设计要求，选用PI调节器，其传递函数为： Kn(?ns?1)WASR(s)?
?ns3、计算转速调节器参数 h 3 72.2% 4 77.5% 5 81.2% 6 84.0% 7 86.3% 8 88.1% 9 89.6% 10 90.8% ?CmaxCb tmTtvT2.45 2.70 2.85 3.00 3.15 3.25 3.30 3.40 13.6 10.45 8.80 12.59 16.85 19.80 22.80 25.85 由表中数据可见，一般来说， h 值越小，
?CmaxCb也越小， tm 和 tv
都短，因而抗扰性能越好，这个趋势与跟随性能指标中超调量与 h 值的关系恰好相反，反映了快速性与稳定性的矛盾。但是，当 h < 5 时，由于振荡次数的增加， h 再小，恢复时间tv反而拖长了。由此可见，h = 5是较好的选择，这与跟随性能中调节时间最短的条件是一致的（见下表）。因此，把典型Ⅱ型系统跟随和抗扰的各项性能指标综合起来看，h = 5应该是一个很好的选择。 h 3 4 5 6 7 8 9 10 ? trT 52.6% 43.6% 37.6% 33.2% 29.8% 27.2% 25.0% 23.3% 2.40 2.65 2.85 3.0 3.1 3.2 3.3 3.35 tsT 12.15 11.65 9.55 3 2 2 10.45 11.30 12.25 13.25 14.20 1 1 1 1 1 k 因此取h=5，则ASR的超前时间常数为
?n?hT?n?5?0.02734?0.1367s转速环开环增益为
KN?h?16?2??160.54036s22h2T?2?52?0.027342nASR的比例系数为
Kn?
(h?1)?CeTm6?0.00877?0.112??10.507292h?RT?n2?5?0.02667?0.14?0.027344、 检验近似条件 应该满足的近似条件为
?cn?cn1?31?3KNKIT?iKITon
?cn?
?1?KN?n?160.54036?0.1367?21.94587s① 电流环传递函数简化条件为
13KI1?T?i3136.23978?64.22405s?1??cn0.00367 ，
满足近似条件
② 转速环小时间常数近似处理条件为：
13KI1?Ton3136.23978?27.51159s?1??cn0.02，
满足近似条件
5、 计算调节器的电阻和电容 根据下图
取
R0?40??则
Rn?KnR0?10.50729?40?420.2916??,取420??Cn?Con??nRn?0.1367?0.32547?F,取0.33?F420
4Ton4?0.02??2?F,取2?FR040
6、 校验转速超调量 当h=5时，查表2-6 h 3 4 5 6 7 8 9 10 ? trTtsT 52.6% 43.6% 37.6% 33.2% 29.8% 27.2% 25.0% 23.3% 2.40 2.65 2.85 3.0 3.1 3.2 3.3 3.35 12.15 11.65 9.55 3 2 2 10.45 11.30 12.25 13.25 14.20 1 1 1 1 1 k 可得
?n?37.6%，不能满足设计要求。
实际上，由于上表是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，ASR饱和，不
符合线性系统的前提，应该按ASR退饱和的情况重新计算超调量。 7、 ASR退饱和时的超调量计算
设理想空载起动时z?0，由前面的已知数据有：
??1.5,R?0.14?,IdN?760A,nN?375rmin,Ce?1.82V?minr,Tm?0.112s,T?n?0.02734s
当h=5时，由下表2-7 h 3 4 5 6 7 8 9 10 ?CmaxCb72.2% 77.5% 81.2% 84.0% 86.3% 88.1% 89.6% 90.8% tmTtvT 查得
2.45 13.6 2.70 2.85 3.00 3.15 3.25 3.30 3.40 10.45 8.80 12.59 16.85 19.80 22.80 25.85 ?CmaxCb?81.2%，则
?n?Cmax?nb?Cmax?nNT?n?()?2()(??z)*CbnCbn*Tm
760?0.140.02734?2?81.2%?1.5?1.82??9.27036750.112， 能满足设计要求。
四、分析总结
通过这次课程设计，我对课本上知识有了一个更加深入的了解，通过实践也加深了我对理论知识的了解，基本上掌握了设计调节器的方法和解决问题的能力。
当完成设计的时候，心中万份喜悦，但也有些感悟。做什么事都没有那么简单，总会遇到苦难的时候，就看你怎么解决了。
困扰1：在设计电流调节器的调节电阻的时候出了点问题，我取值
R0?40??，但是Ki?1，所以所得数Ri?35.96??，这
时不知道该怎样选择数值。
解决 ：虽然进行了讨论，但是还是无法解决问题，最后老师帮我们来解答，一般是要取大一点的数值。
困扰2：当我遇到查表得数据的时候有点迷惑，自己计算的数值与表中的数值没有对应，一下就不知道该怎样查询，我以为计算错了，就又重新计算，再接着查表，还是这样啊，有点晕。于是我就和同一组的同学一起讨论，还是没有解决。
解决 ：经过老师的讲解，让我懂得有时计算的时候要认真，对应好各项的关系，不要搞混。
困扰3：当在校对转速超调量的时候，结果不满足设计要求，我们正要重新选择h的数值
解决 ：老师说可以按ASR退饱和的情况重新计算超调量，如果不满足的话再调整h，因为在实际上，表是按线性系统计算的而突加阶跃给定时，ASR饱和，不符合线性系统的前提，应按ASR退饱和的情况重新计算超调量。结果满足设计条件，这样就不会再重新选择h的数值。