发布于 2014-03-07 09:13:35
47楼
非常欢迎楼上(45楼)的发言!准备工作很充分,有理有据。谢谢!
楼上的理论基础是机电时间常数对驱动系统速度调节器的影响,在“理想电机”下不适用(希望有互动)。在积分调节器的情况下适用,由于速度调节器输出的是转矩给定,转矩给定值在1/t0p的积分作用下调节,其幅值跟时间和输入差值成正相关。机电时间常数相对调节器过长,调节器输出幅值很快饱和,往复限幅调节,失去调节作用;机电时间常数相对调节器过短,调节器到达无差速度时继续维持原输出,待速度超调出现后才降低转矩的给定值,然后经过数次转矩振荡后趋于稳定。楼上是这个意思吗?
再考虑一下比例调节器,输出与输入差值呈正比,跟机电时间常数无关。特点是随着速度差值的出现,调节器输出相应比例的力矩给定,比例放大倍数合适,不出现在饱和区快速切换的情况(如开环)时,实时调节速度差值所需要的转矩,但当速度差值一定时,无法调节。特点是不会出现超调,但为有差调节。
我们应用的是比例积分调节器,传递函数k*(1+1/t0p)。是要将比例调节器的快速性和积分调节器的无差特点整合起来。在小惯量系统中,受比例放大倍数的限制,积分调节器的增益将参与主要控制。在大惯量系统中,比例增益将参与主要控制,积分环节在无差调节时起作用后维持固定输出,当出现速度扰动,首先是比例环节完成对所需转矩的计算,叠加到原输出值,当速度接近给定时,积分环节再次起主导作用。当然,不能完全看做是单独的动作,可以按照传递函数分清作用的主次。
下面就是具体解释问题了,小惯量系统好像大家不大质疑,多数质疑的大惯量系统的控制问题。大惯量系统我经历过离心机,250kW电机,负载绝大部分是飞轮。跟楼上谈的很接近。当时的技术要求重点是速度超调,2000rpm的电机,允许20rpm。否则会出现分蜜机无法承受离心力,炸裂伤人。当时我才干6、7年。开始时,按照厂规(200ms,超调<1%)调试单机结束,上负载,1000rpm试车时发现有20rpm的超调,当时不了解控制器特性,错误算下来2000rpm就要有40rpm超调了(实际上500rpm时也是20rpm,1500rpm如是)。不行,重新调,由于单机阶段已经试验出振荡前的比例电阻范围,因此逐步减小比例,情况更差,增大积分电容,超调没变,但稳定时间长了,调到1分钟稳定,我也没信心再调了。重新回到单机,加入微分反馈系数动态调整环节,单机的阶跃效果超调是成功抑制了,系统的稳定时间也变成250ms了。此时增大积分电容的数值,情况会恶劣,以原单机时的状态为最佳。后面试车顺利。
看着说了一堆没用的,主要是讲这个过程是书本理论和实践的结合过程。楼上的工况条件允许调试时出现超调和振荡,当然可以放开手试啦。如果能拆开机械,重新做一下速度阶跃,看看是什么效果吧,必然振荡。大惯量负载的调节,在积分增益稳定后,主要靠比例环节起作用。所说的前提,是电机跟驱动适配情况下的稳定。然后再看单机时的超调量跟负载时一样不一样,稳定时间,当然要长啦。
工况能够接受的调节器响应,本身就有很大裕度,我提出这个观点的意图不是说能用,而是如何用一种方法适用于多种工况。