文档介绍：转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法
电力拖动自动控制系统
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主要内容

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√
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本节要点:
1. 介绍一般调节器的工程设计方法;
2. 介绍典型环节;
3. 典型Ⅰ、Ⅱ系统的参数和性能指标的关系;
4. 小惯性环节近似处理;
5. 高阶系统的降阶处理;
6. 大惯性环节的近似处理。
  ►重点、难点:
典型Ⅰ系统的参数和性能指标的关系;
非典型系统的近似。
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调节器的工程设计方法
问题的提出
►必要性:
用经典的动态校正方法设计调节器须同时解决稳、准、快、抗干扰等各方面相互有矛盾的静、动态性能要求,需要设计者有扎实的理论基础和丰富的实践经验。于是便需要一种简单实用的方法→工程设计方法。
►可能性:
大多数现代的电力拖动自动控制系统均可由低阶系统近似。若事先深入研究低阶典型系统的特性并制成图表,那么将实际系统校正或简化成典型系统的形式再与图表对照,设计过程就简便多了。这样,就有了建立工程设计方法的可能性。
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设计方法的原则:
(1)概念清楚、易懂;
(2)计算公式简明、好记;
(3)不仅给出参数计算的公式,而且指明参数调整的方向;
(4)能考虑饱和非线性控制的情况,同样给出简单的计算公式;
(5)适用于各种可以简化成典型系统的反馈控制系统。
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工程设计方法的基本思路
1. 选择调节器结构,使系统典型化并满足稳定和稳态精度。
2. 设计调节器的参数,以满足动态性能指标的要求。
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3. 调节器结构的选择
基本思路:事先将典型系统的各项性能指标列出图表。将控制对象校正成为典型I型系统或 II型系统,根据图表选择调节器参数。
系统校正
控制对象
调节器
输入
输出
典型系统
输入
输出
只采用少量典型系统
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典型系统
一般来说,许多控制系统的开环传递函数都可表示为
(2-8)
R(s)
C(s)
分母中的 sr 项表示该系统在原点处有 r 重极点,或者说,系统含有 r 个积分环节。根据 r=0,1,2,……等不同数值,分别称作0型、I型、Ⅱ型、……系统
自动控制理论已经证明,0型系统稳态精度低,而Ⅲ型和Ⅲ型以上的系统很难稳定。
因此,为了保证稳定性和较好的稳态精度,多选用I型和II型系统
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1. 典型I型系统
结构图与传递函数
式中 T —系统的惯性时间常数;
K —系统的开环增益。
(2-9)
O
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性能特性
典型的I型系统结构简单,其对数幅频特性的中频段以–20 dB/dec 的斜率穿越 0dB 线,只要参数的选择能保证足够的中频带宽度,系统就一定是稳定的,且有足够的稳定裕量,即选择参数满足
或
于是,相角稳定裕度
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