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1、1.功率放大与变换装置有：电机型，电磁型，电力电子型等;2.电力电子型功率放大与变换装置发展：半控型 全控型;低频高频开关；分立的器件具有复合功能的功率模块3. 忽略阻尼转矩和扭转弹性转矩，运动控制系统的简化运动方程式4. 转矩控制是运动控制的根本问题。控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的电磁转矩，使转速变化率按人们期望的规律变化5.生产机械的负载转矩特性：恒转矩负载；恒功率负载；风机、泵类负载6. 负载转矩的大小恒定，称作恒转矩负载a）位能性恒转矩负载 ：由重力产生，具固定大小和方向b) 反抗性恒转矩负载：大小不变，方向始终与转速反向7.直流电动机的稳态转速电动机调速方法:1）改变电枢
2、供电电压U2）减弱励磁磁通3）改变电枢回路电阻R 在一定范围内无机平滑调速的系统，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通为无级调速，平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压。8可控直流电源两大类：a相控整流器对应晶闸管整流器-电动机系统 (V-M)b直流脉宽变换器对应直流PWM变换器-电动机系统 (PWM)9在V-M系统中，工作原理：调节控制电压Uc 移动触发装置GT输出脉冲的相位改变可控整流器VT输出瞬时电压ud的波形， 以及输出平均电压Ud的数值10.晶闸管整流管的特点：用触发脉冲的触发延迟角a控制整流电压的平均值u11.有源逆变状态下，控制触发脉冲延迟角a为时，
3、发生逆变颠覆！12.抑制电流脉动的措施：a.增加整流电路相数，或采用多重化技术；b.设置电感量足够大的平波电抗器电流脉动的影响：增加电动机的发热;产生脉动转矩，对生产机械不利13.晶闸管整流器-电动机系统的机械特性：a小于0.5处于整流，a大于0.5处于逆变；电流连续区， 机械特性硬；电流断续区， 机械特性软； 理想空载转速翘得很高；分界线14.晶闸管触发和整流装置看成是一个纯滞后环节，滞后作用是由晶闸管整流装置的失控时间引起的。失控时间是个随机值。最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流器的类型有关。15.晶闸管整流器运行中存在的问题：（1）晶闸管是单向导电的
4、。（2）晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt都十分敏感。（3）晶闸管的导通角变小时会使得系统的功率因数也随之减少，称之为“电力公害”。 16. 简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统电路原理图左边脉冲电压; 右边直流电由整流得到，VD为续流二极管简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统电压和电流波形 当 时，Ug为正，VT饱和导通，电源电压Us通过VT加到直流电动机电枢两端。 当 时， Ug为负， VT关断，电枢电路中的电流通过续流二极管VD续流，直流电动机电枢电压近似等于零。 17稳态，指电动机的平均电磁转矩和负载转矩相平衡的状态 机械特性，指平均转速与平均转矩（电流）的关
5、系;18.PWM控制器与变换器的失控时间与其开关频率有关，为其倒数分之一，pwm变换器不是一个线性环节，而是具有继电特性的非线性环节。19.调速在一定的最高转速和最低转速范围内，有级或无极调速； 稳速以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动；加、减速频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快；有些机械设备不宜经受剧烈速度变化，则要求起、制动尽量平稳“调速范围”“静差率”称为调速系统的稳态性能指标。 （1）生产机械要求电动机提供的最高转速nmax和最低转速nmin之比称为调速范围，用字母D表示，即注：a.nmax和nmin是电动机在额定负载时的最高和最低转速； b.对于少数
6、负载很轻的机械，也可用实际负载时的最高和最低转速（2）当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落nN与理想空载转速n0之比，称为静差率s，即静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的，与机械特性的硬度有关，特性越硬，静差率越小，转速的稳定性就越高！硬度是机械特性的斜率！机械硬度相同时，n0越低，S越高，稳定性越低。调速系统的静差率指标应以最低速时的值为准。20.调速范围、静差率和额定速降之间的关系对于同一个调速系统，nN值是定值。若系统对静差率要求越严，即是s越小，系统能够允许的调速范围D也越小。一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可
7、调范围题（1）某直流调速系统电动机额定转速为nN=1430r/min，额定速降nN=115r/min，当要求静差率s30%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率s 20%，则调速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？ 解：在要求s 30%时，允许的调速范围为若要求s 20%，则允许的调速范围只有若调速范围达到10，则静差率只能是21. 开环调速系统的机械特性为Uc可以实现线性平滑调节，故Ud0速也可以实现直流电动机的平滑调速，能实现直流电动机的平滑调速！转速降落是由负载引起的它制约了开环调速系统中调速范围D和转差率S题（2）某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，其额定数据
8、如下：60kW，220V，305A，1000r/min，采用V-M系统，主电路总电阻R=0.18，电动机电动势系数Ce=0.2Vmin/r。如果要求调速范围D=20，静差率s5%，采用开环调速能否满足？若要满足这个要求，系统的额定速降nN最多能有多少？ 解: 当电流连续时，V-M系统的额定速降为开环系统在额定转速时的静差率为 如要求无法满足要求！22.采用反馈的原因：调速范围和静差率是一对相互制约的性能指标，如果既要提高静差率又要降低转速，唯一的办法就是降低 ；开环额定速降 太大，而且 由电动机参数决定无法改变转速闭环控制可减少转速降落，降低静差率，扩大调速范围！采用反馈的作用：将系统的被调节
9、量作为反馈量引入系统，与给定量进行比较，用比较后的偏差值对系统进行控制，可以有效地抑制甚至消除扰动造成的影响，而维持被调节量很少变化或不变23.在负反馈基础上的“检测误差，用以纠正误差”这一原理组成的系统，其输出量反馈的传递途径构成一个闭合的环路，因此被称作闭环控制系统24.闭环控制系统与开环控制系统的主要区别在于转速N经过测量元件反馈到输入端参与控制！25.闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）间的稳态关系是运动方程的稳态解。 闭环静特性形式上与开环机械特性形似，但本质上有很大不同26.动态响应和稳态解。在动态过程中，从施加给定输入值的时刻开始，到输出达到稳态值以前，
10、是系统的动态响应；系统达到稳态后，可用稳态解来描述系统的稳态特性。27.比例控制的直流调速系统开环系统机械特性和比例控制闭环系统静特性的关系（1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多（2）闭环系统的静差率要比开环系统小得多（3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围结论：比例控制的直流调速系统可以获得比开环调速系统更好的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此，需设置电压放大器和转速检测装置。28.比例控制直流调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化.题（3）某龙门刨
11、床工作台拖动采用直流电动机，其额定数据如下：60kW，220V，305A，1000r/min，采用V-M系统，主电路总电阻R=0.18，电动机电动势系数Ce=0.2Vmin/r。在题（2）中，龙门刨床要求D=20，s5%，已知 Ks=30,= 0.015Vmin/r，Ce=0.2Vmin/r，采用比例控制闭环调速系统满足上述要求时，比例放大器的放大系数应该有多少？解:上例中求得开环系统额定速降为为满足闭环系统额定速降须为由式（2-48）可得则的即只要放大器的放大系数等于或大于4629.比较控制的闭环直流调速系统三个基本特征（反馈控制的基本规律）：（1） 比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控
12、制系统 只要比例放大系数Kp常数，开环放大系数K，反馈控制就只能减小稳态误差，而不能消除它，这样的控制系统叫做有静差控制系统，有偏差才有控制（2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动, 服从给定 反馈控制系统具有良好的抗扰性能，它能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用，对于给定作用的变化唯命是从。（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度反馈控制系统不能鉴别给定电压的波动是正常调节，或者是给定电压不应有的电源波动，反馈检测装置的误差也是反馈控制系统无法克服的。30.在比例控制的反馈控制系统中，比例系数Kp越大，稳态误差越小，但是闭环调速系统能否正常运行，还要看系统的动态稳定性！对于自
13、动控制系统，稳定性是正常工作首要条件，必须保证。题（4）在例题（2）中，龙门刨床要求D=20，s5%，已知 Ks=30,= 0.015Vmin/r，Ce=0.2Vmin/r，采用比例控制闭环调速系统满足上述要求时，比例放大器的放大系数应该有多少？在例题（3）中，系统采用的是三相桥式可控整流电路，已知电枢回路总电阻 ，电感量 为 3mH，系统运动部分的飞轮惯量 试判别系统的稳定性！电磁时间常数：机电时间常数：晶闸管装置的滞后时间常数为 为保证系统稳定，应满足的稳定条件：闭环系统的动态稳定性和例题2-3中稳态性能要求 K103.5 是矛盾的题（5） 在上题的闭环直流调速系统中，若改用全控型器件的P
14、WM调速系统，电动机不变，电枢回路参数为： ， ， ，PWM开关频率为8 。按同样的稳态性能指标 ， ，该系统能否稳定？如果对静差率的要求不变，在保证稳定时，系统能够达到的最大调速范围有多少？解： 按照稳态性能指标 、 要求 339.4 PWM调速系统能够在满足稳态性能指标要求下稳定运行若系统处于临界稳定状况，31.比例积分控制的无静差直流调速系统：积分控制可以使系统在无静差的情况下维持恒速运行，实现无静差调速！32.积分控制规律和比例控制规律的根本区别：比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状，而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。积分调节器到稳态时Un =0，只要历史上有过Un ，其积分就有一定数值，足以产生稳态运行所需要的Uc33.从无静差角度，积分控制优于比例控制 从控制快速性上，比例控制优于积分控制产生比例积分调节器（PI调节器）比例部分能迅速响应控制作用，积分部分
