设计分为以下几个步骤: |
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忽略反电势E | |||||||||
电流调节过程比转速和反电动势的变化过程快得多,在按动态性能设计电流环时,可以暂不考虑反电动势变化的动态影响,即ΔE≈0。这时,电流环如下图所示。 | |||||||||
忽略E条件: | |||||||||
② 等效成单位负反馈系统 如果把给定滤波和反馈滤波两个环节都等效地移到环内,同时把给定信号改成U*i(s) /β ,则电流环便等效成单位负反馈系统: |
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③ 小惯性环节近似处理 最后,由于Ts 和 Toi 一般都比Tl 小得多,可以当作小惯性群而近似地看作是一个惯性环节,其时间常数为 T∑i = Ts + Toi 简化的近似条件为 : |
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电流环结构图最终简化成: | |||||||||
2. 电流调节器结构的选择 典型系统的选择 对电流环的要求: (a) 希望其跟随性能好(快) (b) 具有保护特性 (c) 对电网电压波动的及时抗扰作用 已知:跟随性能好 → 选择典型 I 型系统 抗扰性能好 → 选择典型Ⅱ型系统 |
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经查表知,典型 I和典型Ⅱ抗 扰性能接近。所以电流环一般应选典型 I 型,在这种情况下,跟随性能好,而抗扰性能也不差。 电流调节器结构选择 |
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从电流环结构图的最终简化形式表明,电流环的控制对象是双惯性型的,要校正成典型 I 型系统,显然应采用PI型的电流调节器,其传递函数可以写成 | |||||||||
式中 Ki — 电流调节器的比例系数; τi — 电流调节器的超前时间常数。 为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消,选择 |
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则电流环的动态结构图便成为典型I形式,其中 校正后电流环的结构和特性 ①动态结构图: |
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②开环对数幅频特性: | |||||||||
3. 电流调节器的参数计算 电流调节器的参数有: Ki 和 τi 其中 (Tl 为已知参数) 剩下的只有比例系数 Ki, 可根据所需要的动态性能指标选取。 在一般情况下,希望电流超调量σi < 5%,查表可知,可选 ξ =0.707,KI T∑i =0.5,则 |
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(2-a) | |||||||||
由式和式 | |||||||||
得到 | |||||||||
(2-b) | |||||||||
注意: 如果实际系统要求的跟随性能指标不同,式(2-a)和式(2-b)当然应作相应的改变。 此外,如果对电流环的抗扰性能也有具体的要求,还得再校验一下抗扰性能指标是否满足。 4. 电流环校验近似条件 以上设计结果是在一系列假定条件下得到的,具体设计时必须加以校验。 典型I型系统: |
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KI 为典型I型系统开环放大倍数 ωci电流环截止频率 |
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设计分为以下几个步骤: |
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忽略反电势E | |||||||||
电流调节过程比转速和反电动势的变化过程快得多,在按动态性能设计电流环时,可以暂不考虑反电动势变化的动态影响,即ΔE≈0。这时,电流环如下图所示。 | |||||||||
忽略E条件: | |||||||||
② 等效成单位负反馈系统 如果把给定滤波和反馈滤波两个环节都等效地移到环内,同时把给定信号改成U*i(s) /β ,则电流环便等效成单位负反馈系统: |
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③ 小惯性环节近似处理 最后,由于Ts 和 Toi 一般都比Tl 小得多,可以当作小惯性群而近似地看作是一个惯性环节,其时间常数为 T∑i = Ts + Toi 简化的近似条件为 : |
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电流环结构图最终简化成: | |||||||||
2. 电流调节器结构的选择 典型系统的选择 对电流环的要求: (a) 希望其跟随性能好(快) (b) 具有保护特性 (c) 对电网电压波动的及时抗扰作用 已知:跟随性能好 → 选择典型 I 型系统 抗扰性能好 → 选择典型Ⅱ型系统 |
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经查表知,典型 I和典型Ⅱ抗 扰性能接近。所以电流环一般应选典型 I 型,在这种情况下,跟随性能好,而抗扰性能也不差。 电流调节器结构选择 |
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从电流环结构图的最终简化形式表明,电流环的控制对象是双惯性型的,要校正成典型 I 型系统,显然应采用PI型的电流调节器,其传递函数可以写成 | |||||||||
式中 Ki — 电流调节器的比例系数; τi — 电流调节器的超前时间常数。 为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消,选择 |
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则电流环的动态结构图便成为典型I形式,其中 校正后电流环的结构和特性 ①动态结构图: |
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②开环对数幅频特性: | |||||||||
3. 电流调节器的参数计算 电流调节器的参数有: Ki 和 τi 其中 (Tl 为已知参数) 剩下的只有比例系数 Ki, 可根据所需要的动态性能指标选取。 在一般情况下,希望电流超调量σi < 5%,查表可知,可选 ξ =0.707,KI T∑i =0.5,则 |
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(2-a) | |||||||||
由式和式 | |||||||||
得到 | |||||||||
(2-b) | |||||||||
注意: 如果实际系统要求的跟随性能指标不同,式(2-a)和式(2-b)当然应作相应的改变。 此外,如果对电流环的抗扰性能也有具体的要求,还得再校验一下抗扰性能指标是否满足。 4. 电流环校验近似条件 以上设计结果是在一系列假定条件下得到的,具体设计时必须加以校验。 典型I型系统: |
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KI 为典型I型系统开环放大倍数 ωci电流环截止频率 |
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