双闭环调速系统转速调节器的设计

2014-12-9 08:09| 编辑:电工学习网| 查看: 7332| 评论: 0

设计分为以下几个步骤： 1.电流环的等效闭环传递函数 2.转速调节器结构的选择 3.转速调节器参数的选择 4.转速调节器的实现 1.电流内环的等效传递函数当电流环设计好后，可以把它看作是转速环中的一个环节，求出其等效传递函数，然后就可以用与设计电流环类似的方法来设计转速环。电流环的闭环传递函数，由下图可知


传递函数化简忽略高次项，上式可降阶近似为

高阶系统的降阶近似条件（之前已介绍）：

式中 ωcn — 转速环开环频率特性的截止频率。电流环等效传递函数接入转速环内，电流环等效环节的输入量应为U*i(s)，因此电流环在转速环中应等效为

这样，原来是双惯性环节的电流环控制对象，经闭环控制后，可以近似地等效成只有较小时间常数的一阶惯性环节。物理意义：电流进行闭环控制后，改造了控制对象，加快了电流的跟随作用，这是局部闭环（内环）控制的一个重要功能。 2. 转速环的动态结构图用等效传递函数表示电流环后，整个调速系统的动态结构图如下图所示。

系统等效和小惯性的近似处理和电流环中一样，把转速给定滤波和反馈滤波环节移到环内，同时将给定信号改成 U*n(s)/α，再把时间常数为 1 / KI 和 T0n 的两个小惯性环节合并起来，近似成一个时间常数为的惯性环节，其中



因此，ASR传递函数为

式中 Kn — 转速调节器的比例系数； τn — 转速调节器的超前时间常数。调速系统的开环传递函数这样，调速系统的开环传递函数为


4. 转速环校验近似条件同电流环一样以上设计结果是在一系列假定条件下得到的，具体设计时必须加以校验。典型Ⅱ型系统：

近似条件：电流环等效条件
小惯性环节合并
5. 转速调节器参数的选择转速调节器的参数包括 Kn 和 τn。按照典型Ⅱ型系统的参数关系，有

中频宽 h 应选择多少，要看动态性能的要求决定。一般可选择 h =5。