解 电流调节器的设计

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1、.运动控制系统期中考试电控学院自动化0905贺奎（0906050509）...解：电流调节器的设计（1）确定时间常数1）整流装置滞后时间常数Ts。三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.0017s。2）流滤波时间常数Toi。据题意给定Toi=0.002s。3）电流环小时间常数之和Ti。按小时间常数近似处理Ti=+=0.0037s。4）电磁时间常数Tl。Tl=LR=15*10-30.5s-1=0.03s-1。5）电力拖动系统机电时间常数Tm。Tm=GD2R375CeCmCm=30πCeCe=0.132V*min/r所以Tm=0.18s（2）选择调

2、节器结构根据设计要求σi≤5%,并保证稳态电流无差，可按典Ｉ设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI调节器。传递函数为WACR=Ki(τiS+1)τiS。检查对电源电压的抗扰性能：TlTi=0.030.0037≈8.11,其动态性能指标都可以接受。（3）计算电流调节器参数电流调节器超前时间常数：τi=Tl=0.03s。电流环开环增益：要求σi≤5%时，应取KlTi=0.5,因此Kl=0.5Ti=0.50.0037s≈135.1s-1于是，ACR的比例系数为Ki=KlτiRKsβ=135*0.03*0.540*0.05≈1.0

3、13（4）校验近似条件电流环戒指频率：ωci=Kl=135.1s-11）校验晶闸管整流装置传递函数近似条件13Ts=13*0.0017s-1≈196.1>ωci满足近似条件2）校验忽略反电动势变化对电流环动态影响条件31TmTl=3*10.18*0.03s-1≈40.82s-1<ωci满足近似条件3）校验电流环小时间常数近似处理条件131TsTOi=13*10.0017*0.002s-1≈180.8s-1>ωci满足近似条件（5）计算调节器电阻和电容取R0=40kΩRi=KiR0=1.013*40kΩ=40.52kΩ取40kΩCi=τiRi

4、=0.0340*103F=0.75*10-6F=0.75uF取0.75uFCoi=4ToiR0=4*0.00240*103F=0.2*10-6F=0.2uF取0.2uF转速调节器的设计...（1）确定时间常数1）电流环等效时间常数1Kl。KlTi=0.5,则1Kl=2*Ti=2*0.0037s=0.0074s2）转速滤波时间常数Ton。根据题意Ton=0.01s。3）转速环小时间常数Tn。按小时间常数近似处理，取Tn=1Kl+Ton=0.0074s+0.01s=0.0174s（2）选择转速调节器结构按照设计要求，选用PI调节器，其传递函数为

5、WASR=Kn(τnS+1)τnS（3）计算转速调节器参数按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5,则ASR的超前时间常数为τn=hTn=5*0.0174s=0.087s转速环开环增益KN=h+12h2Tn2=62*52*0.01742s-1≈396.4s-1ASR的比例系数为Kn=(h+1)βCeTm2hαRTn=6*0.05*0.132*0.182*5*0.007*0.5*0.0174≈11.7（4）检验近似条件转速环截止频率为wcn=KNw1=KNτn=396.4*0.087s-1≈34.5s-11）电流环传递函数简化条件13KlTi=

6、13135.10.0037s-1≈63.7s-1>wcn满足条件2）转速环小时间常数近似处理条件13KlTon=13135.10.01s-1≈38.7s-1>wcn满足条件（5）计算调节器电阻电容取R0=40kΩRn=KnR0=11.7*40kΩ=468kΩ取470kΩCn=τnRn=0.087470*103F=0.185*10-6F=0.185uF取0.2uFCon=4TonR0=4*0.0140*103F=1*10-6F=1uF取1uF（6）校验转速超调量σn=∆CmaxCbλ-z∆nNn*TnTm①∆nN=IdNRCe②联立①②得σn

7、=2*81.2%*1.5*136*0.50.1321460*0.01740.18≈8.31%<10%符合设计要求综上所述WACR=1.013(0.03S+1)0.03SWASR=11.7(0.087S+1)0.087S...触发电路控制电压Uk输出电路和反馈电路的部分电路...电源部分整流部分和反馈电路的部分电路...整流各元件同步电压Port5所接晶闸管晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6Port4所接同步电源-uscUsb-usaUsc-usbusa系统结构框图为WASRWACRKSTs+11R(Tls+1)RTms1CeαβUn

8、*n一、原理图实现直流调速系统的原理：（1）通过实验调节RP3使得电流反馈系数即电流反馈电压与电枢电流之比为0.05（2）通过实验调节RP2使得转速反馈系数即转速反馈电压与转速之