重庆大学运动控制复习主要知识点.docx

第二章 1.直流调速系统用的可控直流电源 （1）相控整流器（AC-DC）[晶闸管整流器-电动机系统（V-M系统）] 原理：调节控制电压Uc，改变触发脉冲相位，改变整流器输出瞬时电压，平均电压U 存在问题：1）轻载时，深度调速时可能产生电流断续，导致特性严重非线性进而影响调速品质 2）晶闸管单向导电，导致电动机可逆运行困难 3）基于门极移相触发控制，低速运行时功率因数变差，产生较多谐波，引起电网电压畸变 解决方法：（1.1）增加整流电路相数，或采用多重化技术； （1.2）设置电感量足够大的平波电抗器； 整流装置模型：一阶惯性环节W （2）PWM变换器（DC-DC）[直流脉宽调速系统] 原理：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速 带制动不可逆PWM变换器调速：P18 图（a），分为4个阶段： 正向电动：（条件TonT/2 （1）0≤t≤T （2）Ton≤t≤T， 正向制动：（条件TonT/2 （3）0≤t≤Ton，VT2关断，VD1续流，电流流向 （4）Ton≤t≤T，VT2导通，电流流向 特：轻载电动状态（电流小，关断后未到周期T已衰减到0，提前导通，电流方向发生变化） （1）VD1续流，电流 –id 沿回路4流通； （2）VT1导通，电流 id 沿回路1流通； （3）VD2续流，电流 id 沿回路2流通； （4）VT2导通，电流 –id 沿回路3流通。 2.性能指标及机械特性 （1）调速范围D：电动机提供最高转速和最低转速之比，D= 调速系统的调速范围 指在最低速时还能满足所需静差率的调速范围 （2）静差率s：某转速下运行，负载由理想空载增加到额定值所对应转差降落与理论空载转速之比 s= 系统静差率指标 应以最低速度时所能达到数值为准 （3）调速范围与静差率关系：对静差率要求越严格，即s越小，系统能允许的调速范围也越小D= （4）开环调速 电力电子变换器：Ud0=KsUc 3.转速反馈控制的直流调速系统 （1）静特性：表示闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）间的稳态关系 静特性方程：n=KpK 开环放大系数：K=KpK 电动机放大系数：C （2）开环系统机械特性与闭环系统静特性的关系 开环系统机械特性方程可以写成：n= 1）闭环系统静特性比开环系统静特性硬得多 [转速降落?ncl=? 2）同一个n0值的开环和闭环系统，闭环系统静差小得多 [s 3）静差率一定，闭环系统可大大提高调速范围 [Dcl 以上三点优势，需要K足够大，即设置放大器及检测与反馈装置 （3）反馈控制规律：1）比例反馈是有静差的控制系统 2）抵抗扰动，服从给定 3）系统精度依赖于给定和反馈检测的精度 （4）比例闭环调速系统稳定性 KTm(Tl+ （5）比例，积分控制特点，有无静差的概念 有静差系统：自动系统中，输入偏差是维系系统运行的基础，必然要产生静差 比例特点：迅速响应，但有稳态误差 （只取决于当前输入偏差） 积分特点：消除稳态偏差，但响应缓慢（包含偏差全部历史），可以在误差为0时，保持终值，即在无静差情况下保持恒速运行，实现无静差调速 PI调节器则综合比例和微分的优点 （6）阶跃给定输入稳态误差 1）0型系统对于阶跃给定输入稳态有差——有差调速系统 2）1型系统对于阶跃给定输入稳态无差——无差调速系统 （7）电流截止负反馈（自动限制电枢电流的环节） 这种应用只在起动和堵转时存在，正常运行时消失，让电流随负载增减而变化，这种电流达到一定程度才出现的电流负反馈叫电流截止负反馈 n= 第三章 1.双闭环系统结构及静特性 （1）引入电流闭环的原因：转速反馈（单闭环系统），用PI调节器实现稳态无静差，电流截止负反馈限制电枢电流，但不能理想控制电流（实际希望电流保持恒定最大值启动） （2）闭环结构：外环——转速环，内环——电流环 均采用PI调节器 限幅：转速调节器（ASR）决定电流给定的最大值 电流调节器（ACR）决定了电力电子变换器的最大输出值 调节器工作状态：饱和：输入量不在影响输出（开环）[电流调节器工作在不饱和] 不饱和：PI作用使输入偏差电压在稳态时趋于零 2.动态过程 （1）第一阶段（0~t1 Id Id≥Idl，电机起动，转速增长较慢，电枢电流Id 电流调节器压制Id ASR很快进入并保持饱