转子绕线机控制系统

转子绕线机控制系统结构示意图转子绕线机结构图控制器csG（）设计的具体要求是[22]：1）响应的稳态误差小于10﹪，静态速度误差系数vK=10；2）系统对阶跃输入的超调量在10﹪左右；3）按=2％要求的系统调节时间为3s左右。为了提高系统的稳定精度，必须采用高增益，但过高的1K对系统的稳定性和动态性能都会产生不利影响。需要调节不同的1K值下的系统响应。1K=500时对应的控制器的瞬态响应如图16所示。StepResponseTime(sec)Amplitude02468101200.20.40.60.811.21.41.61.8System:GPeakamplitude:1.7Overshoot(%):69.9Attime(sec):0.607System:GRiseTime(sec):0.205System:GSettlingTime(sec):7.51System:GFinalValue:1上升时间str205.0，峰值7.1)(pth，超调量%9.69%，峰值时间s607.0pt，调节时间s51.7st，终值1)(h。速度误差系数cvs0s=50limGK（）1050500501K速度误差%1050050501Kess当1K取不同值时系统的各项性能1KStrpth%%StpStshvK%sse501.53---2.69111001000.6621.088.51.452.1112502000.3671.330.20.9122.8114253000.281.4746.60.7493.61616.74000.2341.5959.40.6624.881812.55000.2051.769.90.6077.51110106000.1861.79790.55812.81128.37000.1711.8786.90.52440.81147.1当1K=500，)(sse=10％，刚好满足设计要求，但系统对阶跃输入的％=70％，st=8s，远大于设计指标值。因此，必须采用较为复杂的校正网络。)(sse要求，取1K=500,绘出未校正系统的伯德图10-1100101102-80-60-40-2002040-150-100-50050Magnitude(dB)10-1100101102103-270-225-180-135-90Phase(deg)BodeDiagramGm=15.5dB(at17.3rad/sec),Pm=59.2deg(at5.41rad/sec)Frequency(rad/sec)超前校正：StepResponseTime(sec)Amplitude00.511.500.20.40.60.811.21.4System:G1RiseTime(sec):0.229System:G1Peakamplitude:1.08Overshoot(%):8.11Attime(sec):0.482System:G1SettlingTime(sec):1.04System:G1FinalValue:1校正后系统的阶跃响应表明，系统引入超前校正网络后，相角裕度明显增大，动能改善较大，超调量及调节时间已能满足设计要求，但校正后系统的静态速度误差系数18003.55.0451025vK＜10使得系统斜坡响应的稳态误差高达20%，不符合设计指标要求。为了减少系统的稳态误差，可尝试用根轨迹法设计滞后校正网络-15-10-50-10-8-6-4-20246810RootLocusRealAxisImaginaryAxis-15-10-50-10-8-6-4-20246810RootLocusRealAxisImaginaryAxisStepResponseTime(sec)Amplitude02468101214161800.20.40.60.811.21.4System:G1RiseTime(sec):0.633System:G1Peakamplitude:1.13Overshoot(%):13.3Attime(sec):1.45System:G1SettlingTime(sec):8.89System:G1FinalValue:1三种校正设计结果校正方案增益放大器1K超前校正网络滞后校正网络阶跃响应超调量70%8%13%调节时间/s814斜坡输入的稳态误差10%20%5%vK10520