第二章 转速、电流双闭环直流调速系统
2.1.1 n-i双闭环系统的组成（如书本P53图2-2）：
1，如图可知：n环—外环,主环, 主要作用：调转速；ASR（转速调节器）输出-- i环的给定通过调电流来调转速。 2，i环--内环,辅环,作用是：调电流，i环通过调电压来调电流是n环前向通道的一个环节 。 3，ASR（转速调节器）的作用：输出限幅U*im--决定电流(给定电压)的最大值； 4，ACR（电流调节器）的作用：输出限幅Ucm --决定最大输出电压Udm。 5，n-i双闭环系统电路结构（如图书本P54图2-3）：要求会标记各电压极性； 2.1.2 稳态结构图和静特性 1，结构框图如图所示：
2，限幅作用：因为限幅使调节器饱和，导致①产生最大操作量；②失去线性控制能力。 2.2.2 起动过程分析 Ⅰ阶段：恒流调节 1，ASR: 突加U*n→ΔUn =Un*大值 →输出Ui*↑→饱和Uim* 起动过程:n
2，ACR : 按电流给定Uim*升压,调Id=Uim*/β；电机以最大电流升速起动 Ⅱ阶段：恒转速调节
3，n升至超速n>n*→ΔUn<0 →ASR退饱和(I功能,输出↓)→恢复线性调速功能→Ui*↓ →ACR降Id →n↓，经衰减波动调节过程→n=n*,Id=IL。 2.2.3 动态抗扰性能分析
1，n-i双闭环静特性、动态限流、起动快速性、抗网压扰动性能比n单闭环优；而n单闭环抗负载扰动的性能比n-i双闭环优。 2.3 调节器的工程设计方法 2.3.1 工程设计处理：
1， 高频段小惯性群近似为惯性环节；低频段大惯性近似近似为积分环节。 2.3.2 典型系统
1，2阶I型最佳系统动态性能：（1）跟随性好，超调小；（2）抗扰性差，恢复慢；（3）跟随超调越大→抗扰恢复越快。 2，3阶2型最佳系统动态性能：（1）(线性)跟随性差:超调大；（2）抗扰性好:恢复快（3）最大超速Δn=1.62*(R/CeΦ)ΔI*(TΣn/Tm)。
3，退饱和后: 超速Δnm与终速无关;超调σ与终速有关。 2.4 调节器的设计及参数计算： 1，电流调节器的实现：（书本P78及例题2-1）
TR参数：
Kpi?(l) 2Ks?T?i
Ci?Tl/RiRi?KpiR0
2，转速调节器的参数计算 Cfi?4Tfi/R0
记中频宽h??n/T?n
(h?1)?Ce?Tm Rn?KpnR0Kpn?2h?RT?n
Cn??n/Rn
Cfn?4Tfn/R0
（书本P82及例题2-2） 2.5（略）
2.6 压磁配合控制的直流调速系统（如书本P92图2-36）
1，调压回路：n-i双闭环，通过调Un*调速，调磁回路：电压U-磁场F双闭环. 给定Uv*固定，自动实现基速以下恒(满)磁，以上恒(满)压减磁 2，调磁回路--电压U-磁场F双闭环：
（1）电压U环--主(外)环：作用：调压，通过调电机磁场调压，输出Uif*--励磁给定, 饱和值Uifm*对应额定磁场 ---电压环通过调励磁力图 恒定电枢电压为额定
（2）磁场F环—内(辅)环,U环前向通道一环节.作用：调磁，通过调励磁回路电压调磁。 3，系统工作原理： （1）基速以下
调压回路(n-i双闭环)调速→结果Ud
调压回路(n-i双闭环)调速过程 ↑Ud > UN→调磁回路U环: Uv >Uv* →ΔUv<0→AUR↓输出Uif* →F环减磁→ n↑升→ 超速→调压回路↓Ud ?→ 稳态 Ud= UN。 （3）基速以上调速过程：先过压→减磁→超速→降压→稳态恒压；调速过程Ud,n必然波动。 4，系统性能改善：
（1）U环用部分电压反馈可以减小动态波动； （2）F环用?环反馈代替i环反馈可以加快响应；
（3）加调磁回路后,n环应加自适应环节(Φm / Φ) ,以保持动态性能。
第三章（暂略）
第四章 可逆直流调速系统和位置随动系统
4.1、可逆直流调速系统
所谓可逆直流调速系统是指：系统电流、电磁转矩可逆的直流调速系统。 4.1.1PWM电枢可逆直流调速系统（适用于中小功率系统） 4.1.2 有环流控制的可逆晶闸管——电动机系统（V-M系统） 1，两组晶闸管装置反并联可逆线路
（1）V-M系统反并联可逆线路的工作状态（书本P124表4-1）
（2）励磁可逆线路：①优点装置容量小；②缺点励磁绕组的电感大,响应慢反向经0磁，控制复杂。
2，可逆V-M系统中的环流问题
（1）环流: VF,VR同时导通时，不流过负载， 只在VF,VR、电源间流通的短路电流
（2）环流的分类：①静态环流，包括直流环流，脉动环流；②动态环流控制角α变化过程的环流。 （3）配合控制：αf +αr≥180°αf≥βr → α≥β，Uc=0→αf =αr =初相位α0 ≥90 ° Αf和ar为控制角 ，βr为逆变角。
（4）环流的处理：①自然环流系统直流环流用配合控制消除；②脉动环流用电抗抑制。 （5）环流前后，换流前正组逆变;换流后反组整流。
（6）可控环流系统环流控制原则：环流随负载增大减小至消失。
（7）有环流可逆系统特点：过渡平滑、响应快，但环流与电抗器加大系统风险与成本。 4.1.2 无环流可逆V-M系统
1，逻辑无环流可逆系统结构与工作原理（见书本P130图4-11）
（1）VF/VR工作原则：①Id≠0时, 维持原整流器组工作--整流或逆变--无论Ui*(Id要求)为 + 或 – ②切换原则：Id回0时,根据Ui*极性切换；
（2）逻辑无环流系统问题与改进：①增加反组逆变,减小电流冲击；②有准备推β切换: 推β至满足:Uβ=E ,消除推β时间死区。推β用正反馈实现记忆。 2，逻辑无环流系统特点
（1）优点：无环流电抗,系统成本降低;无环流损耗与风险,可靠性提高 （2）缺点：有切换时间死区，影响快速性。 4.2 位置随动系统
4.2.1 位置随动系统的组成（书本P133了解） 4.2.2 位置随动系统与调速系统的比较
1，调速系统---恒值控制，主要问题是抗扰；
2，随动系统---跟踪控制，主要问题是跟随；调速系统是随动系统前向通道的一环节。
4.2.3 位置传感器主要有：电位器、基于电磁感应的位置传感器、光电编码器、磁性编码器 4.2.4 位置随动系统的稳态误差分析 1，跟随性能：（I型、II型系统相比较） 终值误差e(∞)
=(1/K)(d/dt)m+1x(t)|t→+∞
I型系统 II型
输入x(t) m+1 = 1 2 --积分环节 位置 C 终值ep(+∞)= 0 0 均速 Vt ev(+∞)= V/K 0 均加速 at2/2 ea(+∞)= +∞ a/K 直接跟踪终值误差 差 好 但 相裕/稳定性 大/高 小/低 带宽/动态响应 宽/快 窄/慢 4.2.5 位置随动系统的抗扰分析级校正
1，系统的主要扰动来自调速系统内部其消除方法主要有以下两种： （1），开环调速抗扰：f前积分个数m >/= f阶数 ---扰动误差→0/恒值 （2），闭环调速抗扰: 通常调速系统都用闭环,提高抗扰动能力；
①抗扰前馈控制：可主动快速减小扰动偏差,但不能消除偏差，属于粗调。 ②抗扰反馈控制：被动慢速，可消除误差，属于细调。 ③复合控制：复合控制=反馈控制+前馈(给定,抗扰)控制
2，若n环改为加速度a环：可限制起动加速度与制动的减速度,防机械冲击、也可间接限制了电机电流。
目 录
第一章MCL系统挂箱介绍和使用说明.................................. 35 1.1零速封锁器（DZS） ........................................... 35 1.2 FBS（速度变换器） ........................................... 36 1.3 ASR（速度调节器） ........................................... 37 1.4 ACR（电流调节器） ........................................... 37 1.5 MCL—34挂箱 ................................................ 38 1.6 MCL—10挂箱 ................................................ 41 第二章自动控制系统实验............................................ 42 2.1晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 ...................... 42 2.2 晶闸管直流调速系统主要单元调试 .............................. 49 2.3 不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 ........................ 53 2.4双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 .............................. 56 2.4双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 .............................. 57 2.5逻辑无环流可逆直流调速系统 .................................. 61 2.5逻辑无环流可逆直流调速系统 .................................. 62 2.6双闭环可逆直流脉宽调速系统 .................................. 67
第一章MCL系统挂箱介绍和使用说明
1.1零速封锁器（DZS）
零速封锁器的作用是当调速系统处于静车状态，即速度给定电压为零，同时转速也确为零时，封锁调节系统中的所有调节器，以避免静车时各放大器零漂引起可控硅整流电路有输出使电机爬行的不正常现象。原理电路如图1.1所示。
它的总输入输出关系是：
（1）当1端和2端的输入电压的绝对值都小于0.07V左右时，则3端的输出电压应为0V；
（2）当1端和2端的输入电压绝对值或者其中之一或者二者都大于0.2V时，其3端的输出电压应为―15V；
（3）当3端的输出电压已为―15V，后因1端和2端的电压绝对值都小于0.07V，使3端电压由―15V变为0V时，需要有100毫秒的延时。
3端为OV时输入到各调节器反馈网络中的场效应管，使其导通，调节器反馈网络短路而被封锁，3端为―15V时输入到上述场效应管使其夹断，而解除封锁。具体原理如下：