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闭环系统调节器的设计
此转速环开环传递函数应共有两个积分环节，所以应该设计成典型Ⅱ型系统，这样的系统同时也能满足动态抗扰性能好的要求。
由此可见，ASR也应该采用PI调节器，其传递函数为
K(?s?1)s)? n n (3-26) W ASR (
?ns
式中 Kn — 转速调节器的比例系数；
?n— 转速调节器的超前时间常数。
调速系统的开环传递函数为 ?R K(?s?1)Kn?R(?ns?1)?Wn(s)?nn?? ? m s ( T ? n s ? 1 ) ? n e T m s 2( T ? n s ? 1 ) (3-27) C eT? Cns
令转速环开环增益为
K?R K N ? n (3-28)
?n?CeTm 则
KN(?ns?1) W n ( s ) ? 2 (3-29)
s(T?ns?1)做以上校正后的典型 II 型系统结构如图3-8所示
U*n(s)
?+-KN(?ns?1)s2(T?ns?1)n(s)
图3-8校正后成为典型 II 型系统
3.4.3 转速调节器参数的计算
转速调节器的参数包括Kn 和 ?n。按照典型Ⅱ型系统的参数关系。
?n?hT?n (3-30)
KN?h?1 (3-31) 2h2T?2nKn??h?1??CeTm2haRT?n (3-32)
参数选择至于中频宽h应选择多少，要看动态性能的要求决定。无特殊要求时，一般可选择h=5（见附录表3-4）。
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3.4.4 转速调节器的实现
模拟式转速调节器电路如图3-9所示
U*n —转速给定电压； –ɑn —转速负反馈电压；
U*i —电流调节器的给定电压。
图3-9含给定滤波与反馈滤波的PI型转速调节器
图中
Kn??n
R n C n (3-34) ?RnR0 (3-33)
1 0C on (3-35) Ton? R4
3.4.5设计举例
双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式全控整流，电路基本数据如下： 直流电动机：220V，136A，1460r/min，Ce=0.132V.min/r，允许过载倍数 λ=1.5；
1)晶闸管装置放大系数Ks=40； 2)电枢回路总电阻R=0.5Ω；
3)时间常数：电磁时间常数Tl=0.03s； 4)机电时间常数Tm=0.18s； 5)调节器输入电阻R0=40kΩ； 6）电流反馈系数:β=0.05V/A ； 7）转速反馈系数:?=0.007V.min/r。 设计指标：
1)静态指标：无静差；
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2)动态指标：空载起动到额定转速时的转速超调量?%?10%。 1）确定时间常数 （1）电流环等效时间常数
1?2T?i?2?0.0037?0.0074s (3-36) K1（2）转速滤波时间常数Ton=0.01s
转速环小时间常数采取近似处理
T?n?2T?i?Ton?0.0074s?0.01s?0.0174s (3-37)
2)选择转速调节器结构
按跟随和抗扰性能都能较好的原则，在负载扰动点后已经有了一个积分环节，为了实现转速无静差，还必须在扰动作用点前设置一个积分环节，因此需要Ⅱ由设计要求，转速调节器必须含有积分环节，故按典型Ⅱ型系统-选用设计PI调节器。典型Ⅱ型系统阶跃输入跟随性能指标见附录表3-4。
3）选择调节器的参数
按照随和抗扰性能都好的原则，取h=5（见附录表3-4）
?n?hT?5?0.0174s?0.087s (3-38)
转速开环增益：
KN?h?16?2?2?s?396.4s (3-39) 22222hTn2?5?0.0174?ASR的比例系数：
Kn?(h?1)?CeTm6?0.05?0.132?0.18?11.7 (3-40) =2h?RT?n2?5?0.007?0.5?0.0174（4）近似校验 转速截止频率为：
?cn?KN?1?KN?n?396.4?0.087s?1?34.5s?1 (3-41)
电流环传递函数简化条件：
1KI1135.1?1?s?63.7s?1??cn (3-42)
3T?i30.003723
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满足简化条件 （5）检验转速超调量
当h=5时，由附录表3-4查得，?n?37.6%，不符合线性系统的前提，不能满足要求。应按ASR退饱和的情况计算超调量。
（6）按ASR退饱和的情况计算超调量: 由以下公式计算：
IdNR
σ?CCn=2(
maxeT?nC)(??z)bn
?
T (3-43) m式中z为负载系数，z=
IdLI (3-44) dN空载启动时z=0，通过计算得
?CmaxC%?81.2%,b (3-45) σn=8.31%<10%,满足设计要求。
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