电气传动自动控制系统课程设计(5)

2019-04-05 18:38

? 这些是设计时选择典型系统的重要依据。 ? 控制对象的工程近似处理方法: (1)高频段小惯性环节的近似处理

? 当高频段有多个小时间常数T1、T2、T3 ?的小惯性环节时,可以等效地用一个小时间

常数T的惯性环节来代替。其等效时间常数为T=T1+T2+T3 +? ? 考察一个有2个高频段小惯性环节的开环传递函数:

? 其中T1、T2为小时间常数。它的频率特性为:

(3-36)

? 近似处理后的近似传递函数 ,其中T=T1+T2,它的频率特性为:

(3-37)

? 近似相等的条件是

? 在工程计算中,一般允许有10%以内的误差,近似条件可写成(3-38)

? 有三个小惯性环节,其近似处理的表达式是

(3-39)

? 近似的条件为

(2)高阶系统的降阶近似处理

(3-40)

? 三阶系统

?a,即系统是稳定的。

(3-41) a,b,c都是正数,且bc ? 降阶处理:忽略高次项,得近似的一阶系统(3-42)

? 近似条件 (3-43)

(3)低频段大惯性环节的近似处理

? 当系统中存在一个时间常数特别大的惯性环节时,可以近似地将它看成是积分环节。

? 大惯性环节的频率特性为

? 近似成积分环节,其幅值应近似为

? 近似条件是: (3-44)

? 按工程设计方法设计转速、电流反馈控制直流调速系统的调节器

? 用工程设计方法来设计转速、电流反馈控制直流调速系统的原则是先内环后外环。 ? 先从电流环(内环)开始,对其进行必要的变换和近似处理,然后根据电流环的控制

要求确定把它校正成哪一类典型系统,

? 再按照控制对象确定电流调节器的类型,按动态性能指标要求确定电流调节器的参数。 ? 电流环设计完成后,把电流环等效成转速环(外环)中的一个环节,再用同样的方法

设计转速环。

(1) 电流调节器的设计:

? 反电动势与电流反馈的作用相互交叉,给设计工作带来麻烦。

? 转速的变化往往比电流变化慢得多,对电流环来说,反电动势是一个变化较慢的扰动,

在按动态性能设计电流环时,可以暂不考虑反电动势变化的动态影响,

? 忽略反电动势对电流环作用的近似条件是

流环开环频率特性的截止频率。

(3-45)

式中ω

ci

——电

? 把给定滤波和反馈滤波同时等效地移到环内前向通道上,再把给定信号改成

电流环便等效成单位负反馈系统。

,则

? Ts 和 T0i 一般都比Tl 小得多,可以近似为一个惯性环节,其时间常数为T∑i = Ts+

Toi(3-46)

? 简化的近似条件为

(3-47)

? 典型系统的选择:采用 I 型系统

? 电流调节器选择:PI型的电流调节器,

Ki — 电流调节器的比例系数;

?i — 电流调节器的超前时间常数。

(3-48)

? 电流环开环传递函数(3-49)

? 因为 Ti>>TΣi,选择τi= Ti ,用调节器零点消去控制对象中大的时间常数极点,

(3-50)

? 希望电流超调量?i ≤ 5%,选 ? =0.707, KI T?i =0.5,则


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