反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析

1、. 1-4 反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析 本節(jié)提要 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)各環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù) 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 設(shè)R、L為常數(shù)、忽略電樞反應(yīng)、不變、GD2（軸上慣量均勻）常數(shù)，直流電機(jī)可以等效為左下圖。 電樞回路傳函 在電流連續(xù)的條件下，直流電動(dòng)機(jī)的電樞回路電壓平衡方程為 其中，Tl=L/R 為電磁時(shí)間常數(shù) 進(jìn)行拉氏變換得 得電壓與電流之間的傳遞函數(shù) 電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)傳函 電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速服從電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式 （電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩） （負(fù)載轉(zhuǎn)矩） 對(duì)上式兩端取拉氏變換得 Tm為機(jī)電時(shí)間常數(shù) 將上面兩環(huán)節(jié)輸入輸出量連接起來。并考慮 即可得到額定勵(lì)磁下他勵(lì)直流電動(dòng)

2、機(jī)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 干擾量的綜合點(diǎn)前移，化簡(jiǎn)得： 直流電動(dòng)機(jī)在電流連續(xù)時(shí)電壓與轉(zhuǎn)速間的傳函（IL=0）： 2、觸發(fā)器和晶閘管整流裝置數(shù)學(xué)模型 穩(wěn)態(tài)：Udo=KsUct 動(dòng)態(tài): 滯后環(huán)節(jié) 晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，在尚未關(guān)斷之前，雖然改變了控制電壓Uct 的值，但整流電壓的瞬時(shí)波形和 角并不能立即跟隨Uct的變化，通常把這個(gè)滯后時(shí)間稱作整流裝置的失控時(shí)間，用Ts來表示。 最大失控時(shí)間為兩個(gè)相鄰自然換相點(diǎn)之間的時(shí)間，即 相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)來說，Ts 是不大的。通?？捎煤?jiǎn)單算術(shù)平均值，即Ts =Tsmax/2 ，Ts不同整流電路 取值不同。 晶閘管觸發(fā)器和整流裝置可以看成是一個(gè)具有純滯后的放大環(huán)節(jié)，其輸入輸出關(guān)系為 應(yīng)用拉氏位移定理，其傳遞函數(shù)為 將按泰勒級(jí)數(shù)展開，則上式變成 由于很小，可忽略高次項(xiàng)，可將晶閘管變流裝置近似成一階慣性環(huán)節(jié)來處理，其傳函為 晶閘管觸發(fā)器和整流裝置動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖為： 3、比例放大器傳函（輸出響應(yīng)可認(rèn)為是瞬時(shí)變化的） （響應(yīng)時(shí)瞬時(shí)的） 4、測(cè)速發(fā)電機(jī)傳函（輸出響應(yīng)可認(rèn)為是瞬時(shí)變化的） 二、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù) 將上述四個(gè)環(huán)節(jié)按系統(tǒng)中的相互關(guān)系連接在一起，便得到單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。 當(dāng)不考慮負(fù)載，即 IL=0 時(shí)，系統(tǒng)開環(huán)傳函為 令I(lǐng)L=0 得閉環(huán)系統(tǒng)傳函為： 其中，K=KpKs/Ce 三、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 系統(tǒng)閉環(huán)傳函特征方程為 穩(wěn)定條件 根