負載轉速閉環實驗裝置

❶ 在轉速電流雙閉環調速系統中，當出現電網電壓波動與負載擾動時，哪個調節器起主要調節作用

雙閉環調節的機制是：啟動時轉速偏差大，轉速調節器輸出飽和，電流調節器起作用；穩態下轉速調節器主調，電流環調節器跟隨。
所以，一般有擾動時，轉速變化，轉速調節器主調。

❷ 小明想設計一個能調節電動機轉速的實驗裝置，他還需要的主要器材是滑動變阻器的原理是什麼

電動機轉速與線圈的匝數和通過的電流有關。通過改變線圈的匝數內來改變電動機轉容速不容易操作，通過改變通過電動機的電流大小來改變電動機的轉速容易做到，只需在電動機電路里串聯一個滑動變阻器就可以了。因此此時滑動變阻器的原理是通過改變接入電路的電阻絲的有效長度來改變接入電路的電阻大小，從而改變了通過電動機的電流，進而改變了電動機的轉速。

❸ 轉速閉環無靜差調速系統中，哪些干擾可以有效抑制

可以有效抑制：只要是被反饋通道所包圍的前向通道上的擾動都可有效抑制。如負載變化，交流電源電壓的波動（Kc變化），電動機勵磁的變化（Ce變化），放大器輸出電壓的漂移（Kp變化），由溫升引起主電路電阻R的增大等。因為影響到轉速，都會被測速裝置檢測出來，再通過反饋控制的作用，減小它們對穩態轉速的影響。
不可有效抑制：測速反饋系數α。它非但不能被抑制，反而會造成被調量的誤差。

❹ 在轉速，電流雙閉環調速系統中，轉速調節器asr有哪些作用

轉速環：1，在電源電壓波動，負載波動下，保持轉速有足夠的精度； 2，縮短調速過程的動態過度歷程； 3，如果是帶有速度截止的轉速環，還可限定最高轉速。 電流環：在調速過程中，和負載波動時， 以電機允許的最大力矩進行調速(一般是電動機額定電流的1.1~1.25倍)。 縮短調速過程的動態過度歷程。

❺ 單片機直流電機調速系統設計

論文題目：直流電動機調速器硬體設計
專業：自動化
本科生：劉小煜 （簽名）＿＿＿＿
指導教師：胡曉東 （簽名）＿＿＿＿

直流電動機調速器硬體設計
摘 要

直流電動機廣泛應用於各種場合,為使機械設備以合理速度進行工作則需要對直流電機進行調速。該實驗中搭建了基於C8051F020單片機的轉速單閉環調速系統，利用PWM信號改變電動機電樞電壓，並由軟體完成轉速單閉環PI控制，旨在實現直流電動機的平滑調速，並對PI控制原理及其參數的確定進行更深的理解。實驗結果顯示，控制8位PWM信號輸出可平滑改變電動機電樞電壓，實現電動機升速、降速及反轉等功能。實驗中使用霍爾元件進行電動機轉速的檢測、反饋。期望轉速則可通過功能按鍵給定。當選擇比例參數為0.08、積分參數為0.01時，電機轉速可以在3秒左右達到穩定。由實驗結果知，該單閉環調速系統可對直流電機進行調速，達到預期效果。

關鍵字：直流電機， C8051F020，PWM，調速，數字式

Subject: Hardware Design of Speed Regulator for DC motor
Major: Automation
Name: Xiao yu Liu (Signature)＿＿＿＿
Instructor:Xiao dong Hu (Signature) ＿＿＿＿

Hardware Design of Speed Regulator for DC motor
Abstract

The dc motor is a widely used machine in various occasions.The speed regulaiting systerm is used to satisfy the requirement that the speed of dc motor be controlled over a range in some applications. In this experiment,the digital Close-loop control systerm is based on C8051F020 SCM.It used PI regulator and PWM to regulate the speed of dc motor. The method of speed regulating of dc motor is discussed in this paper and, make a deep understanding about PI regulator.According to experiment ,the armature voltage can be controlled linearnized with regulating the 8 bit PWM.So the dc motor can accelerate or decelerate or reverse.In experiment, hall component is used as a detector and feed back the speed .The expecting speed can be given by key-press.With using the PI regulator,the dc motor will have a stable speed in ten seconds when choose P value as 0.8 and I value as 0.01. At last,the experiment shows that the speed regulating systerm can work as expected.

Key words: dc motor,C8051F020,PWM,speed regulating,digital

目錄

第一章 緒論 1
1.1直流調速系統發展概況 1
1.2 國內外發展概況 2
1.2.1 國內發展概況 2
1.2.2 國外發展概況 3
1.2.3 總結 4
1.3 本課題研究目的及意義 4
1.4 論文主要研究內容 4
第二章 直流電動機調速器工作原理 6
2.1 直流電機調速方法及原理 6
2.2直流電機PWM(脈寬調制)調速工作原理 7
2.3 轉速負反饋單閉環直流調速系統原理 11
2.3.1 單閉環直流調速系統的組成 11
2.3.2速度負反饋單閉環系統的靜特性 12
2.3.3轉速負反饋單閉環系統的基本特徵 13
2.3.4轉速負反饋單閉環系統的局限性 14
2.4 採用PI調節器的單閉環無靜差調速系統 15
2.5 數字式轉速負反饋單閉環系統原理 17
2.5.1原理框圖 17
2.5.2 數字式PI調節器設計原理 18
第三章 直流電動機調速器硬體設計 20
3.1 系統硬體設計總體方案及框圖 20
3.1.1系統硬體設計總體方案 20
3.1.2 總體框圖 20
3.2 系統硬體設計 20
3.2.1 C8051F020單片機 20
3.2.1.1 單片機簡介 20
3.2.1.2 使用可編程定時器/計數器陣列獲得8位PWM信號 23
3.2.1.3 單片機埠配置 23
3.2.2主電路 25
3.2.3 LED顯示電路 26
3.2.4 按鍵控制電路 27
3.2.5 轉速檢測、反饋電路 28
3.2.6 12V電源電路 30
3.3硬體設計總結 31
第四章 實驗運行結果及討論 32
4.1 實驗條件及運行結果 32
4.1.1 開環系統運行結果 32
4.1.2 單閉環系統運行結果 32
4.2 結果分析及討論 32
4.3 實驗中遇到的問題及討論 33
結論 34
致謝 35
參考文獻 36
論文小結 38
附錄1 直流電動機調速器硬體設計電路圖 39
附錄2 直流電動機控制系統程序清單 42
附錄3 硬體實物圖 57

第一章 緒論
1.1直流調速系統發展概況
在現代工業中，電動機作為電能轉換的傳動裝置被廣泛應用於機械、冶金、石油化學、國防等工業部門中，隨著對生產工藝、產品質量的要求不斷提高和產量的增長，越來越多的生產機械要求能實現自動調速。
在可調速傳動系統中，按照傳動電動機的類型來分，可分為兩大類：直流調速系統和交流調速系統。交流電動機直流具有結構簡單、價格低廉、維修簡便、轉動慣量小等優點，但主要缺點為調速較為困難。相比之下，直流電動機雖然存在結構復雜、價格較高、維修麻煩等缺點，但由於具有較大的起動轉矩和良好的起、制動性能以及易於在寬范圍內實現平滑調速，因此直流調速系統至今仍是自動調速系統的主要形式。
直流調速系統的發展得力於微電子技術、電力電子技術、感測器技術、永磁材料技術、自動控制技術和微機應用技術的最新發展成就。正是這些技術的進步使直流調速系統發生翻天覆地的變化。其中電機的控制部分已經由模擬控制逐漸讓位於以單片機為主的微處理器控制，形成數字與模擬的混合控制系統和純數字控制系統，並正向全數字控制方向快速發展。電動機的驅動部分所用的功率器件亦經歷了幾次更新換代。目前開關速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT成為主流。功率器件控制條件的變化和微電子技術的使用也使新型的電動機控制方法能夠得到實現。脈寬調制控制方法在直流調速中獲得了廣泛的應用。
1964年A.Schonung和H.stemmler首先提出把PWM技術應用到電機傳動中從此為電機傳動的推廣應用開辟了新的局面。進入70年代以來，體積小、耗電少、成本低、速度快、功能強、可靠性高的大規模集成電路微處理器已經商品化，把電機控制推上了一個嶄新的階段，以微處理器為核心的數字控制（簡稱微機數字控制）成為現代電氣傳動系統控制器的主要形式。PWM常取代數模轉換器（DAC）用於功率輸出控制，其中，直流電機的速度控制是最常見的應用。通常PWM配合橋式驅動電路實現直流電機調速，非常簡單，且調速范圍大。在直流電動機的控制中，主要使用定頻調寬法。
目前，電機調速控制模塊主要有以下三種：
（1）、採用電阻網路或數字電位器調整直流電機的分壓，從而達到調速的目的；
（2）、採用繼電器對直流電機的開或關進行控制，通過開關的切換對電機的速度進行調整；
（3）、採用由IGBT管組成的H型PWM電路。用單片機控制IGBT管使之工作在占空比可調的開關狀態，精確調整電動機轉速。
1.2 國內外發展概況
1.2.1 國內發展概況
我國從六十年代初試製成功第一隻硅晶閘管以來，晶閘管直流調速系統開始得到迅速的發展和廣泛的應用。用於中、小功率的 0.4～200KW晶閘管直流調速裝置已作為標准化、系列化通用產品批量生產。
目前，全國各大專院校、科研單位和廠家都在進行數字式直流調速系統的開發，提出了許多關於直流調速系統的控制演算法：
（1）、直流電動機及直流調速系統的參數辯識的方法。該方法據系統或環節的輸入輸出特性，應用最小二乘法，即可獲得系統環節的內部參數。所獲得的參數具有較高的精度，方法簡便易行。
（2）、直流電動機調速系統的內模控制方法。該方法依據內模控制原理，針對雙閉環直流電動機調速系統設計了一種內模控制器，取代常規的PI調節器，成功解決了轉速超調問題，能使系統獲得優良的動態和靜態性能，而且設計方法簡單，控制器容易實現。
（3）、單神經元自適應智能控制的方法。該方法針對直流傳動系統的特點，提出了單神經元自適應智能控制策略。這種單神經元自適應智能控制系統不僅具有良好的靜、動態性能，而且還具有令人滿意的魯棒性與自適應性。
（4）、模糊控制方法。該方法對模糊控制理論在小慣性系統上對其應用進行了嘗試。經1.5kw電機實驗證明，模糊控制理論可以用於直流並勵電動機的限流起動和恆速運行控制，並能獲得理想的控制曲線。
上訴的控制方法僅是直流電機調速系統應用和研究的一個側面，國內外還有許多學者對此進行了不同程度的研究。
1.2.2 國外發展概況
隨著各種微處理器的出現和發展，國外對直流電機的數字控制調速系統的研究也在不斷發展和完善，尤其80年代在這方面的研究達到空前的繁榮。大型直流電機的調速系統一般採用晶閘管整流來實現，為了提高調速系統的性能，研究工作者對晶閘管觸發脈沖的控制演算法作了大量研究，提出了內模控制演算法、I-P控制器取代PI調節器的方法、自適應和模糊PID演算法等等。
目前，國外主要的電氣公司，如瑞典ABB公司，德國西門子公司、AEG公司，日本三菱公司、東芝公司、美國GE公司等，均已開發出數字式直流調裝置，有成熟的系列化、標准化、模版化的應用產品供選用。如西門子公司生產的SIMOREG-K 6RA24 系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數字控制裝置，其結構緊湊，用於直流電機電樞和勵磁供電，完成調速任務。設計電流范圍為15A至1200A，並可通過並聯SITOR可控硅單元進行擴展。根據不同的應用場合，可選擇單象限或四象限運行的裝置，裝置本身帶有參數設定單元，不需要其它任何附加設備便可以完成參數設定。所有控制調節監控及附加功能都由微處理器來實現，可選擇給定值和反饋值為數字量或模擬量。
1.2.3 總結
隨著生產技術的發展，對直流電氣傳動在起制動、正反轉以及調速精度、調速范圍、靜態特性、動態響應等方面都提出了更高的要求，這就要求大量使用直流調速系統。因此人們對直流調速系統的研究將會更深一步。
1.3 本課題研究目的及意義
直流電動機是最早出現的電動機，也是最早實現調速的電動機。長期以來，直流電動機一直占據著調速控制的統治地位。由於它具有良好的線性調速特性，簡單的控制性能，高效率，優異的動態特性，現在仍是大多數調速控制電動機的最優選擇。因此研究直流電機的速度控制，有著非常重要的意義。
隨著單片機的發展，數字化直流PWM調速系統在工業上得到了廣泛的應用，控制方法也日益成熟。它對單片機的要求是：具有足夠快的速度；有PWM口，用於自動產生PWM波；有捕捉功能，用於測頻；有A/D轉換器、用來對電動機的輸出轉速、輸出電壓和電流的模擬量進行模/數轉換；有各種同步串列介面、足夠的內部ROM和RAM，以減小控制系統的無力尺寸；有看門狗、電源管理功能等。因此該實驗中選用Cygnal公司的單片機C8051F020。
通過設計基於C8051F020單片機的直流PWM調速系統並調試得出結論，在掌握C8051F020的同時進一步加深對直流電動機調速方法、PI控制器的理解，對運動控制的相關知識進行鞏固。
1.4 論文主要研究內容
本課題的研究對象為直流電動機，對其轉速進行控制。基本思想是利用C8051F020自帶的PWM口，通過調整PWM的占空比，控制電機的電樞電壓，進而控制轉速。
系統硬體設計為：以C8051F020為核心，由轉速環、顯示、按鍵控制等電路組成。
具體內容如下：
（1）、介紹直流電動機工作原理及PWM調速方法。
（2）、完成以C8051F020為控制核心的直流電機數字控制系統硬體設計。
（3）、以該系統的特點為基礎進行分析，使用PWM控制電機調速，並由實驗得到合適的PI控制及相關參數。
（4）、對該數字式直流電動機調速系統的性能做出總結。

第二章 直流電動機調速器工作原理
2.1 直流電機調速方法及原理
直流電動機的轉速和各參量的關系可用下式表示：

由上式可以看出，要想改變直流電機的轉速，即調速，可有三種不同的方式：調節電樞供電電壓U，改變電樞迴路電阻R，調節勵磁磁通Φ。
3種調速方式的比較表2-1所示.
表2-1 3種電動機調速方式對比
調速方式和方法 控制裝置 調速范圍 轉速變化率 平滑性 動態性能 恆轉矩或恆功 率 效率
改變電樞電阻 串電樞電阻 變阻器或接觸器、電阻器 2:1 低速時大 用變阻器較好
用接觸器、電阻器較差 無自動調節能力 恆轉矩 低
改變電樞電壓 電動機-發電機組 發電機組或電機擴大機（磁放大器） 10:1～20:1 小 好 較好 恆轉矩 60%～70%
靜止變流器 晶閘管變流器 50:1～100:1 小 好 好 恆轉矩 80%～90%
直流脈沖調寬 晶體管或晶閘管直流開關電路 50:1～100:1 小 好 好 恆轉矩 80%～90%
改變磁通 串聯電阻或可變直流電源 直流電源變阻器 3:1
～
5:1 較大 差 差 恆功率 80%～90%
電機擴大機或磁放大器 好 較好
晶閘管變流器 好

由表2-1知，對於要求在一定范圍內無級平滑調速的系統來說，以調節電樞供電電壓的方式為最佳，而變電樞電壓調速方法亦是應用最廣的調速方法。
2.2直流電機PWM(脈寬調制)調速工作原理
在直流調速系統中，開關放大器提供驅動電機所需要的電壓和電流，通過改變加在電動機上的電壓的平均值來控制電機的運轉。在開關放大器中，常採用晶體管作為開關器件，晶體管如同開關一樣，總是處在接通和斷開的狀態。在晶體管處在接通時，其上的壓降可以略去；當晶體管處在斷開時，其上的壓降很大，但是電流為零，所以不論晶體管導通還是關斷，輸出晶體管中的功耗都是很小的。一種比較簡單的開關放大器是按照一個固定的頻率去接通和斷開放大器，並根據需要改變一個周期內「接通」和「斷開」的相位寬窄，這樣的放大器被稱為脈沖調制放大器。
PWM脈沖寬度調制技術就是通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得獲得所需要波形（含形狀和幅值）的技術。
根據PWM控制技術的特點，到目前為止主要有八類方法：相電壓控制PWM、線電壓控制PWM、電流控制PWM、非線性控制PWM，諧振軟開關PWM、矢量控制PWM、直接轉矩控制PWM、空間電壓矢量控制PWM。
利用開關管對直流電動機進行PWM調速控制原理圖及輸入輸出電壓波形如圖2-1、圖2-2所示。當開關管MOSFET的柵極輸入高電平時，開關管導通，直流電動機電樞繞組兩端由電壓。秒後，柵極輸入變為低電平，開關管截止，電動機電樞兩端電壓為0。秒後，柵極輸入重新變為高電平，開關管的動作重復前面的過程。這樣，對應著輸入的電平高低，直流電動機電樞繞組兩端的電壓波形如圖2-2所示。電動機的電樞繞組兩端的電壓平均值為：

式2-1

式中 ——占空比，
占空比表示了在一個周期里，開關管導通的時間與周期的比值。的變化范圍為0≤≤1。由式2-1可知，當電源電壓不變的情況下，電樞的端電壓的平均值取決於占空比的大小，改變值就可以改變端電壓的平均值，從而達到調速的目的，這就是PWM調速原理。
在PWM調速時，占空比是一個重要參數。以下是三種可改變占空比的方法：
（1）、定寬調頻法:保持不變，改變，從而改變周期（或頻率）。
（2）、調寬調頻法：保持不變，改變，從而改變周期（或頻率）。
（3）、定頻調寬法：保持周期（或頻率）不變，同時改變、。
前2種方法由於在調速時改變了控制脈沖的周期（或頻率），當控制脈沖的頻率與系統的固有頻率接近時，將會引起振盪，因此應用較少。目前，在直流電動機的控制中，主要使用第3種方法。

圖2-1 PWM調速控制原理

圖2-2 輸入輸出電壓波形
產生PWM控制信號的方法有4種，分別為：
（1）、分立電子元件組成的PWM信號發生器
這種方法是用分立的邏輯電子元件組成PWM信號電路。它是最早期的方式，現在已經被淘汰了。
（2）、軟體模擬法
利用單片機的一個I/O引腳，通過軟體對該引腳不斷地輸出高低電平來實現PWM信號輸出。這種方法要佔用CPU大量時間，需要很高的單片機性能，易於實現，目前也逐漸被淘汰。
（3）、專用PWM集成電路
從PWM控制技術出現之日起，就有晶元製造商生產專用的PWM集成電路晶元，現在市場上已有許多種。這些晶元除了由PWM信號發生功能外，還有「死區」調節功能、保護功能等。在單片機控制直流電動機系統中，使用專用PWM集成電路可以減輕單片機負擔，工作也更可靠。
（4）、單片機PWM口
新一代的單片機增加了許多功能，其中包括PWM功能。單片機通過初始化設置，使其能自動地發出PWM脈沖波，只能在改變占空比時CPU才進行干預。
其中常用後兩中方法獲得PWM信號。實驗中使用方法（4）獲得PWM信號。
2.3 轉速負反饋單閉環直流調速系統原理
2.3.1 單閉環直流調速系統的組成
只通過改變觸發或驅動電路的控制電壓來改變功率變換電路的輸出平均電壓，達到調節電動機轉速的目的，稱為開環調速系統。但開環直流調速系統具有局限性：
（1）、通過控制可調直流電源的輸入信號，可以連續調節直流電動機的電樞電壓，實現直流電動機的平滑無極調速，但是，在啟動或大范圍階躍升速時，電樞電流可能遠遠超過電機額定電流，可能會損壞電動機，也會使直流可調電源因過流而燒毀。因此必須設法限制電樞動態電流的幅值。
（2）、開環系統的額定速降一般都比較大，使得開環系統的調速范圍D都很小，對於大部分需要調速的生產機械都無法滿足要求。因此必須採用閉環反饋控制的方法減小額定動態速降，以增大調速范圍。
（3）、開環系統對於負載擾動是有靜差的。必須採用閉環反饋控制消除擾動靜差
為克服其缺點，提高系統的控制質量，必須採用帶有負反饋的閉環系統，方框圖如圖2-3所示。在閉環系統中，把系統輸出量通過檢測裝置（感測器）引向系統的輸入端，與系統的輸入量進行比較，從而得到反饋量與輸入量之間的偏差信號。利用此偏差信號通過控制器（調節器）產生控製作用，自動糾正偏差。因此，帶輸出量負反饋的閉環控制系統能提高系統抗擾性，改善控制精度的性能，廣泛用於各類自動調節系統中。

❻ 轉速，電流負反饋雙閉環直流電機，當負載加重，電機轉速下降時，簡述電路實現自動調節過程

轉速，電流負反饋雙閉環直流電機系統，轉速負反饋在外環，電流負反饋在內環，當負載加重時電機轉速下降，轉速負反饋信號減弱，放大器輸出升高，Ud升高使轉速提升，這時轉速提高又會使負反饋信號增加，抑制轉速繼續提高，直到轉速平衡。

當負載加重時電機的電樞電流會升高，電流負反饋信號升高，當達到設定值時放大器工作，控制Ud使Ud下降降低電樞電流，這樣電流負反饋作用是保持電樞電流的恆定，保護電機。

簡介：

反饋又稱回饋，是控制論的基本概念，指將系統的輸出返回到輸入端並以某種方式改變輸入，進而影響系統功能的過程。

反饋可分為負反饋和正反饋。前者使輸出起到與輸入相反的作用，使系統輸出與系統目標的誤差減小，系統趨於穩定；後者使輸出起到與輸入相似的作用，使系統偏差不斷增大，使系統振盪，可以放大控製作用。對負反饋的研究是控制論的核心問題。另外有電流負反饋的理論。

❼ 交流電動機恆負載怎麼自動調節轉速

方法:

建議下載【Rivatuner】的軟體。

【1】、要設定自動轉速功能必須先開啟 RivaTuner 的 Power User 注冊表：

【4】、點選「Fan」選卡，勾選「Enable low-level fan control」，
Fixed 是固定轉速，不管是文書或玩游戲，都是固定為這里所設定的轉速，當然我們要的不是這 個，請點選 Auto。
Lookup Entry 0 – 7 第一欄就是溫度，第二欄是此溫度所需要的轉速，請依照實際需求調整即可。

【5】請記得勾選「Apply fan settings at Windows startup」讓這些設定在開機時就自動套用。

❽ 轉速負反饋單閉環有靜差直流調節系統的原理結構

3-1 在恆流起動過程中，電樞電流能否達到最大值 Idm？為什麼？答：不能達到最大值，因為在恆流升速階段，電流閉環調節的擾動是電動機的反電動勢，它正是一個線性漸增的斜坡擾動量，所以系統做不到無靜差，而是Id 略低於Idm 。 3-2 由於機械原因，造成轉軸堵死，分析雙閉環直流調速系統的工作狀態。答：轉軸堵死，則n=0,比較大,導致 比較大,也比較大,然後輸出電壓 較大，最終可能導致電機燒壞。 3-3 雙閉環直流調速系統中，給定電壓 Un*不變，增加轉速負反饋系數 α，系統穩定後轉速反饋電壓 Un 和實際轉速 n 是增加、減小還是不變？答：反饋系數增加使得 增大， 減小， 減小， 減小，輸出電壓 減小，轉速n減小，然後 會有所減小，但是由於α增大了，總體還是增大的。 3-4 雙閉環直流調速系統調試時，遇到下列情況會出現什麼現象？答：（1）轉速一直上升，ASR不會飽和，轉速調節有靜差。（2）轉速上升時，電流不能維持恆值，有靜差。 3-5某雙閉環調速系統，ASR、 均採用 PI 調節器，ACR 調試中怎樣才能做到 Uim*=6V時，Idm=20A；如欲使 Un*=10V 時，n=1000rpm，應調什麼參數？答：前者應調節，後者應調節。 3-6 在轉速、電流雙閉環直流調速系統中，若要改變電動機的轉速，應調節什麼參數？改變轉速調節器的放大倍數Kn行不行？改變電力電子變換器的放大倍數 Ks 行不行？改變轉速反饋系數α行不行？若要改變電動機的堵轉電流，應調節系統中的什麼參數？答：轉速n是由給定電壓決定的，若要改變電動機轉速，應調節給定電壓。改變Kn和Ks不行。改變轉速反饋系數α行。若要改變電動機的堵轉電流，應調節或者。 3-7 轉速電流雙閉環直流調速系統穩態運行時，兩個調節器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什麼？答：均為零。因為雙閉環調速系統在穩態工作中，當兩個調節器都不飽和時，PI調節器工作在線性調節狀態，作用是使輸入偏差電壓在穩態時為零。各變數之間關系如下： 3-8 在雙閉環系統中，若速度調節器改為比例調節器，或電流調節器改為比例調節器，對系統的穩態性能影響如何？答：穩態運行時有靜差，不能實現無靜差。穩定性能沒有比例積分調節器作用時好。 3-9 從下述五個方面來比較轉速電流雙閉環直流調速系統和帶電流截止負反饋環節的轉速單閉 環直流調速系統：（1）調速系統的靜態特性。（2）動態限流性能。（3）起動的快速性。（4）抗負載擾動的性能。 5）抗電源電壓波動的性能。 答：轉速電流雙閉環調速系統的靜態特性，動態限流性能，起動的快速性，抗負載擾動的性能，抗電源電壓波動的性能均優於帶電流截止負反饋環節的轉速單閉環直流調速系統。 3-10 根據速度調節器ASR、電流調節器ACR的作用，回答下面問題（設ASR、ACR均採用PI調節器）：1雙閉環系統在穩定運行中，如果電流反饋信號線斷開，系統仍能正常工作嗎？2雙閉環系統在額定負載下穩定運行時，若電動機突然失磁，最終電動機會飛車嗎？答：1系統仍能正常工作，但是如果有擾動的話，系統就不能穩定工作了。2電動機突然失磁，轉子在原有轉速下只能產生較小的感應電動勢，直流電機轉子電流急劇增加，可能飛車。 4-1分析直流脈寬調速系統的不可逆和可逆電路的區別。 答：直流PWM調速系統的不可逆電路電流、轉速不能夠反向，直流PWM調速系統的可逆電路電流、轉速能反向。

4-2 晶閘管電路的逆變狀態在可逆系統中的主要用途是什麼？答：晶閘管電路處於逆變狀態時，電動機處於反轉制動狀態，成為受重物拖動的發電機，將重物的位能轉化成電能，通過晶閘管裝置回饋給電網。 4-3 V-M系統需要快速回饋制動時，為什麼必須採用可逆線路。答：由於晶閘管的單向導電性，對於需要電流反向的直流電動機可逆系統，必須使用兩組晶閘管整流裝置反並聯線路來實現可逆調速。快速回饋制動時，電流反向，所以需要採用可逆線路。 4-5晶閘管可逆系統中的環流產生的原因是什麼？有哪些抑制的方法？答：原因：兩組晶閘管整流裝置同時工作時，便會產生不流過負載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流。抑制的方法：1. 消除直流平均環流可採用α=β配合控制，採用α≥β能更可靠地消除直流平均環流。2. 抑制瞬時脈動環流可在環流迴路中串入電抗器（叫做環流電抗器，或稱均衡電抗器）。 4-6 試從電動機與電網的能量交換，機電能量轉換關系及電動機工作狀態和電動機電樞電流是否改變方向等方面對本組逆變和反組回饋制動列表作一比較。答：本組逆變：大部分能量通過本組回饋電網。電動機正向電流衰減階段，VF組工作，VF組是工作在整流狀態。電動機電樞電流不改變方向。反組回饋制動：電動機在恆減速條件下回饋制動，把屬於機械能的動能轉換成電能，其中大部分通過VR逆變回饋電網。電動機恆值電流制動階段，VR組工作。電動機電樞電流改變方向。 4-7 試分析配合控制的有環流可逆系統正向制動過程中各階段的能量轉換關系，以及正、反組晶閘管所處的狀態。答：在制動時，當發出信號改變控制角後，同時降低了ud0f和ud0r的幅值，一旦電機反電動勢E>|ud0f|=|ud0r|，整流組電流將被截止，逆變組才真正投入逆變工作，使電機產生回饋制動，將電能通過逆變組回饋電網。當逆變組工作時，另一組也是在等待著整流，可稱作處於「待整流狀態」。即正組晶閘管處於整流狀態，反組晶閘管處於逆變狀態。 4-8邏輯無環流系統從高速制動到低速時需經過幾個象限？相應電動機與晶閘管狀態如何？答：邏輯無環流系統從高速制動到低速時需經過一，二兩個象限。 相應電動機與晶閘管狀態：正組逆變狀態：電動機正轉減速，VF組晶閘管工作在逆變狀態，電樞電流正向開始衰減至零；反組制動狀態：電動機繼續減速，VR組晶閘管工作在逆變狀態，電樞電流由零升至反向最大並保持恆定。 4-9從系統組成、功用、工作原理、特性等方面比較直流PWM可逆調速系統與晶閘管直流可逆調速系統的異同點。答：系統組成：直流PWM可逆調速系統：六個二極體組成的整流器，大電容濾波，橋式PWM變換器。晶閘管直流可逆調速系統：兩組晶閘管整流裝置反向並聯。功用：直流PWM可逆調速系統：電流一定連續，可使電動機四象限運行晶閘管直流可逆調速系統：能靈活地控制電動機的起動，制動和升、降速。工作原理：直流PWM可逆調速系統：六個二極體構成的不可控整流器負責把電網提供的交流電整流成直流電，再經過PWM變換器調節直流電壓，能夠實現控制電動機的正反轉。晶閘管直流可逆調速系統：當正組晶閘管VF供電，能量從電網通過VF輸入電動機，此時工作在第I象限的正組整流電動運行狀態；當電機需要回饋制動時，反組晶閘管裝置VR工作在逆變狀態，此時為第II象限運行；如果電動機原先在第III象限反轉運行，那麼它是利用反組晶閘管VR實現整流電動運行，利用反組晶閘管VF實現逆變回饋制動。特性：直流PWM可逆調速系統1.電流一定連續2.可使電動機四象限運行3.電動機停止時有微震電流，能消除靜摩擦死區

❾ 運控雙閉環系統中轉速環和電流環分別是是怎麼控制的

運動雙閉環系統中的轉速環，目的是為了控制電動機轉速，一般由PI控制器進行控制，其輸入為參考速度與反饋速度的誤差，參考速度可以為參考電壓、數字控制系統中為數字量；PI控制器的輸出做為電流環的給定。電流環接受速度環的輸出作為控制目標，調節電動機的電流以滿足既能控制電動機以較快的速度跟蹤參考速度，又不至於產生過流現象損壞電動機。「推土機特性」可以比較明顯的說明電流環的控制目的，網上有很多資料可查。
mxx420說的是純模擬電路的控制，也就是我們在教科書上所學到的，但是現在隨著單片機、DSP及電機控制IC的快速發展，採用的一般是數字化控制，不過原理都是一樣的。