河南理工大學自動控制系統(tǒng)復習提綱知識點總結(jié)要點

1、自動控制系統(tǒng)復習提綱考試范圍：緒論、chi、ch2、ch3、ch6、ch7;題型：問答題、分析作圖題、計算題;緒論1自動控制系統(tǒng)的組成及各環(huán)節(jié)的主要作用；控制對象控制器驅(qū)動結(jié)構(gòu)核心是控制理論2為何要調(diào)速；(1)為了節(jié)電交流不調(diào)速-交流調(diào)速(2)為了減少維護為目的直流調(diào)速-交流調(diào)速(3)大功率場合：直流調(diào)速達不到要求3直流調(diào)速的三種方法及特點；(1)調(diào)節(jié)電樞供電電壓U(2)減弱勵磁磁通(3)改變電樞回路電阻Rchi1調(diào)速性能指標的三個方面；(分為靜態(tài)指標和動態(tài)指標)(1)調(diào)速(2)穩(wěn)速(3)加減速2靜態(tài)調(diào)速指標：調(diào)速范圍、靜差率、額定速降的概念和計算以及三者之間 的關系；調(diào)速范圍：定義為額定負載

2、下最高和最低的轉(zhuǎn)速比口“min直流調(diào)速系統(tǒng)中:轉(zhuǎn)差率：為轉(zhuǎn)差比，反映轉(zhuǎn)速在負載變化時的相對穩(wěn)定度口AZ7S 二nom理想空載轉(zhuǎn)速-額定負載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速3開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的速度降落、調(diào)速范圍及靜差率的計算；額定速降二理想空載轉(zhuǎn)速-額定負載轉(zhuǎn)速 S越小，說明轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度越高。如果電機機械 特性較軟，加額定負載時，轉(zhuǎn)速降落大，則靜差率大，即轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性差。反之，特性硬，s變小。調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關系最大轉(zhuǎn)差率：5 =盟。minRumn + An mmnum最低轉(zhuǎn)速工A/7酰 millsfl調(diào)速范圍：。二a九in-A»=(""nom"

3、;mN同一個調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的特性硬度相同，從而額定速降相同。如 果對靜差率5值要求越小，則系統(tǒng)允許的調(diào)速范圍D也越小。2.開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問題實例：某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機，其額 定數(shù)據(jù)如下:60kW, 220V, 305A, 1000r/min, 采用系統(tǒng)，主電路總電阻A=0J8Q，電動機 電動勢系數(shù)Ce=0,2Vmin/r0如果要求調(diào)速范圍 0 = 20,靜差率好5%,采用開環(huán)調(diào)速能否滿足?若要滿足這個要求，系統(tǒng)的額定速降最多能有多少?解：當電流連續(xù)時，VM系統(tǒng)的額定速降為5 = 305x0.18r.0.2=275r/min開環(huán)系統(tǒng)機械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時的靜差率為$ = =

4、0216 = 21.6% mm n +A/?1000 + 275num nom這已大大超過了5%的要求，更不必談調(diào)到最低速。開環(huán)系統(tǒng)無法滿足上述技術要求。如果要求D = 20, 5 <5%A/7nomnumD(-s)1000x0.0520x(1-0.05)r / min=2.63 r/min4轉(zhuǎn)速單環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖中各部件的作用;5開環(huán)機械特性和閉環(huán)靜特性的區(qū)別和聯(lián)系;6速度單環(huán)系統(tǒng)的靜特性方程;7反饋控制規(guī)律：P調(diào)節(jié)器是有靜差系統(tǒng)，I和PI均為無靜差系統(tǒng);8電流截止負反饋的目的及電路接法、下垂特性；目的：(1)反應主回路電流信號大小的檢測部分(2)比較電壓部分電流截止負反饋環(huán)節(jié)實例利用

5、獨立直流電源作比較電壓 利用穩(wěn)壓管產(chǎn)生比較電壓根據(jù)Id分為兩段:CA硬，A瞰&下垂特性，或挖掘機 特性彳此1堵轉(zhuǎn)電流4翻止電流下垂特性:帶電流截止負反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的岸特性9積分器的電路和特性，比例積分調(diào)節(jié)器的電路及物理意義;L運算放大器虛短:開環(huán)放大系數(shù)很大? 虛斷:輸入電阻很大； 反相輸入端； 差分用士黑，cC |反饋回路 輸入里阻| 11-圖運算放大器 a）原理圖積分器三個特性：（1）延緩性（2）積累性（3）記憶性比例積分調(diào)節(jié)器電路：H=hflT比例積分（叫）調(diào)節(jié)耦堵轉(zhuǎn)電流小于無截流 反饋時的堵轉(zhuǎn)電流， 起到了電流保護的作 用比例部分能迅速響應進行控制，積分部分則最終消除穩(wěn)態(tài)

6、偏差。屬于串聯(lián)校正，使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)無靜差，動態(tài)時保持穩(wěn)定性。10帶PI調(diào)節(jié)器的單環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖（圖 1-34）分析，及負載擾動或電網(wǎng)FLASH無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)示例ch21雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖、電路圖和穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖;VBTUPE©I ?好雙）TA雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)原理圖蟲GIEZl-I I-ACR平打41rLi£|±丁六一VPE電壓u2擾動下的調(diào)節(jié)過程（nidudIL的變化波形），對帶P調(diào)節(jié)器的單環(huán) 調(diào)速系統(tǒng)也有同樣的要求。帶 PI調(diào)節(jié)器的單環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。L系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖圖24b雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 所轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，電流反饋系數(shù)2兩個

7、調(diào)節(jié)器限幅的目的；均采用PI調(diào)節(jié)器（穩(wěn)態(tài)時，電流轉(zhuǎn)速均無靜差）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR: P46實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差電流調(diào)節(jié)器ACR: P46實現(xiàn)電流無靜差2.限幅作用ASRu* ACRq UPE存在兩種狀況： 5調(diào)節(jié)器飽和，或達到限幅值。輸出為恒定值，輸 入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信 號使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器 暫時隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當于使該調(diào) 節(jié)器開路.調(diào)節(jié)器不飽和，未達到限幅值。P1作用使輸入偏 差電壓在穩(wěn)態(tài)時總是零口3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性及穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算;4雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程的分段分析及啟動過程中ASR、ACR的狀態(tài)(是否飽和)和作用；第一階

8、段(0-T1)強迫電流上升階段ASR由不飽和迅速飽和(Un增長慢)。ACR不飽和(Ui增長快)。第二階段(T1-T2)恒流升速階段第三階段(T2-T3)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段ACR的作用：(1)在轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，使電流緊緊跟隨其給定電流變化；(2)起動過程中，限制起動電流，保證在允許最大電流下起動，實現(xiàn)準時間最優(yōu)控制；(3)對于電網(wǎng)電壓的擾動起到及時抗擾作用；(4)當電動機過載，甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流，并獲得理想的下垂特性， 從而起到快速保護作用。ASR的作用：(1)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速n很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用 PI調(diào)節(jié)器，則可實現(xiàn)無靜差。(2)

9、對負載變化起抗擾作用。(3)其輸出限幅值決定電機允許的最大電流。5雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程中的特點；(1)飽和非線性控制(2)準時間最優(yōu)控制(3)轉(zhuǎn)速超調(diào)6雙域控制的概念，如何配合控制；調(diào)壓，調(diào)磁相互配合的控制系統(tǒng)成為雙域控制系統(tǒng)(調(diào)速區(qū)域)基速以下(滿磁下調(diào)壓)：調(diào)壓調(diào)速基速以上(滿壓下調(diào)磁)：弱磁升速7調(diào)節(jié)器鎖零作用消除靜差，改善系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)ch31可逆的概念；能夠改變電動機轉(zhuǎn)矩方向的系統(tǒng)叫做可逆調(diào)速系統(tǒng)2可逆的方式；改變電樞電流Id的方向改變電機勵磁磁通 的方向3環(huán)流的概念和種類及控制方法；不流過負載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流。有環(huán)流網(wǎng)路中環(huán)流的種類、成因及抑制方法直流平均環(huán)流

10、環(huán)路上直流平均電壓差0靜態(tài)環(huán)流-環(huán)流-抑制:采用*0工作制瞬時膿動環(huán)流環(huán)路上有瞬時電壓差抑制：增設環(huán)流電抗器動態(tài)環(huán)流環(huán)路上的瞬時電壓差出現(xiàn)正平波多于負半波抑制.增設環(huán)流電抗器、采用口0工作制4 a=江作制的實現(xiàn)方法；在儀工作制下，不會產(chǎn)生直流環(huán)流5電樞可逆有環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖及其特點;«= /配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)主回路采用兩組VT整流裝置、環(huán)流電抗器、平波電抗器?？刂苹芈凡捎胣、i雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)：ASR、ACR設置雙向輸出限幅；GTR前加反向器滿足口=要求* 一 一一 一、 .給定Un有正負極性，滿足可逆運行需要。轉(zhuǎn)速量和電流量的檢測，既能反映大小，也能反映方向。轉(zhuǎn)速量的檢

11、測：測速發(fā)電機；電流量的檢測：具有霍爾元件的霍爾電流變換器6該系統(tǒng)的制動過程的主要階段，以及各階段中兩個調(diào)節(jié)器的作用和兩個變流電 路的狀態(tài)；主要階段：I本組逆變階段II它組制動階段I:本組逆變：Ld釋能，Id快速降為0;n來不及變化。ASR、ACR均飽和。II:它組建流：它組整流，反向建流到最大，反接制動，n下降。ACR退飽III :它組逆變：主階段，回饋制動，恒流最大轉(zhuǎn)矩制動，n快速下降。IV:反向減流：ASR退飽，Ld釋能。7邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的原理圖和特點，DLC的結(jié)構(gòu)及作用特點：1主回路-兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路，不設置環(huán)流電抗器（因為沒有環(huán)流）保留平波電抗 器2控制線路-轉(zhuǎn)速

12、，電流雙閉環(huán)系統(tǒng)3設置了無環(huán)流邏輯控制器 DLCDLC作用按照系統(tǒng)工作狀態(tài)，指揮系統(tǒng)進行自動切換， 或者允許正組發(fā)出觸發(fā)脈沖而封鎖反組或者允 許兩組發(fā)出觸發(fā)脈沖而封鎖正組 （說白了就是：不讓兩組晶閘管同時開放， 確保主電路沒有 產(chǎn)生環(huán)流的可能）ch6由電機學已知，感應電動機的轉(zhuǎn)速可表示為二及0 （1 s） = W （1-5）式中：價一同步轉(zhuǎn)速,單位為r/min； 于 一定子頻率，單位為Hz； %一磁極對數(shù)；s T專差率。1交流調(diào)速的基本類型；變極調(diào)速：籠型異步機調(diào)壓（定子電壓）'卡任，調(diào)轉(zhuǎn)子電阻：繞線式、電磁轉(zhuǎn)差離合器 變轉(zhuǎn)差率倜速4串級調(diào)速（轉(zhuǎn)差電壓）：繞線式 變頻調(diào)速：繞線式，籠型

13、2轉(zhuǎn)差功率的概念；從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率 Pm可分成兩部分：一部分是拖動負載的有效功率， 稱作機械功率；另一部分是傳輸并消耗在轉(zhuǎn)子電路中的轉(zhuǎn)差功率Ps（說白了 ： 轉(zhuǎn)差功率 Ps=sPm3交流調(diào)速系統(tǒng)的分類;轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng) 回饋型 不變型4變頻調(diào)速的基本要求：在頻率變化時候仍能保持磁通恒定(實現(xiàn)恒勵磁通變頻調(diào)速)m =4.44NskNsEgflEgfi式中4一氣隙磁通在定子每相中感應電動勢的 有效值(v)；K 定子頻率(Hz)； 一定子每相締組串聯(lián)變數(shù)；限一基波境組系數(shù)：練一每極氣障磁通展(Wb).控制好Eg和fi ,便可達到控制磁通9m的目的5基頻以下和基頻以上;基頻以下調(diào)速人=4

14、.44NJg由上式可知,要保持久不變，當頻率 6從額定值向下調(diào)節(jié)時,必須同時降低 /，使£&二常值工即采用恒電動勢頻率比的控制方式.基頻以上調(diào)速E e穌=4.44牝鼠才二«?在基頻以上調(diào)速時，頻率應該從f> 向上升高，但定子電壓幼卻不可能超過 額定電壓3內(nèi)，最多只能保持u產(chǎn)Sn , 這將迫使磁通與頻率成反比地降低，相當于直流電機弱磁升速的情況O6異步電機的等效電路;7變頻器的任務及不同分類方法;任務：VVVF是把頻率和電壓恒定的電網(wǎng)電壓變成頻率和電壓可調(diào)的交流電，簡寫為 分類： 間接變頻 直接變頻8包壓頻比控制的機械特性及特點；在恒壓頻比的條件下從基頻向下改變

15、頻率，時，機械特性基本上是平行不移，仍為船頭形9恒氣隙磁通控制（何Eg/w1）的機械特性及特點;10恒轉(zhuǎn)子磁通控制（何Er/w1）的機械特性及特點;11基頻以上變頻調(diào)速時的機械特性；當角頻率提高時，同步轉(zhuǎn)速隨之提高，最大轉(zhuǎn)矩減小，機械特性上移，而形狀基本不變，機械特性變軟12轉(zhuǎn)差頻率控制的概念和兩個前提條件；控制轉(zhuǎn)差頻率就代表控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制基本概念 前提： 13通用變頻器的工作原理及圖中主要環(huán)節(jié)的作用二、通用變頻器-異步電動機調(diào)速系統(tǒng)微型計算機PWM發(fā)生器泵升溫度電流檢測檢測ch71交流異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的機械特性及特點，針對恒轉(zhuǎn)矩負載和風機 類負載分析其穩(wěn)態(tài)工作點和調(diào)速范圍；轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。空載轉(zhuǎn)速點；三類工作點：穩(wěn)定、臨界和不穩(wěn)定。負載特性：T=Cna調(diào)速氾圍：D=n max/nmin負載特性：T=Cna行-1 : 恒功率負載而0:恒力矩負載=2:風機水泵負載結(jié)論1 ）改變定子電壓Ui可以在額定轉(zhuǎn)速ne之下平滑調(diào)速；2 ）恒力矩負載下的調(diào)壓調(diào)速采用力矩電機較合理；3 ）調(diào)壓調(diào)速比較適合用于風機水泵類負載；4 ）要提高調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能，必須使用閉環(huán)調(diào)節(jié)技術；2電氣審級調(diào)速系統(tǒng)的思想；3異步電動機電氣用級調(diào)速系統(tǒng)的原理圖及調(diào)速原理分析;0 00X否西汗J平如-frg話A K1.&1