一、双闭环调速系统及其静特性转速单闭环系统不能随意控制电流和转矩的动态过程采用电流截止负反馈环节只能限制电流的冲击，并不能很好地控制电流的动态波形希望能实现的控制在起动过程的主要阶段，只有电流负反馈，没有转速负反馈达到稳态后，只要转速负反馈，不让电流负反馈发挥主要作用 当 ASR 饱和时，相当于电流单闭环系统,实现“只有电流负反馈，没有转速负反馈”当 ASR 不饱和时， ASR 成为主导的调节器，转速负反馈起主要作用稳态结构框图双闭环直流调速系统的稳态结构框图—转速反馈系数 —电流反馈系数调节器输出限幅的作用转速调节器 ASR 的输出限幅电压 U*im 决定电流给定电压的最大值；电流调节器 ACR 的输出限幅电压 Ucm 限制了电力电子变换器的最大输出电压 Udm静特性设计时，使 ACR 不会达到饱和状态至于 ASR，在 CA 段未饱和，在 AB 段饱和1）转速调节器不饱和（2） 转速调节器饱和各变量的稳态工作点和稳态参数计算稳态工作中，两个调节器都不饱和PI 调节器的特点比例调节器的输出量总是正比于其输入量PI 调节器未饱和时，其输出量的稳态值是输入的积分，直到输入为零，才停止积分。
这时，输出量与输入无关，而是由它后面环节的需要决定的反馈系数计算转速反馈系数电流反馈系数二、数学模型和动态性能分析起动过程分析 按转速调节器 ASR 不饱和、饱和、退饱和分成三个阶段：I.电流上升阶段II.恒流升速阶段III.转速调节阶段 双闭环直流调速系统起动过程的特点（1）饱和非线性控制（2）转速超调（3）准时间最优控制(有限制条件的最短时间控制 )动态抗扰性能分析 调速系统的动态抗扰性能，主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能1. 抗负载扰动2. 抗电网电压扰动转速和电流两个调节器的作用 1. 转速调节器的作用（1）转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速 n 很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用 PI 调节器，则可实现无静差2）对负载变化起抗扰作用3）输出限幅值决定电机允许的最大电流2. 电流调节器的作用（1）作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随外环调节器的输出量变化2）对电网电压波动起及时抗扰作用3）在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。
三、调节器的工程设计方法（1）概念清楚、易懂；（2）计算公式简明、好记；（3）不仅给出参数计算的公式，而且指明调整参数的方向；（4）能考虑饱和非线性控制的情况，同样给出简单的计算公式；（5）适用于各种可以简化成典型系统的反馈控制系统工程设计方法的基本思路 设计工作分两步走：1.选择调节器的结构，使系统典型化，以确保系统稳定，同时满足所需的稳态精度2.再选择调节器的参数，以满足动态性能指标的要求调节器结构的选择选择调节器，将控制对象校正成为典型系统典型 I 型系统T — 系统的惯性时间常数；K — 系统的开环增益选择参数，保证 或 ，使系统足够稳定 典型Ⅱ型系统 或保证系统足够稳定控制系统的动态性能指标1.跟随性能指标2.抗扰性能指标调速系统的动态指标以抗扰性能为主，而随动系统的动态指标则以跟随性能为主系统典型的阶跃响应曲线T1c1c1c阶跃响应跟随性能指标tr — 上升时间 — 超调量ts — 调节时间突加扰动的动态过程和抗扰性能指标抗扰性能指标Cmax — 动态降落tv — 恢复时间典型 I 型系统和典型Ⅱ型系统的比较• I 型和Ⅱ型系统在稳态误差上的区别。
• 典型 I 型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差，• 典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好典型 I 型系统跟随性能指标与参数的关系（1）稳态跟随性能指标：不同输入信号作用下的稳态误差输入信号阶跃输入 斜坡输入 加速度输入稳态误差 0 v0 / K 稳态跟随性能指标 在阶跃输入下的 I 型系统稳态时是无差的； 但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与 K 值成反比； 在加速度输入下稳态误差为 因此，I 型系统不能用于具有加速度输入的随动系统2）动态跟随性能指标参数关系 KT 0.25 0.39 0.5 0.69 1.0阻尼比 超调量 上升时间 tr峰值时间 tp 相角稳定裕度 截止频率 c1.00 % 76.3°0.243/T0.81.5%6.6T8.3T69.9°0.367/T0.7074.3 %4.7T6.2T65.5°0.455/T0.69.5 %3.3T4.7T59.2 °0.596/T0.516.3 %2.4T3.2T 51.8 °0.786/T典型 I 型系统的抗扰性能指标扰动作用下的典型 I 型系统只讨论抗扰性能时，输入作用 R = 0。
阶跃扰动作用下的输出变化量典型 I 型系统动态抗扰性能指标与参数的关系（KT=0.5,Cb=FK2/2)典型 II 型系统性能指标和参数的关系 时间常数 T 是控制对象固有的，而待定的参数有两个： K 和 )1()(2sKsW定义中频宽：典型Ⅱ型系统的开环对数幅频特性参数之间的一种最佳配合采用“振荡指标法” 中的闭环幅频特性峰值最小准则，可以找到和两个参数之间的一种最佳配合， 典型 II 型系统跟随性能指标和参数的关系（1）稳态跟随性能指标不同输入信号作用下的稳态误差 12hc21hc 在阶跃和斜坡输入下，II 型系统稳态时均无差； 加速度输入下稳态误差与开环增益 K 成反比2）动态跟随性能指标按 Mrmin 准则确定参数关系时典型Ⅱ型系统抗扰性能指标和参数的关系阶跃扰动的输出响应典型 II 型系统动态抗扰性能指标与参数的关系（参数关系符合最小 Mr 准则）校正成典型 I 型系统的几种调节器选择传递函数近似处理（1）高频段小惯性环节的近似处理（2）高阶系统的降阶近似处理（3）低频段大惯性环节的近似处理时间常数特别大的惯性环节，可以近似为积分环节，即 四、双闭环系统调节器的设计用工程设计方法设计转速、电流双闭环调速系统的两个调节器，先内环后外环，即从内环开始，逐步向外扩展。
首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器 转速、电流双闭环调速系统（增加了滤波环节）电流调节器的设计设计分为以下几个步骤：1.电流环结构图的简化2.电流调节器结构的选择3.电流调节器的参数计算4.电流调节器的实现简化后的电流环结构图校正后电流环的结构和特性转速调节器的设计设计步骤：1.电流环的等效闭环传递函数2.转速调节器结构的选择3.转速调节器参数的选择4.转速调节器的实现电流环等效传递函数原来双惯性环节的电流环控制对象，经闭环控制后，可以近似地等效成只有较小时间常数的一阶惯性环节 电流闭环控制的意义电流闭环控制改造了控制对象，加快了电流的跟随作用，这是局部闭环（内环）控制的一个重要功能 简化后的转速环结构转速调节器选择校正后的调速系统转速调节器的参数计算 按照典型Ⅱ型系统的参数关系，转速环与电流环的关系外环的响应比内环慢，这是按上述工程设计方法设计多环控制系统的特点这样做，虽然不利于快速性，但每个控制环本身都是稳定的，对系统的组成和调试工作非常有利 转速调节器退饱和超调起动时，转速调节系统不服从典型系统的线性规律，超调量不等于典型 II 型系统跟随性能指标中的数值,而是经历了饱和非线性过程后的超调，称作“退饱和超调”。
分析表明，可以利用典型 II 型系统抗扰性能指标中负载由 突降到 的动态速升与恢复过程来计算退饱和超调量 dmIdLI退饱和转速超调 n 的基准值在典型 II 型系统抗扰性能指标中， C 的基准值： 退饱和超调量 一、目的：1．联系实际，对可控硅直流调整系统进行综合性研究，加深对所学《自动控制系统》课程的认识和理解，并掌握分析系统的方法2．熟悉自动控制系统中元部件及系统参数的测定和计算方法3．掌握可控硅直流调整系统中各单元部件和控制系统的调试步骤和方法4．培养灵活运用所学自动控制理论分析和解决实际系统中出现的各种问题的能力5．设计出符合要求的双闭环直流调整系统，并通过设计正确掌握工程设计方法二、要求：1．分析系统的工作原理，进行系统总体设计2．选择系统主电路各元部件3．进行触发电路、电流环电路、速度环电路的设计，并完成其单元调试4．构成开环系统，并测其机械特性5．测出各环节的放大倍数及其时间常数6．构成采用速度反馈的单闭环无差系统，并测其静特性，要求静差率小于 2%7．分析单闭环无差系统的动态性能8．如调整范围 D=4 时，比较开环时和单闭环时的动态响应9．构成速度电流双闭环无静差系统，并测其动态性能指标和提出改善系统动态性能的方法，使得系统动态性能指标满足 σ%≤10% ，＜0.1 秒和 N＜1。
10．对本课程设计提出新设想和新建议。