武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书
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3.电流调节器的设计
电流环的动态结构图如图3-1所示。
图3-1电流环的动态结构图
3.1确定时间常数
整流装置采用三相半波整流电路，其平均失控时间Ts=0.0033s；三相半波电路每个波头的时间是6.67ms，为了基本滤平波头，应有Toi=2.5ms，电流环小时间常数之和
TΣi?Ts?Toi?5.8ms。
3.2选择电流调节器结构
根据设计要求δi≤5%，并保证电流无静差，可按典型I型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI型电流调节器，其传递函数为
WACR(s)?Ki(τis?1)τis3.3计算电流调节器参数
电流调节器超前时间常数：τi?TL?0.012s。 电流反馈系数：
U*imU*im8????V/A?0.0175?Idm?Inom1.5?305电流开环增益：要求δi?5%时，查表得，应取KITΣi?0.5，因此
0.50.5?1KI??s?86.21s?1TΣi0.0058于是，ACR的比例系数：
Ki?KIτiR86.21?0.012?0.18??0.304Ksβ35?0.0175
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3.4校验近似条件
电流环截止频率：?ci?KI?86.21s?1 1)校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件
11?s?1?101.01s?1?ωci3Ts3?0.0033满足近似条件。
2)校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件
3满足近似条件。
11?3?s?1?79.06s?1??ciTmTl0.12?0.0123)校验电流环小时间常数近似处理条件
1111??s?1?115.53s?1??ci3TsToi30.00333?0.0025满足近似条件。
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4.转速调节器的设计
转速环的动态结构图如图4-1所示。
图4-1转速环的动态结构图
4.1确定时间常数
电流环等效时间常数1/KI。已取KITΣi?0.5，则
1?2TΣi?2?0.0058s?0.0116sKI根据测速发电机的波纹情况，取转速滤波时间常数Ton?0.01s。 转速环小时间常数按小时间常数近似处理，取
TΣn?1?Ton?0.0016?0.01?0.0216sKI4.2选择转速调节器结构
按照设计要求，选用PI调节器，其传递函数为
WASR?Kn??ns?1??ns4.3计算转速调节器参数
按跟随和抗干扰性能都较好的原则，取h=5，则ASR的超前时间常数为
τn?hTΣn?5?0.0216s?0.108s转速开环增益为
KN?h?16?2?2?s?257.2s22?52?0.021622h2T?n于是，可求得ASR的比例系数为
?h?1?βCeTm?6?0.175?0.196?0.12?6.35Kn?2hααRΣn2?5?0.01?0.18?0.216
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4.4校验近似条件
转速环截止频率为
?cn?KN?1?KN?n?257.2?0.108s?1?27.78s?11)电流环传递函数简化条件
1KI186.21?1?s?40.64s?1?ωcn3TΣi30.0058满足简化条件。
2)转速环小时间常数近似处理条件
1KI186.21?1?s?30.95s?1?ωcn3Ton30.01满足近似条件。
4.5校核转速超调量
当h=5时，查表得，δn?37.6%，不能满足设计要求。实际上，由于表是按线性系统分析的，突然加阶跃给定时，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。
设理想空载起动时z=0,根据已知数据和求的的数据有：λ?1.5，R?0.18?，，Ce?0.196V?min/r，Tm?0.12s，TΣn?0.0216s。当h=5IdN?305A，nN?1000r/min时，查表可得ΔCmax/Cb?81.2%，且有
305?0.18?ΔCmax?ΔnNTΣn0.0196?0.0216?12.28%?15%???δn?2?λ?z?2?0.812?1.5??C?n*Tm10000.12b??能满足设计要求。
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