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采用PI调节器的无静差调速系统(一)

2015-12-29 01:12
导读:其他论文论文,采用PI调节器的无静差调速系统(一)怎么写,格式要求,写法技巧,科教论文网展示的这篇文章是很好的参考:  2、采用PI调节器的无静差调速系统

 2、采用PI调节器的无静差调速系统
 在图四中,由于有比例积分调节器的存在,只要偏差不等于零,系统就会起调节作用,当时,,则调节作用停止,调节器的输出电压由于积分作用,保持在某一数值,以维持电动机杂给定转速下运转,系统可以消除静态误差,故该系统是一个无静差调速系统。
 系统的调节作用是:当电动机负载增加时,如图六(a)中的瞬间,负载
 ()

         t1      t2

            图六  负载变化时PI调节器对系统的调节作用

突然由增加到,则电动机的转速将由开始下降而产生转速偏差[见图(b)],它通过测速机反馈到PI调节器的输入端产生偏差电压,于是开始了消除偏差的调节过程。首先,比例部分调节作用显著,其输出电压等于,使控制角α减小,可控整流电压增加[图(c)之曲线①],由于比例输出没有惯性,故这个电压使电动机转速迅速回升。偏差Δn越大,也越大,它的调节作用也就越强,电动机转速回升也就越快。而当转速回升到原给定值时,Δn=0,ΔU=0,故也等于零。
 积分部分的调节作用是:积分输出部分的电压等于偏差电压ΔU的积分,它使可控整流电压增加的,或,即的增长率于偏差电压ΔU(或偏差Δn)成正比。开始时Δn很小,增加的很慢,当Δn最大时,增加的最快,在调节过程中的后期Δn逐渐减少了,的增加也逐渐减慢了,一直到电动机转速回升到,Δn=0时,就不再增加了,且在以后就一直保持这个数值不变[图(c)之曲线②]。
 把比例作用与积分作用合起来考虑,其调节的综合效果见图(c)之曲线③,可知,不管负载如何变化,系统一定会自动调节,在调节过程的开始和中间阶段,比例调节起主要作用,它首先阻止Δn的继续增大,而后使转速迅速回升,在调节过程的末期,Δn很小了,比例调节的作用不明显了,而积分调节作用就上升到主要地位,依靠它来最后消除转速偏差Δn,使转速回升到原值。这就是无静差调速系统的调节过程。 您可以访问中国科教评价网(www.NsEac.com)查看更多相关的文章。
 可控整流电压等于原静态时的数值加上调节过程进行后的增量,如图(d)所示。可见,在调节过程结束时,可控整流电压稳定在一个大于的新的数值上。增加的那一部分电压(即)正好补偿由于负载增加引起的那部分主回路压降。
 无静差调速系统在调节过程结束以后,转速偏差Δn=0(PI调节器的输入电压ΔU也等于零),这只是在静态(稳定工作状态)上无差,而动态(如当负载变化时,系统从一个稳态变到另一个稳态的过渡过程)上却是有差的。在动态过程中最大的转速降落叫做动态速降(如果是突卸负载,则有动态速升),它是一个重要的动态指标。
 这个调速系统在理论上讲是无静差调速系统,但是由于调节放大器不是理想的,且放大倍数也不是无限大,测速机也还存在误差,因此实际上这样的系统仍然是有一点静差的。
 这个系统中的PI调节器是用来调节电动机转速的,因此,常把它称为速度调节器(ASR)。
 3、单相桥式可控整流电路
 在单相桥式整流电路中,把其中两只二极管换成晶闸管就组成了半控桥式整流电路,如图七所示。这种电路在中小容量场合应用很广,它的工作原理如下:当电源1端为正的某一时刻,触发晶闸管,电流途经如图中实线箭头所示。这时及均承受反向电压而截止;同样在电源2端为正的下半周期,触发晶闸管,电流途经如图中虚线箭头所示,这时及处于反压截止状态。
 

             图七   带电阻性负载的单相半控桥式整流电路

 四、接口设计
 
 
1、什么是接口
 一个机电一体化产品由机械分系统和微电子分系统(微控制机)两大部分组成,二者又分别由若干要素构成。要将各要素、各子系统有机地结合起来,构成一个完整的系统,就必须能顺利地在各要素、各子系统之间进行物质、能量和信息的传递与交换。为此,各要素和子系统的相接处必须具备一定的联系条件,这个联系条件通常被称为接口。

(转载自http://zw.nseac.coM科教作文网)

 2、接口的分类和特点
 目前,关于机电一体化产品接口的分类有很多提法,比如根据接口的变换和调整功能,可将接口分为零接口、被动接口、主动接口和智能接口;根据接口的输入输出功能,可将接口分为机械接口、物理接口、信息接口与环境接口等。这里按照接口所联系的子系统不同,以控制微机(微电子系统)为出发点,将接口分为人机接口与机电接口两大类。
                               机电接口
 
 图八   机电一体化系统的基本组成
 
 3、机电接口设计
 
 所谓机电接口,是指机电一体化产品中的机械装置与控制微机间的接口。按照信息的传递方向可以将机电接口分为信息接口(传感器接口)与控制量输出接口。
(1)信息采集接口的任务与特点
 在一个机电一体化产品中,控制微机要对机械装置进行有效控制,使其按预定的规律运行,完成预定的任务,就必须随时对机械系统的运行状态进行监控,随时检测各种工作和运行参数,如位置、速度、转矩、压力、温度等等。因此进行系统设计时,必须选用相应传感器将这些物理量转换为电量,再经过信息采集接口的整形,放大,匹配,转换,变成微机可以接受的信号传递给微机。
(2)控制输出接口的任务与特点
 控制微机通过信息采集接口检测机械系统的状态,经过运算处理,发出有关控制信号,经过控制输出接口的匹配、转换、功率放大,驱动执行元件去调节机械系统的运行状态,使其按设计要求运行。
 (3)控制量输出接口中的功率接口设计
 在机电一体化产品中,被控对象所需要的驱动功率一般都比较大,而计算机发出的数字控制信号或经D/A转换后所得到的模拟控制信号的功率都很小,因而必须经过功率放大后才能用来驱动被控对象。实现功率放大功能的接口电路被称为功率接口电路。 您可以访问中国科教评价网(www.NsEac.com)查看更多相关的文章。
 4、光电耦合驱动器接口设计:
 在机电一体化产品的控制输出接口中,光电耦合器是经常使用的一类器件。光电耦合器是把发光二极管和光敏晶体管或光敏晶闸管封装在一起,通过光信号,实现电信号传递的器件。由于光电耦合器输入与输出之间没有直接的电气联系,电信号是通过光信号传递的,所以也称光电隔离器。
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