文档介绍：第五节用时域法分析系统性能举例
一、单闭环有静差调速系统
二、单闭环无静差调速系统
本节以单闭环有静差和无静差速度控制系统为例,说明用时域法分析控制系统性能的方法。
第三章时域分析法
一、单闭环有静差调速系统
系统的构成:
控制部分
电机机组
负载
系统的工作
过程:
第五节用时域法分析系统性能举例
-
Δ
∞
+
+
+
-
ud
id
M
+
-
TG
n
uf
R0
R1
R0
un
+
uct
Ks
单闭环有静差调速系统的原理图:
只有一个反馈回路,存在稳态误差的调速系统称为单闭环有静差调速系统.
系统的组成:
速度调节器
晶闸管整流器
直流电动机
测速发电机
第五节用时域法分析系统性能举例
单闭环有静差调速系统的动态结构图:
Kc
Ks
1/Rd
1+TdS
Rd
CeTmS
Ce
N(s)
Ksf
TsS+1
_
_
Ed
Uct
Ud
Id
_
IL
Un(s)
Ufn
Kc--比例系数
Ce --反电势系数
Td --电磁时间常数
Rd --电枢电阻
其中:
Ts --延迟时间常数
Ksf --速度反馈系数
Tm --机电时间常数
Ks --电压放大系数
前向通道传递函数:
G(s)=
(TdTmS2+TmS+1)(TsS+1)
KcKs/Ce
反馈通道传递函数:
H(s)=Ksf
开环传递函数:
(T1S+1)(T2S+1)(TsS+1)
K
=
Tm>4Td
G(s)H(s)=
(TdTmS2+TmS+1)(TsS+1)
KcKsKsf / Ce
第五节用时域法分析系统性能举例
闭环传递函数:
Un(s)
N(s)
Φ(s)=
=
(TdTmS2+TmS+1)(TsS+1)+KcKsKsf /Ce
KcKsKsf /Ce
=
TdTmTsS3+(TdTm+TdTs)S2+(Tm+Ts)S +1+KcKsKsf /Ce
KcKs / Ce
第五节用时域法分析系统性能举例
设系统的参数为:
闭环传递函数:
第五节用时域法分析系统性能举例
Rd=
Ks=40
Td=
Tm=
Ts=
Ce=/(r/m)
Ksf =
Φ(s)=
++++1
系统稳定的条件:
×>×(+1)
Kc<
Ts很小可忽略:
G(s)H(s)≈
TdTmS2+TmS+1
KcKsKsf /Ce
闭环传递函数:
Φ(s)≈
(TdTmS2+TmS+1)+KcKsKsf /Ce
KcKs /Ce
参数代入:
对照标准式
Φ(s)≈
+++1
=
S2++3535Kc+
50505Kc
ωn2=3535Kc+
2ωnζ=
{
设计成最佳二阶系统
ζ=
ωn=
2×
=
Kc=
(±5%)
ts=
ζωn
3
=
第五节用时域法分析系统性能举例
系统的动态结构图可简化为:
Ksf
KcKS /Rd
(TsS+1)(TdS+1)
Rd(TdS+1)/ Ce
(TmTdS2+TmS+1)
Un(s)
IL(s)
N(s)
_
_
G1(s)
G2(s)
H(s)
第五节用时域法分析系统性能举例
给定信号作用时
将各参数值代入,得
取
第五节用时域法分析系统性能举例
IL(s)=0
Un(s)=
S
1
essr=
1+K
1
essr=
1+40××
1
Kc=
=
KcKS /Rd
(TsS+1)(TdS+1)
G1(s)=
Rd(TdS+1)/ Ce
(TmTdS2+TmS+1)
G2(s)=
H(s)=Ksf
1+KcKsKst /Ce
1
=
在扰动信号作用时
IL(s)=1/s
Un(s)=0
essd=lim S·Ed(s)
s→0
G2(s)H(s)IL(s)
1+G1(s)G2(s)H(s)
s→0
=lim S·
Ce+KcKsKsf
RdKsf
=
取
Kc=
×
0.