電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法

1、電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的 工程設(shè)計(jì)方法 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)能 穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速工作的 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)技術(shù) 關(guān) 鍵 德國(guó)西門子公司提出的 “調(diào)節(jié)器最佳整定法” 方 法 模最 佳 對(duì)稱 最佳 設(shè)計(jì)思路 分析和歸 類系統(tǒng) 合理近似 簡(jiǎn)化 典型系統(tǒng) 典型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)形式及頻率特性 典型二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)及與參數(shù)間關(guān)系 典型三階系統(tǒng)的性能指標(biāo)及與參數(shù)間關(guān)系 非典型系統(tǒng)的典型化處理方法 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中濾波器的作用和選擇電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中濾波器的作用和選擇 1、控制系統(tǒng)任務(wù) 對(duì)系統(tǒng)信號(hào)采集、傳送、處理產(chǎn)生 控制作用 使受控對(duì)象被控量 按照預(yù)定規(guī)律變化 2、控制系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容 控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性 3、

2、研究方法 建立動(dòng)態(tài)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并分 析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 a）描述連續(xù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的基本方程 微分方程 B）線性定常系統(tǒng)采用的 傳遞函數(shù)定義 線性定常微分方程系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 的定義： B） 系統(tǒng) 建立系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基本步驟 如下： （1）根據(jù)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的物理規(guī)律， 列出描述該環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)過(guò)程的微分方程； （2）求出各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)； （3）組成系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖并求出系 統(tǒng)的傳遞函數(shù)。 E t I LRIU d d d dd0 假定主電路電 流連續(xù)，則動(dòng)態(tài) 電壓方程為 電路方程電路方程 TL + - M Ud0 + - E R L ne id M 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)等效電路 (4-1) 如果忽略粘性磨擦

3、及彈性轉(zhuǎn)矩，電機(jī) 軸上的動(dòng)力學(xué)方程為 t nGD TT d d 375 2 Le 額定勵(lì)磁下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩分別為 dme ICT nCE e (4-2) (4-3) (4-4) 式中： TL 包括電機(jī)空載轉(zhuǎn)矩在內(nèi)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 (Nm)； GD2 電力拖動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的 飛輪慣量(Nm2)； Cm 電機(jī)額定勵(lì)磁下的轉(zhuǎn)矩系(Nm/A)， Tl 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)(s)， Tm電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)(s) ， R L T l me 2 m 375CC RGD T 定義下列時(shí)間常數(shù) 代入式（4-1）和（4-2）,并考慮式（4-3） 和（4-4），整理后得 ) d d ( d d0d t

4、 I TIREU l t E R T II d d m dLd m L dL C T I (4-5) (4-6) 式中 為負(fù)載電流。 在零初始條件下，取等式兩側(cè)的拉氏變換， 得電壓與電流間的傳遞函數(shù) 1 1 )()( )( 0d d sT R sEsU sI l 電流與電動(dòng)勢(shì)間的傳遞函數(shù) sT R sIsI sE mdLd )()( )( (4-7) (4-8) n(s) 1/Ce Ud0(s) IdL (s) E Id (s) Un + + - - 1/R Tl s+1 R Tms 直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)框圖 由圖可以看出，直流電動(dòng)機(jī)有兩個(gè) 輸入量，一個(gè)是施加在電樞上的理想空載 電壓，另一個(gè)

5、是負(fù)載電流。前者是控制輸 入量，后者是擾動(dòng)輸入量。 電力電子器件的傳遞函數(shù) 構(gòu)成系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)是電力電子變換 器和直流電動(dòng)機(jī)。不同電力電子變換器 的傳遞函數(shù)，它們的表達(dá)式是相同的， 都是 1 )( s s s sT K sW 只是在不同場(chǎng)合下，參數(shù)Ks和Ts的數(shù)值不 同而已。 在現(xiàn)代電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中除電機(jī)外， 系統(tǒng)中的元器件都是由慣性很小的電 力電子器件，集成電路等組成。故 ；再運(yùn) 用運(yùn)算放大器（或數(shù)字式微處理器） 構(gòu)成比例，積分，微分等控制規(guī)律的 調(diào)節(jié)器。把實(shí)際系統(tǒng)校正為 。 一般來(lái)說(shuō)，直流電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的開(kāi) 環(huán)傳遞函數(shù)都可表示為 n 1 1 )1( )1( )( i i r m j j s

6、Ts sK sW )(sW 上式中，分母中的 sr 項(xiàng)表示該系統(tǒng)在原 點(diǎn)處有 r 重極點(diǎn)，或者說(shuō)，系統(tǒng)含有 r 個(gè) 積分環(huán)節(jié)。根據(jù) r=0，1，2，等不同數(shù) 值，分別稱作0型、I型、型、系統(tǒng)。 )(sR ) 1(Tss K )(sC ) 1( )( Tss K sW 結(jié)構(gòu)圖與傳遞函數(shù) 式中 T 系統(tǒng)的慣性時(shí)間常數(shù)； K 系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益。 一個(gè)慣性和 一個(gè)積分 開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性 dB/dec dB/dec 性能特性 典型的I型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其對(duì)數(shù)幅頻特 性的中頻段以 20 dB/dec 的斜率穿越 0dB 線，只要參數(shù)的選擇能保證足夠的中頻帶 寬度，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的，且有足夠的 穩(wěn)定裕量，即選

7、擇參數(shù)滿足 T 1 c 或 1 c T 于是，相角穩(wěn)定裕度 45arctg90arctg90180 cc TT 典型I型系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下式所示: 它包含兩個(gè)參數(shù)：開(kāi)環(huán)增益 K 和時(shí)間常 數(shù) T 。其中，時(shí)間常數(shù) T 在實(shí)際系統(tǒng)中往 往是控制對(duì)象本身固有的，能夠由調(diào)節(jié)器 改變的只有開(kāi)環(huán)增益 K ，也就是說(shuō)，K 是 唯一的待定參數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)，需要按照性能 指標(biāo)選擇參數(shù) K 的大小。 ) 1( )( Tss K sW 下圖繪出了在不同 K 值時(shí)典型 I 型系統(tǒng)的開(kāi) 環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性，箭頭表示K值增大時(shí)特性變 化的方向。 當(dāng)c 1 / T時(shí)，特性以20dB/dec斜率穿 越零分貝線，系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定

8、性。由圖 中的特性可知 cc lg20) 1lg(lg20lg20K 所以 K = c （當(dāng) c 時(shí)） T 1 上式表明，截止頻率 ，但相角穩(wěn)定 裕度 = 90 arctgcT 越小，這也 說(shuō)明快速性與穩(wěn)定性之間的矛盾。在 具體選擇參數(shù) K時(shí)，須在二者之間取 折衷。 下面將用數(shù)字定量地表示 K 值與各 項(xiàng)性能指標(biāo)之間的關(guān)系。 （1 1）穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)跟隨性能指標(biāo)跟隨性能指標(biāo)：系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟隨性 能指標(biāo)可用不同輸入信號(hào)作用下的 來(lái)表示。 I型系統(tǒng)在不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 輸入信號(hào)階躍輸入斜坡輸入加速度輸入 穩(wěn)態(tài)誤差 v0 / K 由表可見(jiàn)： ； q但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且 與 K 值成反

9、比； q在加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差為 。 （2）跟隨性能指標(biāo) 閉環(huán)傳遞函數(shù)：典型 I 型系統(tǒng)是一種二階 系統(tǒng)，其閉環(huán)傳遞函數(shù)的 2 nn 2 2 n cl 2)( )( )( sssR sC sW 式中 n 無(wú)阻尼時(shí)的自然振蕩角頻率，或 稱固有角頻率； 阻尼比，或稱衰減系數(shù)。 從典型 I 型系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)形式可以求出 T k s T s T k sw sw sW cl 1 )(1 )( )( 2 T K n KT 1 2 1 T2 1 n 換算得: 且有: 二階系統(tǒng)的性質(zhì) l當(dāng) 1 時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)是欠阻尼的振 蕩特性， l當(dāng) 1 時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)是過(guò)阻尼的單調(diào)特性； l當(dāng) = 1 時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)是臨

10、界阻尼。 由于過(guò)阻尼特性動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，所以一般常 把 由于在典型 I 系統(tǒng)中 KT 0.5。因此在典型 I 型系統(tǒng)中應(yīng)取 下面列出欠阻尼二階系統(tǒng)在零初始條件下 的階躍響應(yīng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)計(jì)算公式 15 . 0 %100e )1/( 2 )arccos( 1 2 2 r T t 2 n p 1 t 超調(diào)量 上升時(shí)間 峰值時(shí)間 調(diào)節(jié)時(shí)間ts與 的關(guān)系復(fù)雜,則近似計(jì)算式: n s 3 t 參數(shù)關(guān)系KT0.250.39 0.50.69 1.0 阻尼比 超調(diào)量 上升時(shí)間 tr 峰值時(shí)間 tp 相角穩(wěn)定裕度 截止頻率c 1.0 0 % 76.3 0.243/T 0.8 1.5% 6.6T 8.3T 69.9 0.

11、367/T 0.707 4.3 % 4.7T 6.2T 65.5 0.455/T 0.6 9.5 % 3.3T 4.7T 59.2 0.596/T 0.5 16.3 % 2.4T 3.2T 51.8 0.786/T P476圖17-9-1是二階最佳 下圖a)是在擾動(dòng) F 作用下的典型 I 型系統(tǒng)， 其中，W1(s)是擾動(dòng)作用點(diǎn)前面部分的傳遞 函數(shù)，后面部分是W2(s) ，于是 )1( )()()( 21 Tss K sWsWsW 只討論抗擾性能時(shí)，令輸入作用 R = 0，得 到下圖b)的等效結(jié)構(gòu)圖。 0)(sR )( 2 sW )( 1 sW )(sF )()(sCsC )(sN )( 1 1

12、 sW )( 2 sW )(sC 典型I型系統(tǒng) )a )b 在單位階躍擾動(dòng)作用下 擾動(dòng)恢復(fù)時(shí)間 tT t v tT tT 是擾動(dòng)點(diǎn)前后通道時(shí)間常數(shù)之比 當(dāng)控制對(duì)象的兩個(gè)時(shí)間常數(shù)相距 較大時(shí)，動(dòng)態(tài)降落減小， 。（見(jiàn)p479數(shù)據(jù)），當(dāng)擾動(dòng)作用 于控制對(duì)象的輸入端時(shí)，恢復(fù)時(shí)間也增大 II 結(jié)構(gòu)圖和傳遞函數(shù) )(sR)(sC ) 1( ) 1( 2 Tss sK ) 1( ) 1( )( 2 Tss sK sW 開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性 O dB/dec dB/dec dB/dec 性能特性 典型的II型系統(tǒng)也是以 20dB/dec 的斜 率穿越零分貝線。由于分母中 s2 項(xiàng)對(duì)應(yīng)的 相頻特性是 180，后面還

13、有一個(gè)慣性環(huán) 節(jié)，在分子添上一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)（s +1），是為了把相頻特性抬到 180線以 上，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定，即應(yīng)選擇參數(shù)滿足 T 11 c T 且 比 T 大得越多，系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度越大。 或 （1 1）跟隨性能指標(biāo)跟隨性能指標(biāo) 型系統(tǒng)在不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài) 誤差列于下表中 II型系統(tǒng)在不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 輸入信號(hào)階躍輸入斜坡輸入加速度輸入 穩(wěn)態(tài)誤差 00 Ka / 0 （2）跟隨性能指標(biāo) 典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo) （按Mrmin準(zhǔn)則確定關(guān)系時(shí)） a 3 4 56 7 8 9 10 tr / T ts / T k 52.6% 2.4 12.15 3 43.6% 2.6

14、5 11.65 2 37.6% 2.85 9.55 2 33.2% 3.0 10.45 1 29.8% 3.1 11.30 1 27.2% 3.2 12.25 1 25.0% 3.3 13.25 1 23.3% 3.35 14.20 1 由表可知： v加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差與開(kāi)環(huán)增益K成 反比。 德國(guó)西門子公司提出“對(duì)稱最佳” 方法， ttTaT4 tx i tx i p Tk T Tbk T k 2 可得 1488 1 )( 23 3 2 tttSTTSTS sk dB/L 1 1 T 1 2 a Klg20 / s-1 c =1 20dB/dec 40dB/dec 40dB/dec 中頻寬度

15、 三階最佳系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性和中頻寬 b （1 1）跟隨性能指標(biāo)跟隨性能指標(biāo) 系統(tǒng)在不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn) 態(tài)誤差列于下表中 系統(tǒng)在不同輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 輸入信號(hào)階躍輸入斜坡輸入加速度輸入 穩(wěn)態(tài)誤差 04TtK Ka / 0 與K成 正比 由表可知： v但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且 與 K 值和時(shí)間常數(shù)Tt的乘積成正比； v加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差與開(kāi)環(huán)增益K成 反比。 （2）跟隨性能指標(biāo) 上升時(shí)間 tr tr=7.6Tt 峰值時(shí)間 ts ts =16.4Tt 超調(diào)量 =8.1% 抗擾系統(tǒng)結(jié)構(gòu) + )(sC 0 - s sK dl dlp ) 1( sTi 1 )(sF )( 1

16、 sW)( 2 sW 三階最佳系統(tǒng)在一種擾動(dòng)作用下的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 在單位階躍擾動(dòng)作用下的過(guò) 度過(guò)程見(jiàn)p482中圖17-9-9 擾動(dòng)恢復(fù)時(shí)間 比較分析的結(jié)果可以看出，典型I型系統(tǒng) 和典型型系統(tǒng)除了在穩(wěn)態(tài)誤差上的區(qū)別 以外，在動(dòng)態(tài)性能中， 典型典型 I I 型系統(tǒng)在跟隨性能上可以做到超調(diào)型系統(tǒng)在跟隨性能上可以做到超調(diào) 小，但抗擾性能稍差，小，但抗擾性能稍差， 典型典型型系統(tǒng)的超調(diào)量相對(duì)較大，抗擾性型系統(tǒng)的超調(diào)量相對(duì)較大，抗擾性 能卻比較好能卻比較好。 非典型系統(tǒng)的典型化處理非典型系統(tǒng)的典型化處理 1. 1. 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 基本思路: 將控制對(duì)象校正成為典型系統(tǒng)。 控制對(duì)象 調(diào)節(jié)

17、器 輸入 輸出 系統(tǒng)校正 典型系統(tǒng) 輸入 輸出 選擇規(guī)律 根據(jù)控制系統(tǒng)要求確定校正成那類典型，確定 類型后，選擇調(diào)節(jié)器方法就是把控制對(duì)象與調(diào)節(jié) 器相乘，匹配成典型系統(tǒng)，如果配不成，則可以 先對(duì)控制對(duì)象的傳遞函數(shù)做近似處理，再進(jìn)行校 正。 例如：某控制對(duì)象是雙慣性型，其傳遞函數(shù)如下式 若要校正成典型I型，調(diào)節(jié)器必須具有一個(gè)積分 環(huán)節(jié)，并含一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)，因此選擇PI調(diào)節(jié) 器，其傳遞函數(shù)如下式 )1)(1( )( 21 2 sTsT K sWC T1 T2 11 T 1 2 kK K pi )1)(1( )1( )()( 21 1 1 2 sTsTs sKK WsWsWCpi pi 校正后系統(tǒng)開(kāi)

18、環(huán)傳遞函數(shù)是 取 11 T 并且則有 )1( )( 2 sTs K sW 為典型I型 s sK sWpi 1 1 )1( )( pi )1)(1( )( 21 2 sTsT K sW + - K2 Id (s) + - K2 (T1s+1)(T2s+1) c (s)r (s) s sK 1 1 )1( pi PI調(diào)節(jié)器 控制對(duì)象 用PI調(diào)節(jié)器把雙慣性型控制對(duì)象校正成 典型型系統(tǒng) 例如：某控制對(duì)象是積分雙慣性型，其傳遞函 數(shù)如下式 若要校正成典型型，調(diào)節(jié)器必須具有一個(gè) 積分環(huán)節(jié)，并含兩個(gè)比例微分環(huán)節(jié)，因此選擇 PID調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)如下式 )1)(1( )( 21 2 sTsTS K sWC

19、T1T2 s ss sWpiD ) 1)(1( )( 2 1 2k K 取 則有 校正后系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)是 11 T 我們將幾種校正成典型I型系統(tǒng)和典型II型 系統(tǒng)的控制對(duì)象和相應(yīng)的調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)列于 表 3-1和表3-2中，表中還給出了參數(shù)配合關(guān)系。 為典型型 )1( )1( )( 2 2 2 sTs sK sW )1( )1( )()( 2 2 2 2 sTs s K WsWsWCpid 表3-1校正成典型I型系統(tǒng)的幾種調(diào)節(jié)器選擇 控制 對(duì)象 調(diào)節(jié) 器 參數(shù) 配合 ) 1)(1( 21 2 sTsT K T1、T2 T3 1 2 Ts K ) 1( 2 Tss K ) 1)(1)(1( 3

20、21 2 sTsTsT K 321 ,TTT s sK 1 1pi ) 1( s Ki p K s s ) 1)(1( 21 s sK 1 1pi ) 1( 11 T 2211 ,TT 32 11 , TTT T T1 T2 ) 1)(1)(1( 321 2 sTsTsT K 表3-2 校正成典型II型系統(tǒng)的幾種調(diào)節(jié)器選擇 控制 對(duì)象 調(diào)節(jié) 器 參數(shù) 配合 ) 1( 2 Tss K 21 21 2 ) 1)(1( TT sTsT K 相近 21 21 2 , ) 1)(1( TT sTsTs K 都很小 21 21 2 , ) 1)(1( TT sTsTs K 321 321 2 ) 1)(1

21、)(1( TTT sTsTsT K 、 認(rèn)為： s sK 1 1pi ) 1( s sK 1 1pi 1 ha 1 認(rèn)為： 21 aT sTsT 11 1 1 1 ）（或 ）（或 122 211 TaT aTaT )( 211 TTa )( 321 TTa sTsT 11 1 1 1 s sK 1 1pi 1 s sK 1 1pi 1 2. 傳遞函數(shù)近似處理 （1）高頻段小慣性環(huán)節(jié)的近似處理 實(shí)際系統(tǒng)中往往有若干個(gè)小時(shí)間常數(shù)的慣 性環(huán)節(jié)，這些小時(shí)間常數(shù)所對(duì)應(yīng)的頻率都 處于頻率特性的高頻段，形成一組小慣性 群。例如，系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 ) 1)(1)(1( ) 1( )( 321 sTsTsT

22、s sK sW 小慣性環(huán)節(jié)可以合并 當(dāng)系統(tǒng)有一組小慣性群時(shí)，在一定的條件 下，可以將它們近似地看成是一個(gè)小慣性 環(huán)節(jié)， 1)( 1 )1)(1( 1 3232 sTTsTsT 32 c 3 1 TT 例如： 近似條件 如：P483頁(yè)17.9.3 （2）高階系統(tǒng)的降階近似處理 上述小慣性群的近似處理實(shí)際上是高階 系統(tǒng)降階處理的一種特例，它把多階小 慣性環(huán)節(jié)降為一階小慣性環(huán)節(jié)。下面討 論更一般的情況，即如何能忽略特征方 程的高次項(xiàng)。以三階系統(tǒng)為例，設(shè) 其中，a，b，c 都是正系數(shù)，且bc a， 即系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 1 )( 23 csbsas K sW 降階處理 若能忽略高次項(xiàng)，可得近似的一階系統(tǒng)的

23、 傳遞函數(shù)為 近似條件 1 )( cs K sW ), 1 min( 3 1 c a c b （3）低頻段大慣性環(huán)節(jié)的近似處理 表2-9中已經(jīng)指出，當(dāng)系統(tǒng)中存在一個(gè)時(shí) 間常數(shù)特別大的慣性環(huán)節(jié)時(shí)，可以近似地 將它看成是積分環(huán)節(jié)，即 1 1 TsTs 1 近似條件 T 3 c ) 1( ) 1( )( 2 2 1 b sTsT sK sW ) 1)(1( ) 1( )( 21 a sTsTs sK sW 例如：如：P486頁(yè)17.9.4（2） 對(duì)頻率特性的影響 低頻時(shí)把特性a 近似地看成特性b 低頻段大慣性環(huán)節(jié)近似處理對(duì)頻率特性的影響 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中濾波器的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中濾波器的 作用和選

24、擇作用和選擇 1、反饋控制規(guī)律控制規(guī)律 轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種基 本的反饋控制系統(tǒng)，它具有以下三個(gè) 基本特征，也就是反饋控制的基本規(guī) 律，各種不另加其他調(diào)節(jié)器的基本反 饋控制系統(tǒng)都服從于這些規(guī)律。 從靜特性分析中可以看出，由于采用了比例放 大器，閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)K值越大，系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)性能越好。然而，Kp =常數(shù)，穩(wěn)態(tài)速差就只能 減小，卻不可能消除。因?yàn)殚]環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為 只有 K = ，才能使 ncl = 0，而這是不可能 的。因此，這樣的調(diào)速系統(tǒng)叫做有靜差調(diào)速系統(tǒng)。 實(shí)際上，這種系統(tǒng)正是依靠被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制 的。 )(KIC RI n e d cl 反饋控制系統(tǒng)具有良好的抗擾

25、性能， 它能有效地抑制一切被負(fù)反饋環(huán)所包 圍的前向通道上的擾動(dòng)作用，但對(duì)給 定作用的變化則唯命是從。 擾動(dòng)除給定信號(hào)外，作用在控制系 統(tǒng)各環(huán)節(jié)上的一切會(huì)引起輸出量變化 的因素都叫做“擾動(dòng)作用”。 v負(fù)載變化的擾動(dòng)（使Id變化） v交流電源電壓波動(dòng)的擾動(dòng)（使Ks變化） v電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁的變化的擾動(dòng)（造成Ce 變化 ） v放大器輸出電壓漂移的擾動(dòng)（使Kp變化） v溫升引起主電路電阻增大的擾動(dòng)（使R變化） v檢測(cè)誤差的擾動(dòng)（使變化） 。 v 在下圖中，各種擾動(dòng)作用都在穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖上表示 出來(lái)了，所有這些因素最終都要影響到轉(zhuǎn)速。 n 調(diào)速系統(tǒng)的擾動(dòng)源 n 擾動(dòng)作用與影響 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的給定作用和擾動(dòng)作用

26、勵(lì)磁變化勵(lì)磁變化 Id變化變化 電源波動(dòng)電源波動(dòng) Kp變化變化 電阻變化電阻變化 檢測(cè)誤差檢測(cè)誤差 KpKs 1/Ce U*nUcUn E n Ud0 Un + + - - R n 抗擾能力 反饋控制系統(tǒng)對(duì)被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾 動(dòng)都有抑制功能。 v例如：Us Ud0 n Un Un n Ud0 Uc 但是，如果在反饋通道上的測(cè)速反饋系數(shù) 受到某種影響而發(fā)生變化，它非但不能得 到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會(huì)增大被調(diào) 量的誤差。 例如： Un Un Uc Ud0 n 1.3 給定作用 與眾不同的是，在反饋環(huán)外的給定作用，如 上圖中的轉(zhuǎn)速給定信號(hào)，它的些微變化都會(huì)使被 調(diào)量隨之變化，絲毫不受反饋?zhàn)饔玫囊种啤?從反饋控制規(guī)律可知反饋控制能夠有效 地抑制一切