运动控制系统课程设计 - 双闭环直流调速系统(5)

2019-08-29 00:27

??,强迫电枢电流?Un?Un?Un的数值仍较大,其输出电压保持限幅值Uim

?Id迅速上升。直到Id?Idm,,电流调节器很快就压制了Id的增长,Ui?Uim标志着这一阶段的结束。在这一阶段中,ASR很快进入并保持饱和状态,而ACR一般不饱和。

第Ⅱ阶段(t1~t2)是恒流升速阶段。在这个阶段中,ASR始终是饱和

?

的,转速环相当于开环,系统成为恒值电流给的Uim下的电流调节系统,

基本上保持电流Id恒定,因而系统的加速度恒定,转速呈线性增长。与此同时,电动机的反电动势E也按线性增长,对电流调节系统来说,E是一个线性渐增的扰动量,为了克服这个扰动,Ud0和Uc也必须基本上按线性增长,才能保持Id恒定。ACR采用PI调节器时,为了使其输出量按线性

?增长,其输入偏差电压?Ui?Uim?Ui必须维持一定的恒值,也就是说,Id应略小于Idm。此外,为了保证电流环的这种调节作用,在起动过程中ACR不应饱和,电力电子装置UPE的最大输出电压也需留有余地。

第Ⅲ阶段(t2以后)是转速调节阶段。当转速上升到给定值n??n0时,转速调节器ASR的输入偏差减小到零,但其输出却由于积分作用还维持在

?限幅值Uim,所以电动机仍在加速使转速超调。转速超调后,ASR输入偏

差电压变负,使它开始退出饱和状态,Ui?和Id很快下降。但是,只要Id仍大于负载电流IdL,转速就继续上升。直到Id?IdL时,转矩Te?TL,则

dndt?0,转速n才到达峰值(t?t3时)。此后电动机开始在负载的阻力下减速,与此相应,在t3~t4时间内,Id?IdL,直到稳定。在最后的转速调节阶段内,ASR和ACR都不饱和,ASR起主导的转速调节作用,而ACR则力图使Id尽快的跟随给定值Ui?,即电流内环是一个电流随动子系统。 综上所述,直流双闭环调速系统的起动过程的特点是:

1)饱和非线性控制。随着ASR的饱和与不饱和,整个系统处于完全不同的两种状态,在不同情况下表现为不同结构的线性系统,只能采用分段线性化的方法来分析,不能简单的用线性控制理论来分析整个起动过程。

2)转速超调。当转速调节器ASR采用PI调节器时,转速必然有超调。

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3)准时间最优控制。在设备允许条件下实现最短时间的控制称作“时间最优控制”,对于电力拖动系统,在电动机允许过载能力限制下的恒流起动,就是时间最优控制。但由于在起动过程Ⅰ、Ⅱ两个阶段中电流不能突变,实际起动过程与理想起动过程还有一些差距,不过这两个阶段只占全部起动时间中的很小一部分,可称作“准时间最优控制”。

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