资源预览内容
第1页 / 共59页
第2页 / 共59页
第3页 / 共59页
第4页 / 共59页
第5页 / 共59页
第6页 / 共59页
第7页 / 共59页
第8页 / 共59页
第9页 / 共59页
第10页 / 共59页
亲,该文档总共59页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
第十五讲,习题课,例1 设控制对象的传递函数为 式中KI=2,T1=0.4s;T2=0.08s;T3=0.015s;T4=0.005s; 要求阶跃输入时系统超调量 5% 1.分别用I、PI和PID调节器校正成典型I型系统,试设计调节器参数并计算调节时间ts 2.能否用PI或PID调节器将系统校正成典型II型系统?,解:1、(1)用I调节器校正时,调节器传递函数为,按典型I型系统校正,校正后的开环传递函数为 式中T=T1+T2+T3+T4=0.5s,调节时间 s,(2)用PI调节器校正时,调节器传递函数为 取 ,并将T2、 T3和 T4看成小时间常数,令 TT2 T3T40.08+0.015+0.005=0.1s,则按典型I型系统校正时系统开环传递函数为 其中,同前一样,,调节时间 s,(3)用PID调节器校正时,调节器传递函数为 取 令TT3T40.015+0.005=0.02s,则按典型I型系统校正时系统开环传递函数为 其中,同前一样,,调节时间 s 比较采用不同调节器的ts,可见用PID调节器校正效果最好,2.(1)用PI调节器校正时,由于控制对象传递函数不存在积分环节,故需做近似处理后才能校正成典型II型系统。,令 ,则在PI调节器下,校正后系统开环传递函数为 式中T=T2 T3T40.08+0.015+0.005=0.1s,下面需要校验近似条件 是否满足 因 那么当h=4时, 那么当h=3时, 而 ,,显然不满足近似条件,所以不能用PI调节器将系统校正成典型II型系统,(2)用PID调节器校正时,系统的开环传递函数为 取 令TT3T40.015+0.005=0.02s,,则上式近似为,需校验近似条件 那么当h4, 7.5s-1 当h10时, 7.5s-1 可见满足近似条件,故可用PID调节器将系统校正成典型II型系统,例2 双闭环调速系统中,已知电动机参数: PN=3kW, UN=220V, nN=1500r/min, IN=17.5A,电枢绕组电阻Ra1.25, GD2=3.53Nm2,采用三相桥式整流整流,整流装置内阻Rrec 1.3,平波电抗器电阻RL0.3, 整流回路总电感L200mH,暂不考虑稳定性问题,设ASR限幅输出 8V,ACR限幅输出 8V,最大给定 10 V,要求:调速范围D20,静差率s10,堵转电流Idbl2.1IN,临界截止电流Idcr 2IN。 采用工程设计法进行动态参数设计,设计指标: 电流超调量i5,空载起动到额定转速的转速超调量i10,空载起动到额定转速的过渡过程时间tv 0.5s。,解:由以上数据可知 RRaRrecRL 2.85,Vmin/r,37.84,V/A,机电时间常数 电磁时间常数,1.电流环设计 (1)确定时间常数 A.整流装置滞后时间常数Ts。 查表12,三相桥式电路的平均失控时间Ts 0.0017s,B.电流滤波时间常数Toi。 为了基本滤平波头,应有(12) Toi =3.33ms,故Toi =0.002s,由此可得电流环的小时间常数 TiTsToi0.0037s,(2)选择电流调节器结构 根据设计要求i5,并且使稳态电流无差,可按典型I型系统来设计。 电流环控制对象是双惯性的,可用PI调节器,其传递函数为,选择电流调节器参数 取 为满足i5,可取,计算电阻和电容 取调节器的输入电阻R0=20k,则电流调节器的各参数为,k,(3)校验近似条件 电流环截止频率 晶闸管装置传递函数的近似条件为 满足条件,忽略反电动势影响的近似条件为 满足条件,小时间常数的近似处理条件为 满足条件,2.转速环设计 (1)确定时间常数 电流环等效时间常数为 取转速反馈滤波时间常数 那么转速环等效时间常数为,(2)转速调节器结构选择 题目虽未要求无静差,但为获得最高性能,转速调节器采用典型II型系统,其传递函数为,按跟随性能和抗扰性能较好的原则取h5,当h5时ASR的退饱和超调量为 其中,根据表27,可得h5时,由题意得2.1;理想空载时z0; 开环系统的额定速降,据此可得h5时的退饱和超调量 满足设计要求,空载起动到额定转速时,大部分时间内ASR饱和而不起作用,使过渡过程时间ts延长, ts可表示为 ts t2 tv 其中t2为恒流上升时间,tv是退饱和超调过渡过程时间,由表27知h5时 tv 8.8 ti0.153s,但要注意这里的tv是按5Cb计算的,此时 但实际的tv应按5nN计算,由于 5nN75r/min8.5r/min,故实际的tv0.153s,也就是说tv可忽略不计,r/min,故tst20.31s 据此转速调节器的参数,ASR的时间常数 转速环的开环增益,ASR的比例系数,同前,取调节器输入电阻R0=20k,则,校验近似条件 转速环截止频率,电流环传递函数简化条件 满足条件,小时间常数近似处理条件为 满足条件,例3 带转速微分负反馈的双闭环调速系统,已知参数同例2,转速环已按典型II型系统设计,取h5 1、要求空载起动到额定转速时的转速超调量n0,试 (1)计算微分负反馈时间常数 、滤波电阻和电容 (2)计算退饱和时间tt和退饱和转速nt 2、试求突加额定负载时系统的动态速降值和恢复时间,解:1、(1)微分反馈时间常数 当h5时,滤波电容 取R0=40k,则,滤波电阻,k,(2)退饱和时间tt 因空载起动时TdL=0,则,退饱和转速nt,r/min,2、 查表210,得在 时,,而 所以,r/min,r/min,又由表210,可得 故,
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号