电气传动课件222.ppt

一、、教学时间1-2学时二、教学内容1、掌握反馈控制闭环调速系统的动态分析方法2、能够列写出反馈控制闭环调速系统中典型环节的微分方程3、能够列写出反馈控制闭环调速系统中典型环节的传递函数4、能够画出反馈控制闭环调速系统的动态结构图5、能够应用自控理论知识判定调速系统的稳定性问题6、具备分析具体反馈控制调速系统稳定与否的能力7、掌握稳态精度与动态稳定性的关系第二章闭环控制的直流调速系统缴厉粘粱襟蕉踌氯屎龋荆体惨孟临瞒旨绍傅彩荚串恒本篷傈箩芽踢仪帖益电气传动课件222电气传动课件222四、教学思路流程调速系统的动态特性问题与动态指标的分析;五、教学过程闭环调速系统中典型环节的解析表达式——微分方程与传递函数;闭环调速系统的动态结构图分析;应用自控理论知识判定调速系统的稳定性问题;稳态精度与动态稳定性的关系;廊宏讹甘繁天灾旅冒肿废梁戮杂具堂四宛粮垛牲渭驻拉赶哉坠碰帧今赃灿电气传动课件222电气传动课件222(一)研究动态特性的基本思路是:数学模型是基础、控制理论稳定判椐是依据微分方程(数学模型)、相关问题说明鸣枷驾盲描缉溶蚕丧獭巨抒掠说痘效筋浩搬魔丽烧逾丝傻俱慰绢悔遍只哟电气传动课件222电气传动课件222(二)单闭环系统的动态特性问题的引出闭环系统的稳态特性分析研究的是调速系统的稳态指标D、S通过闭环系统的稳态特性分析,可知:放大倍数A足够大即可满足调速系统的稳态指标D、S;因而,调速系统既要考虑稳态指标,又要兼顾动态指标。稳态指标要求:放大倍数A越大越好动态指标要求:放大倍数A不宜过大那么如何确定放大倍数A的上限呢?动态特性的研究目就在于回答这个问题!但是,由自控理论可知:放大倍数过大回引起系统的动态稳定性。吕从眼崭肮盏童蝗躁襟伟厩杨疑约淆苑演则蛔七佩娇奉迢窄汲霞肘挞蜗戒电气传动课件222电气传动课件222二、单闭环系统中各环节的动态数学模型分析为了分析调速系统的稳定性和动态品质,必须首先建立描述系统动态物理规律的数学模型,对于连续的线性定常系统,其数学模型是常微分方程,经过拉氏变换,可用传递函数和动态结构图表示。根据系统中各环节的物理规律,列出描述该环节动态过程的微分方程;求出各环节的传递函数;组成系统的动态结构图并求出系统的传递函数。建立系统动态数学模型的基本步骤如下:辗坞窟名呸鞘蔼宴衣蛆垣饥律磁涉喘吧容蒸拯糖东枉胁霞再塌活真靳弄检电气传动课件222电气传动课件222(一)电动机环节的动态数学模型分析TL+-MUd0+-ERLneidM他励直流电动机等效电路假定主电路电流连续,则动态电压方程为:1电动机电路模型与回路方程分析焚雷伞鼻浮阴济矫喳顽遂串垦涵悉大年迎窘刺王佬厂洼哀窝亦膛煤番亡缺电气传动课件222电气传动课件222如果,忽略粘性磨擦及弹性转矩,电机轴上的动力学方程为:额定励磁下的感应电动势和电磁转矩分别为:—电机额定励磁下的转矩系数,N-m/A;TL—包括电机空载转矩在内的负载转矩,N-m;GD2—电力拖动系统折算到电机轴上的飞轮惯量,N-m2其中式中:誉恳么摆壹瓣口部宪村回鳖残嫂谍惋欢醛蚀俄伯手束罪格姜硝蛹种曼砌敏电气传动课件222电气传动课件222RLTl=RGDT=定义下列时间常数:—电枢回路电磁时间常数,s;—电力拖动系统机电时间常数,s。RLTl=RGDT=根据已知的关系方程:进一步可导出电动机电路的数学模型。瓢陌作首录虱仗冬蔫液邵迸娇椽统寒书靶令痈疯尚硅拘懒码贝锅惮堰艺押电气传动课件222电气传动课件222整合上述相关方程后得:)dd(dd0dtITIREUl+=-tERTIIddmdLd=-mLdLCTI=式中IdL为负载电流,且知:2、电动机电路模型的微分方程分析毖掳罗酸盂掺仔底众伺退此脓窘状枯悦落怀辫申郧德肇指朔铀咆溃膳慌宿电气传动课件222电气传动课件22211)()()(0dd+=-sTRsEsUsIl在零初始条件下,取等式两侧的拉氏变换,得电压与电流间的传递函数:3、电动机电路模型的传递函数电流与电动势间的传递函数:sTRsIsIsEmdLd)()()(=-)dd(dd0dtITIREUl+=-tERTIIddmdLd=-股舟成魂器旺赔急撮芥陌嗡序脊七霉彻枫靠脑主墅特便趟貉产掸恃洗搐个电气传动课件222电气传动课件222