電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課件二

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法

電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)第2章內(nèi)容提要

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)是應(yīng)用最廣性能很好的直流調(diào)速系統(tǒng)。本章著重闡明其控制規(guī)律、性能特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法，是各種交、直流電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。我們將重點(diǎn)學(xué)習(xí)：轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性；雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)性能分析；調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法；按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。內(nèi)容提要2.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

及其靜特性問題的提出第1章中表明，采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，例如：要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。1.主要原因是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)過程。

在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只能在超過臨界電流值Idcr

以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想地控制電流的動(dòng)態(tài)波形。b)理想的快速起動(dòng)過程IdLntIdOIdma)帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)圖2-1直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程的電流和轉(zhuǎn)速波形2.理想的起動(dòng)過程IdLntIdOIdmIdcr性能比較帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程如圖所示，起動(dòng)電流達(dá)到最大值Idm

后，受電流負(fù)反饋的作用降低下來，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也隨之減小，加速過程延長。IdLntIdOIdmIdcr圖2-1a)帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)性能比較（續(xù)）理想起動(dòng)過程波形如圖，這時(shí)，起動(dòng)電流呈方形波，轉(zhuǎn)速按線性增長。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時(shí)調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動(dòng)過程。IdLntIdOIdm圖2-1b)理想的快速起動(dòng)過程3.解決思路

為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值Idm的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程?，F(xiàn)在的問題是，我們希望能實(shí)現(xiàn)控制：起動(dòng)過程，只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋；穩(wěn)態(tài)時(shí)，只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，沒有電流負(fù)反饋。

怎樣才能做到這種既存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋，又使它們只能分別在不同的階段里起作用呢？2.1.1轉(zhuǎn)速速、、電電流流雙雙閉閉環(huán)環(huán)直直流流調(diào)調(diào)速速系系統(tǒng)統(tǒng)的的組組成成為了了實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速和和電電流流兩兩種種負(fù)負(fù)反反饋饋分分別別起起作作用用，，可可在在系系統(tǒng)統(tǒng)中中設(shè)設(shè)置置兩兩個(gè)個(gè)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器，，分分別別調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速和和電電流流，，即即分分別別引引入入轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速負(fù)負(fù)反反饋饋和和電電流流負(fù)負(fù)反反饋饋。。二二者者之之間間實(shí)實(shí)行行嵌嵌套套（（或或稱稱串串級級））聯(lián)聯(lián)接接如如下下圖圖所所示示。。TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UcTAVM+-UdIdUPEL-MTG+圖2-2轉(zhuǎn)速速、、電電流流雙雙閉閉環(huán)環(huán)直直流流調(diào)調(diào)速速系系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)1.系統(tǒng)統(tǒng)的的組組成成ASR——轉(zhuǎn)速速調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器ACR——電流流調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器TG——測速速發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)TA——電流流互互感感器器UPE——電力力電電子子變變換換器器內(nèi)環(huán)環(huán)外環(huán)環(huán)圖中中，，把把轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器的的輸輸出出當(dāng)當(dāng)作作電電流流調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器的的輸輸入入，，再再用用電電流流調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器的的輸輸出出去去控控制制電電力力電電子子變變換換器器UPE。從閉環(huán)結(jié)結(jié)構(gòu)上看看，電流流環(huán)在里里面，稱稱作內(nèi)環(huán)環(huán)；轉(zhuǎn)速速環(huán)在外外邊，稱稱作外環(huán)環(huán)。這就形成成了轉(zhuǎn)速、電電流雙閉閉環(huán)調(diào)速速系統(tǒng)。2.系統(tǒng)電路路結(jié)構(gòu)為了獲得得良好的的靜、動(dòng)動(dòng)態(tài)性能能，轉(zhuǎn)速速和電流流兩個(gè)調(diào)調(diào)節(jié)器一一般都采采用PI調(diào)節(jié)器，，這樣構(gòu)構(gòu)成的雙雙閉環(huán)直直流調(diào)速速系統(tǒng)的的電路原原理圖示示于下圖圖。圖中中標(biāo)出了了兩個(gè)調(diào)調(diào)節(jié)器輸輸入輸出出電壓的的實(shí)際極極性，它它們是按按照電力力電子變變換器的的控制電電壓Uc為正電壓壓的情況況標(biāo)出的的，并考考慮到運(yùn)運(yùn)算放大大器的倒倒相作用用。系統(tǒng)原理理圖圖2-3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖

++-+-MTG+-+-RP2nU*nR0R0UcUiTALIdRiCiUd++-R0R0RnCnASRACRLMGTVRP1UnU*iLMMTGUPE圖中表出出，兩個(gè)個(gè)調(diào)節(jié)器器的輸出出都是帶帶限幅作作用的。。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)節(jié)器ASR的輸出限限幅電壓壓U*im決定了電電流給定定電壓的的最大值值；電流調(diào)節(jié)節(jié)器ACR的輸出限限幅電壓壓Ucm限制了電電力電子子變換器器的最大大輸出電電壓Udm。3.限幅電路路二極管鉗位的外限幅電路C1R1R0RlimVD1VD2限幅電路路（續(xù)））

穩(wěn)壓管鉗位的外限幅電路R1C1VS1VS2R0Rlim4.電流檢測測電路電流檢測測電路TA———電流互感感器TA2.1.2穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖和靜靜特性為了分析析雙閉環(huán)環(huán)調(diào)速系系統(tǒng)的靜靜特性，，必須先先繪出它它的穩(wěn)態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖，如下下圖。它它可以很很方便地地根據(jù)上上圖的原原理圖畫畫出來，，只要注注意用帶帶限幅的的輸出特特性表示示PI調(diào)節(jié)器就就可以了了。分析析靜特性性的關(guān)鍵鍵是掌握握這樣的的PI調(diào)節(jié)器的的穩(wěn)態(tài)特特征。1.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖圖2-4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖—轉(zhuǎn)速反饋系數(shù);

—電流反饋系數(shù)Ks

1/CeU*nUcIdEnUd0Un++-ASR+U*i-R

ACR-UiUPE2.限幅作用用存在兩種種狀況：：飽和——輸出達(dá)到到限幅值值當(dāng)調(diào)節(jié)器器飽和時(shí)時(shí)，輸出出為恒值值，輸入入量的變變化不再再影響輸輸出，除除非有反反向的輸輸入信號號使調(diào)節(jié)節(jié)器退出出飽和；；換句話話說，飽飽和的調(diào)調(diào)節(jié)器暫暫時(shí)隔斷斷了輸入入和輸出出間的聯(lián)聯(lián)系，相當(dāng)于使使該調(diào)節(jié)節(jié)環(huán)開環(huán)環(huán)。不飽和——輸出未達(dá)達(dá)到限幅幅值當(dāng)調(diào)節(jié)器器不飽和和時(shí)，正正如1.6節(jié)中所闡闡明的那那樣，PI作用使輸輸入偏差差電壓在在穩(wěn)態(tài)時(shí)時(shí)總是零零。3.系統(tǒng)靜特特性實(shí)際上，，在正常常運(yùn)行時(shí)時(shí)，電流流調(diào)節(jié)器器是不會會達(dá)到飽飽和狀態(tài)態(tài)的。因因此，對對于靜特特性來說說，只有有轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器飽飽和與不不飽和兩兩種情況況。雙閉環(huán)直直流調(diào)速速系統(tǒng)的的靜特性性如圖所所示，圖2-5雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性

n0IdIdmIdnomOnABC（1）轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器不不飽和式中，——轉(zhuǎn)速和電電流反饋饋系數(shù)。。由第一個(gè)個(gè)關(guān)系式式可得從而得到到上圖靜靜特性的的CA段。(2-1)靜特性的的水平特特性與此同時(shí)時(shí)，由于于ASR不飽和，，U*i<U*im，從上述第第二個(gè)關(guān)關(guān)系式可可知:Id<Idm。這就是說說，CA段靜特性性從理想想空載狀狀態(tài)的Id=0一直延續(xù)續(xù)到Id=Idm，而Idm一般都是是大于額額定電流流IdN的。這就就是靜特特性的運(yùn)運(yùn)行段，，它是水平的特特性。（2）轉(zhuǎn)速速調(diào)節(jié)器器飽和這時(shí)，ASR輸出達(dá)到到限幅值值U*im，轉(zhuǎn)速外環(huán)環(huán)呈開環(huán)環(huán)狀態(tài)，，轉(zhuǎn)速的的變化對對系統(tǒng)不不再產(chǎn)生生影響。。雙閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)變變成一個(gè)個(gè)電流無無靜差的的單電流流閉環(huán)調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)態(tài)時(shí)式中，最最大電流流Idm是由設(shè)計(jì)計(jì)者選定定的，取取決于電電機(jī)的容容許過載載能力和和拖動(dòng)系系統(tǒng)允許許的最大大加速度度。(2-2)靜特性的的垂直特特性式（2-2）所描述述的靜特特性是上上圖中的的AB段，它是是垂直的特特性。這樣的下下垂特性性只適合合于n<n0的情況，，因?yàn)槿缛绻鹡>n0，則Un>U*n，ASR將退出飽飽和狀態(tài)態(tài)。4.兩個(gè)調(diào)節(jié)節(jié)器的作作用雙閉環(huán)調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)的靜特特性在負(fù)負(fù)載電流流小于Idm時(shí)表現(xiàn)為為轉(zhuǎn)速無無靜差，，這時(shí)，，轉(zhuǎn)速負(fù)負(fù)反饋起起主要調(diào)調(diào)節(jié)作用用。當(dāng)負(fù)載電電流達(dá)到到Idm后，轉(zhuǎn)速速調(diào)節(jié)器器飽和，，電流調(diào)調(diào)節(jié)器起起主要調(diào)調(diào)節(jié)作用用，系統(tǒng)統(tǒng)表現(xiàn)為為電流無無靜差，，得到過過電流的的自動(dòng)保保護(hù)。這就是采采用了兩兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器分分別形成成內(nèi)、外外兩個(gè)閉閉環(huán)的效效果。這這樣的靜靜特性顯顯然比帶帶電流截截止負(fù)反反饋的單單閉環(huán)系系統(tǒng)靜特特性好。。然而實(shí)實(shí)際上運(yùn)運(yùn)算放大大器的開開環(huán)放大大系數(shù)并并不是無無窮大，，特別是是為了避避免零點(diǎn)點(diǎn)飄移而而采用““準(zhǔn)PI調(diào)節(jié)器””時(shí)，靜靜特性的的兩段實(shí)實(shí)際上都都略有很很小的靜靜差，如如上圖中中虛線所所示。2.1.3各變量的的穩(wěn)態(tài)工工作點(diǎn)和和穩(wěn)態(tài)參參數(shù)計(jì)算算雙閉環(huán)調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)態(tài)工作中中，當(dāng)兩兩個(gè)調(diào)節(jié)節(jié)器都不不飽和時(shí)時(shí)，各變變量之間間有下列列關(guān)系(2-3)(2-5)(2-4)上述關(guān)系系表明，，在穩(wěn)態(tài)態(tài)工作點(diǎn)點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速n是由給定定電壓U*n決定的；；ASR的輸出量量U*i是由負(fù)載載電流IdL決定的；；控制電壓壓Uc的大小則則同時(shí)取取決于n和Id，或者說，，同時(shí)取取決于U*n和IdL。這些關(guān)系系反映了了PI調(diào)節(jié)器不不同于P調(diào)節(jié)器的的特點(diǎn)。。比例環(huán)環(huán)節(jié)的輸輸出量總總是正比比于其輸輸入量，，而PI調(diào)節(jié)器則則不然，，其輸出出量的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)值與與輸入無無關(guān)，而而是由它它后面環(huán)環(huán)節(jié)的需需要決定定的。后后面需要要PI調(diào)節(jié)器提提供多么么大的輸輸出值，，它就能能提供多多少，直直到飽和和為止。。反饋系數(shù)數(shù)計(jì)算鑒于這一一特點(diǎn)，，雙閉環(huán)環(huán)調(diào)速系系統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)參數(shù)數(shù)計(jì)算與與單閉環(huán)環(huán)有靜差差系統(tǒng)完完全不同同，而是是和無靜靜差系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)態(tài)計(jì)算相相似，即即根據(jù)各各調(diào)節(jié)器器的給定定與反饋饋值計(jì)算算有關(guān)的的反饋系系數(shù)：轉(zhuǎn)速反饋饋系數(shù)電流反饋饋系數(shù)(2-6)(2-7)兩個(gè)給定定電壓的的最大值值U*nm和U*im由設(shè)計(jì)者者選定，，設(shè)計(jì)原原則如下下：U*nm受運(yùn)算放放大器允允許輸入入電壓和和穩(wěn)壓電電源的限限制；U*im為ASR的輸出限限幅值。。返回目錄2.2雙閉環(huán)直直流調(diào)速速系統(tǒng)的的數(shù)學(xué)模模型和和動(dòng)動(dòng)態(tài)性能能分析本節(jié)提要要雙閉環(huán)直直流調(diào)速速系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)數(shù)數(shù)學(xué)模型型起動(dòng)過程程分析動(dòng)態(tài)抗擾擾性能分分析轉(zhuǎn)速和電電流兩個(gè)個(gè)調(diào)節(jié)器器的作用用2.2.1雙閉環(huán)直直流調(diào)速速系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)數(shù)數(shù)學(xué)模型型在單閉環(huán)環(huán)直流調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)數(shù)學(xué)模型型的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，考考慮雙閉閉環(huán)控制制的結(jié)構(gòu)構(gòu)，即可可繪出雙雙閉環(huán)直直流調(diào)速速系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)圖，，如下圖圖所示。。1.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)圖2-6雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖

U*n

Uc-IdLnUd0Un+--

+-UiWASR(s)WACR(s)KsTss+11/RTls+1RTmsU*iId1/Ce+E2.數(shù)學(xué)模型型圖中WASR(s)和WACR(s)分別別表表示示轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器和和電電流流調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器的的傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)。。如如果果采采用用PI調(diào)節(jié)節(jié)器器，，則則有有2.2.2起動(dòng)動(dòng)過過程程分分析析前已已指指出出，，設(shè)設(shè)置置雙雙閉閉環(huán)環(huán)控控制制的的一一個(gè)個(gè)重重要要目目的的就就是是要要獲獲得得接接近近理理想想起起動(dòng)動(dòng)過過程程，，因因此此在在分分析析雙雙閉閉環(huán)環(huán)調(diào)調(diào)速速系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)性性能能時(shí)時(shí)，，有有必必要要首首先先探探討討它它的的起起動(dòng)動(dòng)過過程程。。雙閉閉環(huán)環(huán)直直流流調(diào)調(diào)速速系系統(tǒng)統(tǒng)突突加加給給定定電電壓壓U*n由靜靜止止?fàn)顮顟B(tài)態(tài)起起動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速和和電電流流的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)過過程程示示于于下下圖圖。。圖2-7雙閉閉環(huán)環(huán)直直流流調(diào)調(diào)速速系系統(tǒng)統(tǒng)起起動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速和和電電流流波波形形n

OOttIdm

IdL

Id

n*

IIIIIIt4

t3

t2

t1

1.起動(dòng)動(dòng)過過程程由于于在在起起動(dòng)動(dòng)過過程程中中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器ASR經(jīng)歷歷了了不不飽飽和和、、飽飽和和、、退退飽飽和和三三種種情情況況，，整整個(gè)個(gè)動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)過過程程就就分分成成圖圖中中標(biāo)標(biāo)明明的的I、II、III三個(gè)階階段。。第I階段電電流上上升的的階段段（0~t1）突加給給定電電壓U*n后，Id上升，，當(dāng)Id小于負(fù)負(fù)載電電流IdL時(shí)，電電機(jī)還還不能能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)。當(dāng)Id≥IdL后，電電機(jī)開開始起起動(dòng)，，由于于機(jī)電電慣性性作用用，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不不會很很快增增長，，因而而轉(zhuǎn)速速調(diào)節(jié)節(jié)器ASR的輸入入偏差差電壓壓的數(shù)數(shù)值仍仍較大大，其其輸出出電壓壓保持持限幅幅值U*im，強(qiáng)迫迫電流流Id迅速上上升。。IdL

Id

n

n*

Idm

OOIIIIIIt4

t3t2

t1tt第I階段（（續(xù)））第I階段（（續(xù)））直到，，Id=Idm，Ui=U*im電流調(diào)調(diào)節(jié)器器很快快就壓壓制Id了的增增長，，標(biāo)志志著這這一階階段的的結(jié)束束。在這一一階段段中，，ASR很快進(jìn)進(jìn)入并并保持持飽和和狀態(tài)態(tài)，而而ACR一般不飽和和。第II階段恒恒流升升速階階段（（t1~t2）在這個(gè)個(gè)階段段中，，ASR始終是是飽和和的，，轉(zhuǎn)速速環(huán)相相當(dāng)于于開環(huán)環(huán)，系系統(tǒng)成成為在在恒值值電流流U*im給定下下的電電流調(diào)調(diào)節(jié)系系統(tǒng)，，基本本上保保持電電流Id恒定，，因而而系統(tǒng)統(tǒng)的加加速度度恒定定，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速呈呈線性性增長長。n

IdL

Id

n*

Idm

OOIIIIIIt4

t3

t2

t1

tt第II階段（（續(xù)））第II階段（（續(xù)））與此同同時(shí)，，電機(jī)機(jī)的反反電動(dòng)動(dòng)勢E也按線線性增增長，，對電電流調(diào)調(diào)節(jié)系系統(tǒng)來來說，，E是一個(gè)個(gè)線性性漸增增的擾擾動(dòng)量量，為為了克克服它它的擾擾動(dòng)，，Ud0和Uc也必須須基本本上按按線性性增長長，才才能保保持Id恒定。。當(dāng)ACR采用PI調(diào)節(jié)器器時(shí)，，要使使其輸輸出量量按線線性增增長，，其輸輸入偏偏差電電壓必必須維維持一一定的的恒值值，也也就是是說，，Id應(yīng)略低低于Idm。第II階段（（續(xù)））恒流升升速階階段是是起動(dòng)動(dòng)過程程中的的主要要階段段。為了保保證電電流環(huán)環(huán)的主主要調(diào)調(diào)節(jié)作作用，，在起起動(dòng)過過程中中ACR是不應(yīng)應(yīng)飽和和的，，電力力電子子裝置置UPE的最大大輸出出電壓壓也須須留有有余地地，這這些都都是設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)必須須注意意的。。第Ⅲ階段轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)階階段（（t2以后））當(dāng)轉(zhuǎn)速速上升升到給給定值值時(shí)，，轉(zhuǎn)速速調(diào)節(jié)節(jié)器ASR的輸入入偏差差減少少到零零，但但其輸輸出卻卻由于于積分分作用用還維維持在在限幅幅值U*im，所以電電機(jī)仍仍在加加速，，使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超超調(diào)。。轉(zhuǎn)速超超調(diào)后后，ASR輸入偏偏差電電壓變變負(fù)，，使它它開始始退出出飽和和狀態(tài)態(tài)，U*i和Id很快下下降。。但是是，只只要Id仍大于于負(fù)載載電流流IdL，轉(zhuǎn)速速就繼繼續(xù)上上升。。IdL

Id

n

n*

Idm

OOIIIIIIt4

t3

t2

t1

tt第Ⅲ階段（（續(xù)））第Ⅲ階段（（續(xù)））直到Id=IdL時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Te=TL，則dn/dt=0，轉(zhuǎn)速n才到達(dá)達(dá)峰值值（t=t3時(shí)）。。IdL

Id

n

n*

Idm

OOIIIIIIt4t3

t2

t1

tt第Ⅲ階段（（續(xù)））此后，，電動(dòng)動(dòng)機(jī)開開始在在負(fù)載載的阻阻力下下減速速，與與此相相應(yīng)，，在一一小段段時(shí)間間內(nèi)（（t3~t4），Id<IdL，直到穩(wěn)穩(wěn)定，，如果果調(diào)節(jié)節(jié)器參參數(shù)整整定得得不夠夠好，，也會會有一一些振振蕩過過程。。IdL

Id

n

n*

Idm

OOIIIIIIt4

t3t2

t1

tt第Ⅲ階段（（續(xù)））在這最最后的的轉(zhuǎn)速速調(diào)節(jié)節(jié)階段段內(nèi)，，ASR和ACR都不飽飽和，，ASR起主導(dǎo)導(dǎo)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)作作用，，而ACR則力圖圖使Id盡快地地跟隨隨其給給定值值U*i，或者說說，電電流內(nèi)內(nèi)環(huán)是是一個(gè)個(gè)電流流隨動(dòng)動(dòng)子系系統(tǒng)。。2.分析結(jié)結(jié)果綜上所所述，，雙閉閉環(huán)直直流調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)的的起動(dòng)動(dòng)過程程有以以下三三個(gè)特特點(diǎn)：：（1）飽和非非線性性控制制；（2）轉(zhuǎn)速超超調(diào)；；（3）準(zhǔn)時(shí)間間最優(yōu)優(yōu)控制制。（1）飽和非非線性性控制制根據(jù)ASR的飽和和與不不飽和和，整整個(gè)系系統(tǒng)處處于完完全不不同的的兩種種狀態(tài)態(tài)：當(dāng)ASR飽和時(shí)時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速環(huán)環(huán)開環(huán)環(huán)，系系統(tǒng)表表現(xiàn)為為恒值值電流流調(diào)節(jié)節(jié)的單單閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)；當(dāng)ASR不飽和和時(shí)，，轉(zhuǎn)速速環(huán)閉閉環(huán)，，整個(gè)個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)是一一個(gè)無無靜差差調(diào)速速系統(tǒng)統(tǒng)，而而電流流內(nèi)環(huán)環(huán)表現(xiàn)現(xiàn)為電電流隨隨動(dòng)系系統(tǒng)。（2）轉(zhuǎn)速超超調(diào)由于ASR采用了了飽和和非線線性控控制，，起動(dòng)動(dòng)過程程結(jié)束束進(jìn)入入轉(zhuǎn)速速調(diào)節(jié)節(jié)階段段后，，必須須使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超超調(diào)，，ASR的輸入入偏差差電壓壓△Un為負(fù)值值，才才能使使ASR退出飽飽和。。這樣，，采用用PI調(diào)節(jié)器器的雙雙閉環(huán)環(huán)調(diào)速速系統(tǒng)統(tǒng)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速響響應(yīng)必必然有有超調(diào)調(diào)。（3）準(zhǔn)時(shí)間間最優(yōu)優(yōu)控制制起動(dòng)過過程中中的主主要階階段是是第II階段的的恒流流升速速，它它的特特征是是電流流保持持恒定定。一一般選選擇為為電動(dòng)動(dòng)機(jī)允允許的的最大大電流流，以以便充充分發(fā)發(fā)揮電電動(dòng)機(jī)機(jī)的過過載能能力，，使起起動(dòng)過過程盡盡可能能最快快。這階段段屬于于有限限制條條件的的最短短時(shí)間間控制制。因因此，，整個(gè)個(gè)起動(dòng)動(dòng)過程程可看看作為為是一一個(gè)準(zhǔn)準(zhǔn)時(shí)間間最優(yōu)優(yōu)控制制。最后，，應(yīng)該該指出出，對對于不不可逆逆的電電力電電子變變換器器，雙雙閉環(huán)環(huán)控制制只能能保證證良好好的起起動(dòng)性性能，，卻不不能產(chǎn)產(chǎn)生回回饋制制動(dòng)，，在制制動(dòng)時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng)電流流下降降到零零以后后，只只好自自由停停車。。必須須加快快制動(dòng)動(dòng)時(shí)，，只能能采用用電阻阻能耗耗制動(dòng)動(dòng)或電電磁抱抱閘。。2.2.3動(dòng)態(tài)抗抗擾性性能分分析一般來來說，，雙閉閉環(huán)調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)具具有比比較滿滿意的的動(dòng)態(tài)態(tài)性能能。對對于調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)，，最重重要的的動(dòng)態(tài)態(tài)性能能是抗抗擾性性能。。主要要是抗抗負(fù)載載擾動(dòng)動(dòng)和抗抗電網(wǎng)網(wǎng)電壓壓擾動(dòng)動(dòng)的性性能。。

1/CeU*nnUd0Un+-ASR1/RTls+1RTmsKsTss+1ACR

U*iUi--EId1.抗負(fù)載載擾動(dòng)動(dòng)±?IdL直流調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)態(tài)抗負(fù)負(fù)載擾擾作用用抗負(fù)載載擾動(dòng)動(dòng)（續(xù)續(xù)）由動(dòng)態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖中中可以以看出出，負(fù)負(fù)載擾擾動(dòng)作作用在在電流流環(huán)之之后，，因此此只能能靠轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器器ASR來產(chǎn)生生抗負(fù)負(fù)載擾擾動(dòng)的的作用用。在在設(shè)計(jì)計(jì)ASR時(shí)，應(yīng)應(yīng)要求求有較較好的的抗擾擾性能能指標(biāo)標(biāo)。圖2-8直流調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)態(tài)抗擾擾作用用a)單閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)2.抗電網(wǎng)網(wǎng)電壓壓擾動(dòng)動(dòng)±?UdU*n-IdLUn+-ASR

1/CenUd01/RTls+1RTmsIdKsTss+1-E抗電網(wǎng)網(wǎng)電壓壓擾動(dòng)動(dòng)（續(xù)續(xù)）-IdL±?Udb)雙閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)△Ud—電網(wǎng)電電壓波波動(dòng)在在整流流電壓壓上的的反映映

1/CeU*nnUd0Un+-ASR1/RTls+1RTmsIdKsTss+1ACR

U*iUi--E3.對比分分析在單閉閉環(huán)調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)中中，電電網(wǎng)電電壓擾擾動(dòng)的的作用用點(diǎn)離離被調(diào)調(diào)量較較遠(yuǎn)，，調(diào)節(jié)節(jié)作用用受到到多個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)的延延滯，，因此此單閉閉環(huán)調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)抵抵抗電電壓擾擾動(dòng)的的性能能要差差一些些。雙閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)中，，由于于增設(shè)設(shè)了電電流內(nèi)內(nèi)環(huán)，，電壓壓波動(dòng)動(dòng)可以以通過過電流流反饋饋得到到比較較及時(shí)時(shí)的調(diào)調(diào)節(jié)，，不必必等它它影響響到轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速以以后才才能反反饋回回來，，抗擾擾性能能大有有改善善。4.分析結(jié)結(jié)果因此，，在雙雙閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)中，，由電電網(wǎng)電電壓波波動(dòng)引引起的的轉(zhuǎn)速速動(dòng)態(tài)態(tài)變化化會比比單閉閉環(huán)系系統(tǒng)小小得多多。2.2.4轉(zhuǎn)速和和電流流兩個(gè)個(gè)調(diào)節(jié)節(jié)器的的作用用綜上所所述，，轉(zhuǎn)速速調(diào)節(jié)節(jié)器和和電流流調(diào)節(jié)節(jié)器在在雙閉閉環(huán)直直流調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)中中的作作用可可以分分別歸歸納如如下：：1.轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器器的作作用（1）轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器器是調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)的的主導(dǎo)導(dǎo)調(diào)節(jié)節(jié)器，，它使使轉(zhuǎn)速速n很快地地跟隨隨給定定電壓壓變化化，穩(wěn)穩(wěn)態(tài)時(shí)時(shí)可減減小轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速誤誤差，，如果果采用用PI調(diào)節(jié)器器，則則可實(shí)實(shí)現(xiàn)無無靜差差。（2）對負(fù)負(fù)載變變化起起抗擾擾作用用。（3）其輸輸出限限幅值值決定定電機(jī)機(jī)允許許的最最大電電流。。2.電流調(diào)調(diào)節(jié)器器的作作用（1）作為內(nèi)內(nèi)環(huán)的的調(diào)節(jié)節(jié)器，，在外外環(huán)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的的調(diào)節(jié)節(jié)過程程中，，它的的作用用是使使電流流緊緊緊跟隨隨其給給定電電壓（（即外外環(huán)調(diào)調(diào)節(jié)器器的輸輸出量量）變變化。。（2）對電電網(wǎng)電電壓的的波動(dòng)動(dòng)起及及時(shí)抗抗擾的的作用用。（3）在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速動(dòng)動(dòng)態(tài)過過程中中，保保證獲獲得電電機(jī)允允許的的最大大電流流，從從而加加快動(dòng)動(dòng)態(tài)過過程。。（4）當(dāng)電機(jī)機(jī)過載載甚至至堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)，，限制制電樞樞電流流的最最大值，起起快速速的自自動(dòng)保保護(hù)作作用。。一旦旦故障障消失失，系系統(tǒng)立立即自自動(dòng)恢恢復(fù)正正常。。這個(gè)個(gè)作用用對系系統(tǒng)的的可靠靠運(yùn)行行來說說是十十分重重要的的。返回目錄2.3調(diào)節(jié)器器的工工程設(shè)設(shè)計(jì)方方法2.3.0問題的的提出出必要性性：用經(jīng)典典的動(dòng)動(dòng)態(tài)校校正方方法設(shè)設(shè)計(jì)調(diào)調(diào)節(jié)器器須同同時(shí)解解決穩(wěn)穩(wěn)、準(zhǔn)準(zhǔn)、快快、抗抗干擾擾等各各方面面相互互有矛矛盾的的靜、、動(dòng)態(tài)態(tài)性能能要求求，需需要設(shè)設(shè)計(jì)者者有扎扎實(shí)的的理論論基礎(chǔ)礎(chǔ)和豐豐富的的實(shí)踐踐經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，而而初學(xué)學(xué)者則則不易易掌握握，于于是有有必要要建立立實(shí)用用的設(shè)設(shè)計(jì)方方法。。問題的的提出出（續(xù)續(xù)）可能性性：大多數(shù)數(shù)現(xiàn)代代的電電力拖拖動(dòng)自自動(dòng)控控制系系統(tǒng)均均可由由低階階系統(tǒng)統(tǒng)近似似。若若事先先深入入研究究低階階典型型系統(tǒng)統(tǒng)的特特性并并制成成圖表表，那那么將將實(shí)際際系統(tǒng)統(tǒng)校正正或簡簡化成成典型型系統(tǒng)統(tǒng)的形形式再再與圖圖表對對照，，設(shè)計(jì)計(jì)過程程就簡簡便多多了。。這樣樣，就就有了了建立立工程程設(shè)計(jì)計(jì)方法法的可可能性性。設(shè)計(jì)方方法的的原則則：（1）概念念清楚楚、易易懂；；（2）計(jì)算算公式式簡明明、好好記；；（3）不僅僅給出出參數(shù)數(shù)計(jì)算算的公公式，，而且且指明明參數(shù)數(shù)調(diào)整整的方方向；；（4）能考考慮飽飽和非非線性性控制制的情情況，，同樣樣給出出簡單單的計(jì)計(jì)算公公式；；（5）適用用于各各種可可以簡簡化成成典型型系統(tǒng)統(tǒng)的反反饋控控制系系統(tǒng)。。2.3.1工程設(shè)設(shè)計(jì)方方法的的基本本思路路1.選擇調(diào)調(diào)節(jié)器器結(jié)構(gòu)構(gòu),使系統(tǒng)統(tǒng)典型型化并并滿足足穩(wěn)定定和穩(wěn)穩(wěn)態(tài)精精度。2.設(shè)計(jì)調(diào)調(diào)節(jié)器器的參參數(shù)，，以滿滿足動(dòng)動(dòng)態(tài)性性能指指標(biāo)的的要求求。2.3.2典型系統(tǒng)統(tǒng)一般來說說，許多多控制系系統(tǒng)的開開環(huán)傳遞遞函數(shù)都都可表示示為(2-8)R(s)C(s)上式中，，分母中中的sr項(xiàng)表示該該系統(tǒng)在在原點(diǎn)處處有r重極點(diǎn)，，或者說說，系統(tǒng)統(tǒng)含有r個(gè)積分環(huán)環(huán)節(jié)。根根據(jù)r=0，1，2，……等不同數(shù)數(shù)值，分分別稱作作0型、I型、Ⅱ型、……系統(tǒng)。自動(dòng)控制制理論已已經(jīng)證明明，0型系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)態(tài)精度度低，而而Ⅲ型和Ⅲ型以上的的系統(tǒng)很很難穩(wěn)定定。因此，為為了保證證穩(wěn)定性性和較好好的穩(wěn)態(tài)態(tài)精度，，多選用I型和II型系統(tǒng)。1.典型I型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖與與傳遞函函數(shù)式中T—系統(tǒng)的慣慣性時(shí)間間常數(shù)；；K—系統(tǒng)的開開環(huán)增益益。（2-9）開環(huán)對數(shù)數(shù)頻率特性O(shè)性能特性性典型的I型系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單，其對對數(shù)幅頻頻特性的的中頻段段以–20dB/dec的斜率穿穿越0dB線，只要要參數(shù)的的選擇能能保證足足夠的中中頻帶寬寬度，系系統(tǒng)就一一定是穩(wěn)穩(wěn)定的，，且有足足夠的穩(wěn)穩(wěn)定裕量量，即選擇參數(shù)數(shù)滿足或于是，相相角穩(wěn)定定裕度2.典型Ⅱ型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和和傳遞函函數(shù)（2-10）開環(huán)對數(shù)數(shù)頻率特性O(shè)性能特性性典型的II型系統(tǒng)也也是以–20dB/dec的斜率穿穿越零分分貝線。。由于分分母中s2項(xiàng)對應(yīng)的的相頻特特性是–180°°，后面還還有一個(gè)個(gè)慣性環(huán)環(huán)節(jié)，在在分子添添上一個(gè)個(gè)比例微微分環(huán)節(jié)節(jié)（s+1），是為為了把相相頻特性性抬到–180°°線以上，，以保證證系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定，即即應(yīng)選擇參數(shù)數(shù)滿足或且比T大得越多多，系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)定定裕度越越大。2.3.3控制系統(tǒng)統(tǒng)的動(dòng)態(tài)態(tài)性能指指標(biāo)自動(dòng)控制制系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)性性能指標(biāo)標(biāo)包括：：跟隨性能能指標(biāo)抗擾性能能指標(biāo)系統(tǒng)典型型的階躍躍響應(yīng)曲曲線±5%（或±2%）

0Otrts圖2-12典型階躍躍響應(yīng)曲曲線和跟跟隨性能能指標(biāo)1.跟隨性能能指標(biāo)：：在給定信信號或參參考輸入入信號的的作用下下，系統(tǒng)統(tǒng)輸出量量的變化化情況可可用跟隨隨性能指指標(biāo)來描描述。常常用的階階躍響應(yīng)應(yīng)跟隨性性能指標(biāo)標(biāo)有tr—上升時(shí)間間—超調(diào)量ts—調(diào)節(jié)時(shí)間間突加擾動(dòng)動(dòng)的動(dòng)態(tài)態(tài)過程和和抗擾性性能指標(biāo)標(biāo)圖2-13突加擾動(dòng)動(dòng)的動(dòng)態(tài)態(tài)過程和和抗擾性性能指標(biāo)標(biāo)±5%（或±2%）

O

tmtvCb2.抗擾性能能指標(biāo)抗擾性能能指標(biāo)標(biāo)標(biāo)志著控控制系統(tǒng)統(tǒng)抵抗擾擾動(dòng)的能能力。常常用的抗抗擾性能能指標(biāo)有有Cmax—?jiǎng)討B(tài)降落落tv—恢復(fù)時(shí)間間一般來說說，調(diào)速速系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)指指標(biāo)以抗抗擾性能能為主，，而隨動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)指指標(biāo)則以以跟隨性性能為主主。2.3.4典型I型系統(tǒng)性性能指標(biāo)標(biāo)和參數(shù)數(shù)的關(guān)系系典型I型系統(tǒng)的的開環(huán)傳傳遞函數(shù)數(shù)如式（（2-9）所示，，它包含含兩個(gè)參參數(shù)：開開環(huán)增益益K和時(shí)間常常數(shù)T。其中，，時(shí)間常常數(shù)T在實(shí)際系系統(tǒng)中往往往是控控制對象象本身固固有的，，能夠由由調(diào)節(jié)器器改變的的只有開開環(huán)增益益K，也就是是說，K是唯一的的待定參參數(shù)。設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，，需要按按照性能能指標(biāo)選選擇參數(shù)數(shù)K的大小。。K與開環(huán)對對數(shù)頻率率特性的的關(guān)系圖2-13繪出了在在不同K值時(shí)典型型I型系統(tǒng)的的開環(huán)對對數(shù)頻率率特性，，箭頭表表示K值增大時(shí)時(shí)特性變變化的方方向。K與截止頻頻率c的關(guān)系當(dāng)c<1/T時(shí)，特性性以–20dB/dec斜率穿越越零分貝貝線，系系統(tǒng)有較較好的穩(wěn)穩(wěn)定性。。由圖中中的特性性可知所以K=c（當(dāng)c時(shí)）(2-12)式（2-12）表明，，K值越大，，截止頻頻率c也越大，，系統(tǒng)響響應(yīng)越快快，但相相角穩(wěn)定定裕度=90°–arctgcT越小，這這也說明明快速性性與穩(wěn)定定性之間間的矛盾盾。在具具體選擇擇參數(shù)K時(shí)，須在在二者之之間取折折衷。下面將用用數(shù)字定定量地表表示K值與各項(xiàng)項(xiàng)性能指指標(biāo)之間間的關(guān)系系。表2-1I型系統(tǒng)在在不同輸輸入信號號作用下下的穩(wěn)態(tài)態(tài)誤差輸入信號階躍輸入斜坡輸入加速度輸入穩(wěn)態(tài)誤差

0v0/K1.典型I型系統(tǒng)跟跟隨性能能指標(biāo)與與參數(shù)的的關(guān)系（1）穩(wěn)態(tài)跟跟隨性能能指標(biāo)：系統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)跟隨隨性能指指標(biāo)可用用不同輸入信號號作用下下的穩(wěn)態(tài)態(tài)誤差來來表示。由表可見見：在階躍輸輸入下的的I型系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)態(tài)時(shí)是是無差的的；但在斜坡坡輸入下下則有恒恒值穩(wěn)態(tài)態(tài)誤差，，且與K值成反比比；在加速度度輸入下下穩(wěn)態(tài)誤誤差為。因此，I型系統(tǒng)不不能用于于具有加加速度輸輸入的隨隨動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)。（2）動(dòng)態(tài)跟跟隨性能能指標(biāo)閉環(huán)傳遞遞函數(shù)：：典型I型系統(tǒng)是是一種二二階系統(tǒng)統(tǒng)，其閉閉環(huán)傳遞遞函數(shù)的的一般形形式為（2-13）式中n—無阻尼時(shí)時(shí)的自然然振蕩角角頻率，，或稱固有角頻頻率；—阻尼比，，或稱衰衰減系數(shù)數(shù)。K、T與標(biāo)準(zhǔn)形形式中的的參數(shù)的的換算關(guān)關(guān)系(2-15)(2-16)(2-17)且有二階系統(tǒng)統(tǒng)的性質(zhì)質(zhì)當(dāng)<1時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)響響應(yīng)是欠欠阻尼的的振蕩特特性，當(dāng)1時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)響響應(yīng)是過過阻尼的的單調(diào)特特性；當(dāng)=1時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)響響應(yīng)是臨臨界阻尼尼。由于過阻阻尼特性性動(dòng)態(tài)響響應(yīng)較慢慢，所以以一般常常把系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)成成欠阻尼尼狀態(tài)，，即0<<1由于在典典I系統(tǒng)中KT<1，代入式式（2-16）得>0.5。因此在在典型I型系統(tǒng)中中應(yīng)取下面列出出欠阻尼尼二階系系統(tǒng)在零零初始條條件下的的階躍響響應(yīng)動(dòng)態(tài)態(tài)指標(biāo)計(jì)計(jì)算公式式(2-18)性能指標(biāo)標(biāo)和系統(tǒng)統(tǒng)參數(shù)之之間的關(guān)關(guān)系(2-19)(2-20)(2-21)超調(diào)量上升時(shí)間間峰值時(shí)間間表2-2典型I型系統(tǒng)跟跟隨性能能指標(biāo)和和頻域指指標(biāo)與參參數(shù)的關(guān)關(guān)系（（與KT的關(guān)系服服從于式式2-16）具體選擇擇參數(shù)時(shí)時(shí)，應(yīng)根根據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)工藝要要求選擇參數(shù)數(shù)以滿足足性能指指標(biāo)。參數(shù)關(guān)系KT0.250.390.50.691.0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

1.00%

76.3°0.243/T

0.81.5%6.6T8.3T69.9°0.367/T0.7074.3%4.7T6.2T

65.5°0.455/T0.69.5%3.3T4.7T59.2°0.596/T0.516.3%2.4T3.2T

51.8°0.786/T2.典型I型系統(tǒng)抗抗擾性能能指標(biāo)與與參數(shù)的的關(guān)系圖2-15a是在擾動(dòng)動(dòng)F作用下的的典型I型系統(tǒng)，，其中，W1(s)是擾動(dòng)作作用點(diǎn)前前面部分分的傳遞遞函數(shù)，，后面部部分是W2(s)，于是只討論抗抗擾性能能時(shí)，令令輸入作作用R=0，得到圖2-15b所示的等等效結(jié)構(gòu)構(gòu)圖。(2-25)圖2-15擾動(dòng)作用用下的典典型I型系統(tǒng)典型I型系統(tǒng)

由于抗擾擾性能與與W1(s)有關(guān)，因因此抗擾擾性能指指標(biāo)也不不定，隨隨著擾動(dòng)動(dòng)點(diǎn)的變變化而變變化。在在此，我我們針對對常用的的調(diào)速系系統(tǒng)，分分析圖2-16的一種情情況，其其他情況況可仿此此處理。。經(jīng)過一一系列計(jì)計(jì)算可得得到表2-3所示的數(shù)數(shù)據(jù)。55.5%33.2%18.5%12.9%tm

/T2.83.43.84.0tv

/T14.721.728.730.4表2-3典型I型系統(tǒng)動(dòng)動(dòng)態(tài)抗擾擾性能指指標(biāo)與參參數(shù)的關(guān)關(guān)系(控制結(jié)構(gòu)構(gòu)和擾動(dòng)動(dòng)作用點(diǎn)點(diǎn)如圖2-15所示，已已選定的的參數(shù)關(guān)關(guān)系KT=0.5)分析結(jié)果果：由表2-3中的數(shù)據(jù)據(jù)可以看看出，當(dāng)當(dāng)控制對對象的兩兩個(gè)時(shí)間間常數(shù)相相距較大大時(shí)，動(dòng)動(dòng)態(tài)降落落減小，，但恢復(fù)復(fù)時(shí)間卻卻拖得較較長。2.3.5典型II型系統(tǒng)性性能指標(biāo)標(biāo)和參數(shù)數(shù)的關(guān)系系可選參數(shù)數(shù)：在在典典型II型系統(tǒng)的的開環(huán)傳傳遞函數(shù)數(shù)式(2-10)中，與典典型I型系統(tǒng)相相仿，時(shí)時(shí)間常數(shù)數(shù)T也是控制制對象固固有的。。所不同同的是，，待定的的參數(shù)有有兩個(gè)：：K和，這就增增加了選選擇參數(shù)數(shù)工作的的復(fù)雜性性。為了分析析方便起起見，引引入一個(gè)個(gè)新的變變量(圖2-16)，令(2-32)典型Ⅱ型系統(tǒng)的的開環(huán)對對數(shù)幅頻頻特性0-20

–40

-40

/s-1c=1–20dB/dec–40dB/dec–40dB/dec圖2-16典型Ⅱ型系統(tǒng)的的開環(huán)對對數(shù)幅頻頻特性和和中頻寬寬中頻寬度度中頻寬h由圖可見見，h是斜率為為–20dB/dec的中頻段段的寬度度（對數(shù)數(shù)坐標(biāo)）），稱作作“中頻頻寬”。。由于中中頻段的的狀況對對控制系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)質(zhì)起著決決定性的的作用，，因此h值是一個(gè)個(gè)很關(guān)鍵鍵的參數(shù)數(shù)。只要按照照動(dòng)態(tài)性性能指標(biāo)標(biāo)的要求求確定了了h值，就可可以代入入這兩個(gè)個(gè)公式計(jì)計(jì)算K和，并由此此計(jì)算調(diào)調(diào)節(jié)器的的參數(shù)。。表2－5II型系統(tǒng)在在不同輸輸入信號號作用下下的穩(wěn)態(tài)態(tài)誤差輸入信號階躍輸入斜坡輸入加速度輸入穩(wěn)態(tài)誤差00（1）穩(wěn)態(tài)跟跟隨性能能指標(biāo)Ⅱ型系統(tǒng)在在不同輸輸入信號號作用下下的穩(wěn)態(tài)態(tài)誤差列列于表2-5中1.典型II型系統(tǒng)跟跟隨性能能指標(biāo)和和參數(shù)的的關(guān)系由表可知知：在階躍和和斜坡輸輸入下，，II型系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)態(tài)時(shí)均均無差；；加速度輸輸入下穩(wěn)穩(wěn)態(tài)誤差差與開環(huán)環(huán)增益K成反比。。表2-6典型II型系統(tǒng)階階躍輸入入跟隨性性能指標(biāo)標(biāo)（按Mrmin準(zhǔn)則確定定關(guān)系時(shí)時(shí)）

h345678910

tr

/Tts

/T

k52.6%

2.412.15343.6%2.65

11.65

237.6%2.859.55233.2%3.010.45129.8%3.111.30127.2%3.212.25125.0%3.313.25123.3%3.3514.201（2）動(dòng)態(tài)跟跟隨性能能指標(biāo)圖2-17b典型II型系統(tǒng)在在一種擾擾動(dòng)作用用下的動(dòng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖+0-抗擾系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.典型Ⅱ型系統(tǒng)抗抗擾性能能指標(biāo)和和參數(shù)的的關(guān)系擾動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)的輸出出響應(yīng)在階躍擾擾動(dòng)下，，（2-43）由式（2-43）可以計(jì)計(jì)算出對對應(yīng)于不不同h值的動(dòng)態(tài)態(tài)抗擾過過程曲線線C(t)，從而求求出各項(xiàng)項(xiàng)動(dòng)態(tài)抗抗擾性能能指標(biāo)，，列于表表2-7中。在計(jì)計(jì)算中，，為了使使各項(xiàng)指指標(biāo)都落落在合理理的范圍圍內(nèi)，取取輸出量量基準(zhǔn)值值為Cb=2FK2T（2-44）表2-7典型II型系統(tǒng)動(dòng)動(dòng)態(tài)抗擾擾性能指指標(biāo)與參參數(shù)的關(guān)關(guān)系（控制結(jié)結(jié)構(gòu)和階階躍擾動(dòng)動(dòng)作用點(diǎn)點(diǎn)如圖2-18，參數(shù)關(guān)關(guān)系符合合最小Mr準(zhǔn)則）

h345678910

Cmax/Cbtm

/T

tv

/T

72.2%

2.4513.6077.5%2.70

10.4581.2%2.858.8084.0%3.0012.9586.3%3.1516.8588.1%3.2519.8089.6%3.3022.8090.8%3.4025.85由表2-7中的數(shù)據(jù)據(jù)可見，，一般來來說，h值越小，，Cmax/Cb也越小，，tm和tv都短，因因而抗擾擾性能越越好，這這個(gè)趨勢勢與跟隨隨性能指指標(biāo)中超超調(diào)量與與h值的關(guān)系系恰好相相反，反反映了快快速性與與穩(wěn)定性性的矛盾盾。但是，當(dāng)當(dāng)h<5時(shí)，由于于振蕩次次數(shù)的增增加，h再小，恢恢復(fù)時(shí)間間tv反而拖長長了。分析結(jié)果果由此可見見，h=5是較好的的選擇，，這與跟跟隨性能能中調(diào)節(jié)節(jié)時(shí)間最最短的條條件是一一致的（（見表2-6）。因此，把把典型Ⅱ型系統(tǒng)跟跟隨和抗抗擾的各各項(xiàng)性能能指標(biāo)綜綜合起來來看，h=5應(yīng)該是一一個(gè)很好好的選擇擇。兩種系統(tǒng)統(tǒng)比較比較分析析的結(jié)果果可以看看出，典典型I型系統(tǒng)和和典型Ⅱ型系統(tǒng)除除了在穩(wěn)穩(wěn)態(tài)誤差差上的區(qū)區(qū)別以外外，在動(dòng)動(dòng)態(tài)性能能中，典型I型系統(tǒng)在在跟隨性性能上可可以做到到超調(diào)小小，但抗抗擾性能能稍差，，典型Ⅱ型系統(tǒng)的的超調(diào)量量相對較較大，抗抗擾性能能卻比較較好。這是設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)選擇擇典型系系統(tǒng)的重重要依據(jù)據(jù)。2.3.6調(diào)節(jié)器結(jié)結(jié)構(gòu)的選選擇和傳傳遞函數(shù)數(shù)的近似似處處理——非典型系系統(tǒng)的典典型化1.調(diào)節(jié)器結(jié)結(jié)構(gòu)的選選擇基本思路路:將控制對對象校正正成為典典型系統(tǒng)統(tǒng)。系統(tǒng)校正控制對象

調(diào)節(jié)器

輸入輸出典型系統(tǒng)

輸入輸出選擇規(guī)律律：幾種校正正成典型型I型系統(tǒng)和和典型II型系統(tǒng)的的控制對對象和相相應(yīng)的調(diào)調(diào)節(jié)器傳傳遞函數(shù)數(shù)列于表表2-8和表2-9中，表中中還給出出了參數(shù)數(shù)配合關(guān)關(guān)系。有有時(shí)僅靠靠P、I、PI、PD及PID幾種調(diào)節(jié)節(jié)器都不不能滿足足要求，，就不得得不作一一些近似似處理，，或者采采用更復(fù)復(fù)雜的控控制規(guī)律律。表2-8校正成典典型I型系統(tǒng)的的幾種調(diào)調(diào)節(jié)器選選擇控制對象調(diào)節(jié)器參數(shù)配合T1、T2T3T1T2表2-9校正成典典型II型系統(tǒng)的的幾種調(diào)調(diào)節(jié)器選選擇控制對象調(diào)節(jié)器參數(shù)配合認(rèn)為：

認(rèn)為：2.傳遞函數(shù)數(shù)近似處處理（1）高高頻段小小慣性環(huán)環(huán)節(jié)的近近似處理理實(shí)際系統(tǒng)統(tǒng)中往往往有若干干個(gè)小時(shí)時(shí)間常數(shù)數(shù)的慣性性環(huán)節(jié)，，這些小小時(shí)間常常數(shù)所對對應(yīng)的頻頻率都處處于頻率率特性的的高頻段段，形成成一組小小慣性群群。例如如，系統(tǒng)統(tǒng)的開環(huán)環(huán)傳遞函函數(shù)為小慣性環(huán)節(jié)可以合并當(dāng)系統(tǒng)有一一組小慣性性群時(shí)，在在一定的條條件下，可可以將它們們近似地看看成是一個(gè)個(gè)小慣性環(huán)環(huán)節(jié)，其時(shí)時(shí)間常數(shù)等等于小慣性性群中各時(shí)時(shí)間常數(shù)之之和。例如：(2-47)近似條件(2-46)（2）高階階系統(tǒng)的降降階近似處處理上述小慣性性群的近似似處理實(shí)際際上是高階階系統(tǒng)降階階處理的一一種特例，，它把多階階小慣性環(huán)環(huán)節(jié)降為一一階小慣性性環(huán)節(jié)。下下面討論更更一般的情情況，即如如何能忽略略特征方程程的高次項(xiàng)項(xiàng)。以三階階系統(tǒng)為例例，設(shè)其中a，b，c都是正系數(shù)數(shù)，且bca，即系統(tǒng)是是穩(wěn)定的。。(2-50)降階處理：：若能忽略高高次項(xiàng)，可可得近似的的一階系統(tǒng)統(tǒng)的傳遞函函數(shù)為近似條件(2-51)(2-52)（3）低頻頻段大慣性性環(huán)節(jié)的近近似處理表2-9中已經(jīng)指出出，當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)中存在一一個(gè)時(shí)間常常數(shù)特別大大的慣性環(huán)環(huán)節(jié)時(shí)，可可以近似地地將它看成成是積分環(huán)環(huán)節(jié)，即近似條件(2-53)例如：c對頻率特性性的影響圖2-21低頻段大慣慣性環(huán)節(jié)近近似處理對對頻率特性性的影響返回目錄低頻時(shí)把特特性a近似地看成成特性b2.4按工程設(shè)計(jì)計(jì)方法設(shè)計(jì)計(jì)雙閉環(huán)系系統(tǒng)的調(diào)調(diào)節(jié)器本節(jié)將應(yīng)用用前述的工工程設(shè)計(jì)方方法來設(shè)計(jì)計(jì)轉(zhuǎn)速、電電流雙閉環(huán)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)調(diào)節(jié)器。主主要內(nèi)容為為系統(tǒng)設(shè)計(jì)對對象系統(tǒng)設(shè)計(jì)原原則系統(tǒng)設(shè)計(jì)步步驟-IdLUd0Un+--+-UiACR1/RTls+1RTmsU*iUcKsTss+1Id1Ce+E

T0is+11

T0is+1ASR1

T0ns+1

T0ns+1U*nn電流內(nèi)環(huán)圖2-22雙閉環(huán)調(diào)速速系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖轉(zhuǎn)速、電流流雙閉環(huán)調(diào)調(diào)速系統(tǒng)。。1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)對對象雙閉環(huán)調(diào)速速系統(tǒng)的實(shí)實(shí)際動(dòng)態(tài)結(jié)結(jié)構(gòu)圖繪于于圖2-22，它與前述述的圖2-6不同之處在在于增加了了濾波環(huán)節(jié)節(jié)，包括電電流濾波、、轉(zhuǎn)速濾波波和兩個(gè)給給定信號的的濾波環(huán)節(jié)節(jié)。其中T0i—電流反饋濾濾波時(shí)間常常數(shù)T0n—轉(zhuǎn)速反饋濾濾波時(shí)間常常數(shù)2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)原原則系統(tǒng)設(shè)計(jì)的的一般原則則：“先內(nèi)環(huán)后后外環(huán)”從內(nèi)環(huán)開始始，逐步向向外擴(kuò)展。。在這里，，首先設(shè)計(jì)計(jì)電流調(diào)節(jié)節(jié)器，然后后把整個(gè)電電流環(huán)看作作是轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中中的一個(gè)環(huán)環(huán)節(jié)，再設(shè)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器。設(shè)計(jì)分為以以下幾個(gè)步步驟：1.電流環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖的簡化化2.電流調(diào)節(jié)器器結(jié)構(gòu)的選選擇3.電流調(diào)節(jié)器器的參數(shù)計(jì)計(jì)算4.電流調(diào)節(jié)器器的實(shí)現(xiàn)2.4.1電流調(diào)節(jié)器器的設(shè)計(jì)1.電流環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖的簡化化簡化內(nèi)容：：忽略反電動(dòng)動(dòng)勢的動(dòng)態(tài)態(tài)影響等效成單位位負(fù)反饋系系統(tǒng)小慣性環(huán)節(jié)節(jié)近似處理理忽略反電動(dòng)動(dòng)勢的動(dòng)態(tài)態(tài)影響在按動(dòng)態(tài)性性能設(shè)計(jì)電電流環(huán)時(shí)，，可以暫不不考慮反電電動(dòng)勢變化化的動(dòng)態(tài)影影響，即E≈0。這時(shí)，電電流環(huán)如下下圖所示。。Ud0(s)+-Ui(s)ACR1/RTls+1U*i(s)Uc

(s)KsTss+1Id

(s)

T0is+11

T0is+1圖2-23電流環(huán)的動(dòng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖及其化簡簡等效成單位位負(fù)反饋系系統(tǒng)如果把給定定濾波和反反饋濾波兩兩個(gè)環(huán)節(jié)都都等效地移移到環(huán)內(nèi)，，同時(shí)把給給定信號改改成U*i(s)/，則電流環(huán)環(huán)便等效成成單位負(fù)反反饋系統(tǒng)（（圖2-23b）。+-ACRUc

(s)Ks

/R

(Tss+1)(Tls+1)Id

(s)U*i(s)

T0is+1圖2-23b小慣性環(huán)節(jié)節(jié)近似處理理最后，由于于Ts和T0i一般都比Tl小得多，可可以當(dāng)作小小慣性群而而近似地看看作是一個(gè)個(gè)慣性環(huán)節(jié)節(jié)，其時(shí)間間常數(shù)為T∑i=Ts+Toi(2-55)簡化的近似似條件為(2-56)電流環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖最終簡簡化成圖2-23c。+-ACRUc

(s)Ks

/R

(Tls+1)(Tis+1)Id

(s)U*i(s)+-ACRUc

(s)Ks

/R

(Tls+1)(Tis+1)Id

(s)U*i(s)圖2-23c2.電流調(diào)節(jié)器器結(jié)構(gòu)的選選擇典型系統(tǒng)的的選擇：從穩(wěn)態(tài)要求求上看，希希望電流無無靜差，以以得到理想想的堵轉(zhuǎn)特特性，由圖圖2-23c可以看出，，采用I型系統(tǒng)就夠夠了。從動(dòng)態(tài)要求求上看，實(shí)實(shí)際系統(tǒng)不不允許電樞樞電流在突突加控制作作用時(shí)有太太大的超調(diào)調(diào)，以保證證電流在動(dòng)動(dòng)態(tài)過程中中不超過允允許值，而而對電網(wǎng)電電壓波動(dòng)的的及時(shí)抗擾擾作用只是是次要的因因素，為此此，電流環(huán)環(huán)應(yīng)以跟隨隨性能為主主，應(yīng)選用用典型I型系統(tǒng)。電流調(diào)節(jié)器器選擇圖2-23c表明，電流流環(huán)的控制制對象是雙雙慣性型的的，要校正正成典型I型系統(tǒng)，顯顯然應(yīng)采用用PI型的電流調(diào)調(diào)節(jié)器，其其傳遞函數(shù)數(shù)可以寫成成（2-57）式中Ki—電流調(diào)節(jié)器器的比例系系數(shù)；i—電流調(diào)節(jié)器器的超前時(shí)時(shí)間常數(shù)。。為了讓調(diào)節(jié)節(jié)器零點(diǎn)與與控制對象象的大時(shí)間間常數(shù)極點(diǎn)點(diǎn)對消，選選擇則電流環(huán)的的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖便成為為圖2-24a所示的典型型形式，其其中（2-58）（2-59）KIs(Tis+1)Id

(s)+-U*i(s)校正后電流流環(huán)的結(jié)構(gòu)構(gòu)和特性圖2-24校正成典型型I型系統(tǒng)的電電流環(huán)a)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖:b)開環(huán)對數(shù)幅幅頻特性:0L/dBci-20dB/dec/s-1-40dB/decT∑i3.電流調(diào)節(jié)器器的參數(shù)計(jì)計(jì)算式（2-57）給出，電電流調(diào)節(jié)器器的參數(shù)有有：Ki和i，其中i已選定，見見式（2-58），剩下的的只有比例例系數(shù)Ki，可根據(jù)據(jù)所需要的的動(dòng)態(tài)性能能指標(biāo)選取取。參數(shù)選擇在一般情況況下，希望望電流超調(diào)調(diào)量i<5%，由表2-2，可選=0.707，KITi=0.5，則(2-60)(2-61)再利用式（（2-59）和式（2-58）得到注意：如果實(shí)際系系統(tǒng)要求的的跟隨性能能指標(biāo)不同同，式（2-60）和式（2-61）當(dāng)然應(yīng)作作相應(yīng)的改改變。此外，如果果對電流環(huán)環(huán)的抗擾性性能也有具具體的要求求，還得再再校驗(yàn)一下下抗擾性能能指標(biāo)是否否滿足。4.電流調(diào)節(jié)器器的實(shí)現(xiàn)模擬式電流流調(diào)節(jié)器電電路圖中U*i—為電流給定定電壓；–Id—為電流負(fù)反反饋電壓；；Uc—電力電子變變換器的控控制電壓。。圖2-25含給定濾波波與反饋濾濾波的PI型電流調(diào)節(jié)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器器電路參數(shù)數(shù)的計(jì)算公公式(2-62)(2-63)(2-64)設(shè)計(jì)分為以以下幾個(gè)步步驟：1.電流環(huán)的等等效閉環(huán)傳傳遞函數(shù)2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器器結(jié)構(gòu)的選選擇3.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器器參數(shù)的選選擇4.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器器的實(shí)現(xiàn)2.4.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器器的設(shè)計(jì)1.電流環(huán)的等等效閉環(huán)傳傳遞函數(shù)電流環(huán)閉環(huán)環(huán)傳遞函數(shù)數(shù)電流環(huán)經(jīng)簡簡化后可視視作轉(zhuǎn)速環(huán)環(huán)中的一個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)，為為此，須求求出它的閉閉環(huán)傳遞函函數(shù)。由圖圖2-24a可知(2-65)傳遞函數(shù)化化簡忽略高次項(xiàng)項(xiàng)，上式可可降階近似似為(2-66)近似條件可可由式（2-52）求出(2-67)式中cn—轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)環(huán)頻率特性性的截止頻頻率。電流環(huán)等效效傳遞函數(shù)數(shù)接入轉(zhuǎn)速環(huán)環(huán)內(nèi)，電流流環(huán)等效環(huán)環(huán)節(jié)的輸入入量應(yīng)為U*i(s)，因此電流環(huán)環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)環(huán)中應(yīng)等效效為(2-68)這樣，原來來是雙慣性性環(huán)節(jié)的電電流環(huán)控制制對象，經(jīng)經(jīng)閉環(huán)控制制后，可以以近似地等等效成只有有較小時(shí)間間常數(shù)的一一階慣性環(huán)環(huán)節(jié)。物理意義：：這就表明，，電流的閉環(huán)環(huán)控制改造造了控制對對象，加快快了電流的的跟隨作用用，這是局局部閉環(huán)（（內(nèi)環(huán)）控控制的一個(gè)個(gè)重要功能能。2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器器結(jié)構(gòu)的選選擇轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)用電流環(huán)的的等效環(huán)節(jié)節(jié)代替圖2-22中的電流環(huán)環(huán)后，整個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)速控制制系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖便如圖2-26a所示。n

(s)+-Un

(s)ASRCeTmsRU*n(s)Id

(s)

T0ns+11

T0ns+1U*n(s)+-IdL

(s)圖2-26轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其簡化

電流環(huán)系統(tǒng)等效和和小慣性的的近似處理理和電流環(huán)中中一樣，把把轉(zhuǎn)速給定定濾波和反反饋濾波環(huán)環(huán)節(jié)移到環(huán)環(huán)內(nèi)，同時(shí)時(shí)將給定信信號改成U*n(s)/，再把把時(shí)間間常數(shù)數(shù)為1/KI和T0n的兩個(gè)個(gè)小慣慣性環(huán)環(huán)節(jié)合合并起起來，，近似似成一一個(gè)時(shí)時(shí)間常常數(shù)為為的慣慣性環(huán)環(huán)節(jié)，，其中中（2-69）轉(zhuǎn)速環(huán)環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡化化n

(s)+-ASRCeTmsRU*n(s)Id

(s)/

Tns+1U*n(s)+-IdL

(s)b)等效成成單位位負(fù)反反饋系系統(tǒng)和和小慣慣性的的近似似處理理轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器器選擇擇為了實(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速無無靜差差，在在負(fù)載載擾動(dòng)動(dòng)作用用點(diǎn)前前面必必須有有一個(gè)個(gè)積分分環(huán)節(jié)節(jié)，它它應(yīng)該該包含含在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器器ASR中（見見圖2-26b），現(xiàn)現(xiàn)在在在擾動(dòng)動(dòng)作用用點(diǎn)后后面已已經(jīng)有有了一一個(gè)積積分環(huán)環(huán)節(jié)，，因此此轉(zhuǎn)速速環(huán)開開環(huán)傳傳遞函函數(shù)應(yīng)應(yīng)共有有兩個(gè)個(gè)積分分環(huán)節(jié)節(jié)，所所以應(yīng)應(yīng)該設(shè)設(shè)計(jì)成成典型型Ⅱ型系統(tǒng)統(tǒng)，這這樣的的系統(tǒng)統(tǒng)同時(shí)時(shí)也能能滿足足動(dòng)態(tài)態(tài)抗擾擾性能能好的的要求求。由此可可見，，ASR也應(yīng)該該采用用PI調(diào)節(jié)器器，其其傳遞遞函數(shù)數(shù)為（2-70）式中Kn—轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器器的比比例系系數(shù)；；n—轉(zhuǎn)速調(diào)調(diào)節(jié)器器的超超前時(shí)時(shí)間常常數(shù)。。調(diào)速系系統(tǒng)的的開環(huán)環(huán)傳遞遞函數(shù)數(shù)這樣，，調(diào)速速系統(tǒng)統(tǒng)的開開環(huán)傳傳遞函函數(shù)為為令轉(zhuǎn)速速環(huán)開開環(huán)增增益為為（2-72）則（2-71）校正后后的系系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)n

(s)