運動控制系統(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行弱 磁控制把調(diào)壓與弱磁的給定裝置統(tǒng)一成一個電位器，弱磁升速靠系統(tǒng)內(nèi)部的信號自動進行。在基速以下，應該在滿磁的條件下調(diào)節(jié)電壓，在基速以上，應該在額定電壓下調(diào)節(jié)勵磁，因此存在恒轉(zhuǎn)矩的變壓調(diào)速和恒功率的弱磁調(diào)速兩個不同的區(qū)段。選擇一種合適的控制方法，可以在這兩個區(qū)段中交替工作，也能從一個區(qū)段平滑地過渡到另一個區(qū)段中去，把調(diào)壓與弱磁的給定裝置統(tǒng)一成一個電位器，弱磁升速靠系統(tǒng)內(nèi)部的勵磁電流的閉環(huán)控制圖4-33 帶有勵磁電流閉環(huán)的弱磁與調(diào)壓配合控制

2、直流調(diào)速系統(tǒng)AFR勵磁電流調(diào)節(jié)器 UPEF勵磁電力電子變換器TAF勵磁電流互感器勵磁電流的閉環(huán)控制勵磁控制系統(tǒng) 在原先轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的基礎上，采用勵磁電流閉環(huán)控制弱磁程度。當轉(zhuǎn)速升到額定轉(zhuǎn)速 以上時，將根據(jù)感應電動勢不變的原則，逐步減小勵磁電流給定 ，在勵磁電流閉環(huán)控制作用下，勵磁電流 ，氣隙磁通 小于額定磁通 ，電動機工作在弱磁狀態(tài)，實現(xiàn)基速以上的調(diào)速。勵磁控制系統(tǒng) 在原先轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的基礎上，采用勵磁電弱磁控制時的直流電動機模型-非線性：參數(shù) 和 都不能再看作常數(shù)，圖4-34弱磁過程直流電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖弱磁控制時的直流電動機模型-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)，設計者要選擇ASR和ACR兩個調(diào)節(jié)器的PI參數(shù)，有效的方法是使用調(diào)節(jié)器的工程設計方法。為了使調(diào)節(jié)器參數(shù)進一步優(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，觀測轉(zhuǎn)速和電流的仿真波形，檢查系統(tǒng)控制性能，并對參數(shù)作進一步細調(diào)。學習在Matlab/SIMULINK仿真平臺下雙閉環(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勢變化的動態(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:暫不考慮反電動勢變化

4、的動態(tài)影響，在電流環(huán)仿真調(diào)試時，電機拖動反抗性負載，工作在額定負載狀態(tài)，電樞電流給定很小，這樣電機不能起動，避免了轉(zhuǎn)速環(huán)對電流環(huán)的影響。電流環(huán)均無靜差。電流環(huán)仿真:暫不考慮反電動勢變化的動態(tài)影響，在電流環(huán)仿真調(diào)試圖4-36 Saturation模塊對話框飽和非線性模塊(Saturation)，來自于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設計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設計電樞電壓快圖4-38無超調(diào)的仿真

5、結(jié)果PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 電樞電流沒有超調(diào)。圖4-38無超調(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聚合模塊對話框從Signal Routing組中選用了Mux模塊來把幾個輸入聚合成一個向量輸出給Scope 輸入量的個數(shù)設置為2圖4-42聚合模塊對話框從Signal Routing組中圖4-43轉(zhuǎn)速環(huán)空載起動波形圖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置為10 圖4-43轉(zhuǎn)速環(huán)空載起動波形圖ASR調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為 雙擊圖3-35轉(zhuǎn)速環(huán)滿載高速起動波形圖把負載電流設置為52.5，滿載起動， 圖3-35轉(zhuǎn)速環(huán)滿載高速起動波形圖把負載電流設置為52.5圖4-45 轉(zhuǎn)速環(huán)的抗擾波形圖轉(zhuǎn)速環(huán)抗擾過程進行仿真，它是在負載電流IdL(s)的輸入端加上負載電流，圖4-45 轉(zhuǎn)速環(huán)的抗擾波形圖轉(zhuǎn)速環(huán)抗擾過程進行仿真，它是在工程設計時，首先根據(jù)典型I型系統(tǒng)或