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积分调节器和积分控制规律

2020-8-23 19:35| 发布者: admin| 查看: 31| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 1. 积分调节器(I调节器)如右图,由运算放大器可构成一个积分电路。根据电路分析,其电路方程(A点为“虚地”) 积分调节器原理图 2. 积分调节器的特性 b) 阶跃输入时的输出特性 c) Bode图积分调节器 3. 积分调 ...
    1. 积分调节器(I调节器)
    如右图,由运算放大器可构成一个积分电路。根据电路分析,其电路方程(A点为“虚地”)
积分调节器原理图
    2. 积分调节器的特性

b) 阶跃输入时的输出特性                     c) Bode图
积分调节器
    3. 积分调节器的传递函数
    4. 转速的积分控制规律
    如果采用积分调节器,则控制电压Uct 是转速偏差电压△Un 的积分,应有
    如果是△Un 阶跃函数,则 Uct 按线性规律增长,每一时刻 Uct 的大小和 △Un 与横轴所包围的面积成正比,如下图 a 所示。
    输入和输出动态过程
积分调节器的输入和输出动态过程
a) 阶跃输入                       b) 一般输入

    积分器的三个重要特性
    1)延缓性 积分调节器输入阶跃信号时,输出按积分线性增长。
    2)积累性 只要积分调节器输入信号存在,不论信号大小如何变化,积分的积累作用就持续下去,只不过输出值上升速率不同而已。
    3)记忆性 在积分过程中,如果输入信号变为零,输出电压能保持在输入信号改变前的瞬时值,该电压值就是充电电容 C 两端的电压值,若要使输出值下降,必须改变输入信号的极性,其变化过程如图所示。
    ◎分析结果
    采用积分调节器,当转速在稳态时达到与给定转速一致,系统仍有控制信号,保持系统稳定运行,实现无静差调速。
    ◎无静差调速系统
    当负载突增时,积分控制的无静差调速系统动态过程曲线示于下图。在稳态运行时,转速偏差电压 △Un 必为零。如果 △Un 不为零,则 Uct 继续变化,就不是稳态了。在突加负载引起动态速降时产生△Un,达到新的稳态时,△Un 又恢复为零,但 Uct 已从 Uct1 上升到 Uct2 ,使电枢电压由 Ud01 上升到 Ud02,以克服负载电流增加在电阻上产生的压降。
    在这里,Uct 的改变并非仅仅依靠△Un 本身,而是依靠 Un 在一段时间内的积累。
    积分控制无静差调速系统
    突加负载时的动态过程
    虽然现在△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控制电压 Uct。积分控制规律和比例控制规律的根本区别就在于此。

    将以上的分析归纳起来,可得下述结论:
    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。
    比例调节器的输出立即反应输入,控制效果马上反应出来,动态反应快;而积分调节器的输出只能逐渐增长,控制效果只能逐渐反应出来,动态反应慢。
    比例调节器组成的闭环调速系统是有静差系统;而积分调节器组成的闭环调速系统是无静差系统。


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