運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課件第4章第4-5節(jié)

1、4.4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的弱磁控制為什么要進(jìn)行弱 磁控制？變壓與弱磁配合控制 圖4-32弱磁與調(diào)壓配合控制特性4.4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的弱磁控制為什么要進(jìn)行弱 磁控制把調(diào)壓與弱磁的給定裝置統(tǒng)一成一個(gè)電位器，弱磁升速靠系統(tǒng)內(nèi)部的信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行。在基速以下，應(yīng)該在滿磁的條件下調(diào)節(jié)電壓，在基速以上，應(yīng)該在額定電壓下調(diào)節(jié)勵(lì)磁，因此存在恒轉(zhuǎn)矩的變壓調(diào)速和恒功率的弱磁調(diào)速兩個(gè)不同的區(qū)段。選擇一種合適的控制方法，可以在這兩個(gè)區(qū)段中交替工作，也能從一個(gè)區(qū)段平滑地過(guò)渡到另一個(gè)區(qū)段中去，把調(diào)壓與弱磁的給定裝置統(tǒng)一成一個(gè)電位器，弱磁升速靠系統(tǒng)內(nèi)部的勵(lì)磁電流的閉環(huán)控制圖4-33 帶有勵(lì)磁電流閉環(huán)的弱磁與調(diào)壓配合控制

2、直流調(diào)速系統(tǒng)AFR勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器 UPEF勵(lì)磁電力電子變換器TAF勵(lì)磁電流互感器勵(lì)磁電流的閉環(huán)控制勵(lì)磁控制系統(tǒng) 在原先轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用勵(lì)磁電流閉環(huán)控制弱磁程度。當(dāng)轉(zhuǎn)速升到額定轉(zhuǎn)速 以上時(shí)，將根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變的原則，逐步減小勵(lì)磁電流給定 ，在勵(lì)磁電流閉環(huán)控制作用下，勵(lì)磁電流 ，氣隙磁通 小于額定磁通 ，電動(dòng)機(jī)工作在弱磁狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)基速以上的調(diào)速。勵(lì)磁控制系統(tǒng) 在原先轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用勵(lì)磁電弱磁控制時(shí)的直流電動(dòng)機(jī)模型-非線性：參數(shù) 和 都不能再看作常數(shù)，圖4-34弱磁過(guò)程直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖弱磁控制時(shí)的直流電動(dòng)機(jī)模型-非線性：參數(shù) 和 都不能再4.5 轉(zhuǎn)速、電流

3、反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真采用了轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者要選擇ASR和ACR兩個(gè)調(diào)節(jié)器的PI參數(shù)，有效的方法是使用調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法。為了使調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，可用Matlab仿真軟件構(gòu)建雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真平臺(tái)，觀測(cè)轉(zhuǎn)速和電流的仿真波形，檢查系統(tǒng)控制性能，并對(duì)參數(shù)作進(jìn)一步細(xì)調(diào)。學(xué)習(xí)在Matlab/SIMULINK仿真平臺(tái)下雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真分析方法4.5 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真采用了轉(zhuǎn)速、1.1電流環(huán)的仿真圖4-35電流環(huán)的仿真模型暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化的動(dòng)態(tài)影響 1.1電流環(huán)的仿真圖4-35電流環(huán)的仿真模型暫不考慮反電電流環(huán)仿真:暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化

4、的動(dòng)態(tài)影響，在電流環(huán)仿真調(diào)試時(shí)，電機(jī)拖動(dòng)反抗性負(fù)載，工作在額定負(fù)載狀態(tài)，電樞電流給定很小，這樣電機(jī)不能起動(dòng)，避免了轉(zhuǎn)速環(huán)對(duì)電流環(huán)的影響。電流環(huán)均無(wú)靜差。電流環(huán)仿真:暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化的動(dòng)態(tài)影響，在電流環(huán)仿真調(diào)試圖4-36 Saturation模塊對(duì)話框飽和非線性模塊(Saturation)，來(lái)自于Discontinuities組 飽和上界 , 改為4。飽和下界 , 改為-4。圖4-36 Saturation模塊對(duì)話框飽和非線性模塊(圖4-37 電流環(huán)的仿真結(jié)果 參考例題4-1設(shè)計(jì)電樞電壓快速增加后下降，維持恒定。圖4-37 電流環(huán)的仿真結(jié)果 參考例題4-1設(shè)計(jì)電樞電壓快圖4-38無(wú)超調(diào)的仿真

5、結(jié)果PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 電樞電流沒(méi)有超調(diào)。圖4-38無(wú)超調(diào)的仿真結(jié)果PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 電樞電流圖4-39 超調(diào)量較大的仿真結(jié)果 PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 電樞電流超調(diào)量大。圖4-39 超調(diào)量較大的仿真結(jié)果 PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為電流環(huán)校正成典型型系統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為圖4-40電流環(huán)校正成典型型系統(tǒng)電流環(huán)校正成典型型系統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為圖4-40電2轉(zhuǎn)速環(huán)的系統(tǒng)仿真圖4-41 轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真模型2轉(zhuǎn)速環(huán)的系統(tǒng)仿真圖4-41 轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真模型圖4-42聚合模塊對(duì)話框從Signal Routing組中選用了Mux模塊來(lái)把幾個(gè)輸入聚合成一個(gè)向量輸出給Scope 輸入量的個(gè)數(shù)設(shè)置為2圖4-42聚合模塊對(duì)話框從Signal Routing組中圖4-43轉(zhuǎn)速環(huán)空載起動(dòng)波形圖ASR調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為 雙擊階躍輸入模塊把階躍值設(shè)置為10 圖4-43轉(zhuǎn)速環(huán)空載起動(dòng)波形圖ASR調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為 雙擊圖3-35轉(zhuǎn)速環(huán)滿載高速起動(dòng)波形圖把負(fù)載電流設(shè)置為52.5，滿載起動(dòng)， 圖3-35轉(zhuǎn)速環(huán)滿載高速起動(dòng)波形圖把負(fù)載電流設(shè)置為52.5圖4-45 轉(zhuǎn)速環(huán)的抗擾波形圖轉(zhuǎn)速環(huán)抗擾過(guò)程進(jìn)行仿真，它是在負(fù)載電流IdL(s)的輸入端加上負(fù)載電流，圖4-45 轉(zhuǎn)速環(huán)的抗擾波形圖轉(zhuǎn)速環(huán)抗擾過(guò)程進(jìn)行仿真，它是在工程設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)典型I型系統(tǒng)或