交直流调速系统与MATLAB仿真-绪论.

周渊深中国电力出版社第0章绪论0.1自动控制系统的构成体系0.2电力拖动自动控制系统的分类0.3工业上常用的交直流调速系统0.4交直流调速控制系统的技术指标0.5本课程的性质及与前导课程的关系以生产机构的速度、位置-----等变量为被控量，以“电动机”为执行机构。0.1自动控制系统的构成体系自动控制系统分为生产过程自动控制系统电力拖动自动控制系统以生产过程参数T、P、Q--等变量为被控量，以“自动化仪表”为执行机构。根据电机是交流还是直流，系统又分为交流和直流系统。0.2电力拖动自动控制系统的分类以控制电机速度为目的(以机床速度图说明)以控制电机转角为目的(以雷达跟踪系统说明）以计算机技术实现控制规律(以PLC系统说明)1.调速系统：2.随动系统：3.程序控制系统：0.3工业上常用的交直流调速系统1、速度控制系统即调速控制系统。例如发动机的转速调节，磁带的速度调节等等。2、位置控制系统（调速系统+位置外环）即随动（伺服）系统。例如液面位置的控制，雷达方位角的控制，火炮角位置的控制，机械加工中的轨迹控制等。3、张力控制系统（调速系统+张力外环）例如：加工各种带材和线材的控制4、多电机同步控制系统（多调速系统+同步控制装置）系统中有多个传动点，每个传动点由一个电动机拖动单元拖动，组成了多单元同步控制系统。系统中各单元应能同时按规定的速比稳速运行，并有良好的统调、单调性。上述系统的基础都是调速控制系统。0.4交直流调速控制系统的技术指标一、调速控制要求：1.调速要求：2.稳速要求：3.加、减速要求：在一定的范围内，实现有级或无级调速。以一定的精度在要求的转速上稳定运行，基本不受各种扰动的影响。要求有良好的过渡过程。上述三方面要求，可具体用调速系统的稳态和动态两方面的性能指标来衡量。minmaxnnD调速范围是指电动机在额定负载下，运行的最高转速与最低转速之比，用D表示，即maxn对于调压调速系统来说，电动机的最高转速nomn可用其额定转速表示。二、调速系统的性能指标1、稳态性能指标调速系统的稳态性能指标有：衡量系统稳态性能的指标调速范围静差率(1)调速范围%1000nnsnom或用百分数表示n0an0bnan,nbn,nabcnTeT图0-1不同转速下的静差率0nomn0n000nnnnnsnomnom当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所引起的额定转速降落与理想空载转速之比，称作静差率，用S表示，即(2)静差率③S的要求是指系统最低速时所能达到的指标。①S与机械特性的硬度有关，特性越硬，S越小，转速越稳。②S和机械特性硬度又有区别。同样硬度的特性，0n越低，S越大。讨论：3、D、S和nomn间的关系调速系统的静差率是指系统工作在最低速时的静差率，即min0nnsnom则nomnomnomnomnssnsnnnn1min0min，代入调速范围的表达式minmaxnnD，得snnsDnomnom1常用零初始条件下系统对单位阶跃给定信号的输出过程来表示跟随过程。)(tCC0rtsttC%)2%(5或maxCCCmax图0-2阶跃响应曲线和跟随性能指标2.动态性能指标(1)跟随性能指标衡量系统动态过程性能的指标称为动态性能指标。%100%maxCCCC输出量从零开始，第一次上升到稳态值所经历的时间。超调量反映了系统的相对稳定性。%2%5或输出衰减到与稳态值之差进入的允许误差范围之内所需的最小时间。它衡量系统调节过程的快慢。其主要跟随性能指标如下：rt①上升时间②超调量st③过渡过程时间NC,0mtt2%)2%(5C或maxC-vtN1C2C图0-3突加扰动的动态过程和抗扰性能指标(2)抗扰性能指标典型的扰动过渡过程如图所示。1)动态降落%maxC——系统稳定运行时，突加一个扰动量N，在过渡过程中引起输出量的最大降落值maxC称为动态降落，用输出量原稳态值1C的百分数表示，即%100%1maxmaxCCC当输出量在动态降落后又恢复到新的稳态值2C时，偏差21CC表示系统在该扰动作用下的稳态降落，动态降落一般都大于稳态降落。2）恢复时间t——从阶跃扰动作用开始，到输出量恢复到与新稳态值2C之差进入2C的%2%5或范围内所需的时间，称为恢复时间t。1、电路、电子：解决ASR、GT的线路设计、参数计算、元件选择、调试2、变流技术：解决GT、整流等单元的分析、计算和调试3、电机与拖动：解决负载与电动机之间的拖动问题4、自动控制原理：解决系统中的理论分析与设计问题5、本课程：上述课程的综合应用0.5本课程的性质及与前导课程的关系一、性质：专业主干课程、前导课程的综合应用二、与前导课程的关系给出一个单环调速系统的框图，结合框图说明。