电气传动自动控制系统课程设计一PPT学习教案.pptx

电气传动自动控制系统是现代工业生产中的重要组成部分，它涉及到电力电子技术、自动控制理论和电机学等多个领域。在本课程设计中，我们将深入探讨双闭环调速系统的设计理论及其性能指标。 双闭环调速系统的目标是实现对电机速度的精确控制。设计时，我们需要设定静态和动态性能指标，例如超调量、上升时间、调节时间以及动态降落比等，这些指标衡量了系统的稳定性和快速响应能力。超调量反映了系统在受到阶跃输入后的振荡程度，而上升时间和调节时间则关注系统达到新稳态的速度。动态降落比和恢复时间则考察系统对扰动的抑制能力。 在理论设计阶段，我们首先需要获取系统固有的设备参数，如电机的电气特性和机械特性。然后建立系统的数学模型，通常采用典型化的处理方法，简化复杂的高阶系统模型，以便于分析和设计。常见的典型系统有Ⅰ型和Ⅱ型系统，它们有不同的开环传递函数形式，比如典型Ⅰ型系统由比例微分环节构成，能够有效补偿相位滞后，确保系统稳定性。 对于典型Ⅰ型系统，其闭环传递函数和特性参数（如固有角频率和阻尼比）直接影响系统的稳态和动态性能。通过调整这些参数，可以优化系统的跟随性能和抗扰性能。例如，KT参数的选取将影响系统的稳态响应速度和动态跟随性能。在抗扰性能方面，可以通过串联校正和PI调节器来增强系统的抗干扰能力。 如果原始模型是高阶且复杂，可以通过近似处理将其转换为典型系统，如小惯性环节的近似、高阶系统的降阶处理和大惯性环节的近似。然而，这些近似方法需满足一定的工程约束条件，否则可能影响系统的正确运行。 在双环调速系统中，通常包括速度环和电流环两个控制回路。电流环作为内环，负责电机电流的精确控制，而速度环作为外环，确保电机速度的稳定。在设计时，我们会将电流环校正为典型Ⅰ型系统，以提升电流调节的跟随性能。同时，通过选择适当的开环增益和比例放大系数，可以进一步优化系统的整体性能。 电气传动自动控制系统的课程设计涵盖了系统分析、模型简化、控制器设计和性能优化等多个关键步骤。这不仅要求扎实的理论基础，还需要灵活应用控制理论来解决实际问题，从而确保控制系统能在各种工况下稳定、高效地工作。