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4．校验近似条件
电流环截止频率：?ci?KI?125s?1 ① 晶闸管整流装置传递函数的近似条件
11??196.1s?1?125s?1 3TS3?0.0017满足近似条件。
② 忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件
3满足近似条件。
11?3??47.43s?1?125s?1 TmTL0.2?0.02③ 电流环小时间常数近似处理条件
1111??168.5s?1?125s?1
3TSToi30.0017?0.0023满足近似条件。
5．计算调节器电阻和电容 取R0?40??，各电阻和电容值为
Ri?KiR0?0.5?40???20??，取Ri?20??
Ci??iRi?0.02F?1?F， 取Ci?1uF
20?103Coi?4Toi4?0.0023?F?0.23?F，取Coi?0.23?F 3R040?10按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为?i?4.3%?5%，满足设计要求。
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2. 转速调节器的设计
用电流环的等效环节代替上图中的电流环后，把转速给定滤波和反馈滤波环
*(s)/?，再把时间常数为1/KI和Ton的两个节移到环，同时将给定信号改成Un小惯性环节合并起来，近似成一个时间常数为T?n的惯性环节，其中
T?n?则转速环结构框图可简化成下图。
1?Ton KI
为了实现转速无静差，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节，它应该包含在转速调节器ASR中（见上图）。现在扰动作用点后面已经有了一个积分环节，因此转速环开环传递函数应共有两个积分环节，所以应设计成典型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。
参数计算
1. 确定时间常数
① 电流环等效时间常数
1 KI由
KIT?i?0.5
知
1?2T?i?2?0.004s?0.008s KI② 转速滤波时间常数Ton
Ton?0.01s
③ 转速环小时间常数T?n
T?n?1?Ton?0.008?0.01?0.018s KI. . .
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2．转速调节器选择结构
按照设计要求，选用PI调节器，其传递函数为
WASR?Kn(?ns?1)
?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。 3．计算转速调节器参数
① 按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5，则ASR的超前时间常数为
?n?hT?n?5?0.018?0.09s
② 由式(4-14)可求得转速环开环增益
KN=
h?16?1??370.37s 22222hT?n2?5?0.018于是，由式可得ASR的比例系数为
Kn?(h?1)?CeTm6?0.05?0.133?0.2??8.867
2h?RT?n2?5?0.01?0.5?0.0184．检验近似条件
转速环截止频率
?cn?KN?1?KN?n?370.37?0.09?33.33s?1
① 校验电流环传递函数简化条件是否满足
满足简化条件。
② 校验转速环小时间常数近似处理条件是否满足
满足近似条件。
5．计算转速调节器的电路参数
含给定滤波和反馈滤波的模拟式PI型转速调节器原理图如图所示。取
R0?40??，各电阻和电容值计算如下
1KI1125?1?s?58.926s?1?33.33s?1
3T?i30.0041KI1125?1?s?37.26s?1?33.33s?1
3Ton30.01. . .
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Rn?KnR0?8.867?40?354.68??，取Rn?360??
Cn??nRn?0.09F?0.25?F，取Cn?0.25?F
360?103Con?4Ton4?0.01?F?1?F，取Con?1?F 3R040?106．校核转速超调量
当h=5时，查表2-6得?n?37.6%,不能满足?n?10%。实际上，表2-6是按线性系统计算的超调量，而突加阶跃给定时，ASR饱和，不符合线性系统的前提，具有饱和非线性特性。所以，应按ASR退饱和的情况重新计算超调量。 三. 按退饱和超调量的计算方法计算转速超调量?n
设理想空载起动时z?0，当h?5时，查表2-7得：
?Cmax?81.2% Cb?nN?RIdN100?0.5??375.94r minCe0.133则
?n??Cmax?nT375.940.0182(??z)*N?n?81.2%?2?1.5???7.83%?10% Cb15000.2nTm能满足设计要求。
四、 仿真结构框图
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仿真波形图 1. 空载启动
由仿真波形可以看出，利用转速电流双闭环（PI调节器）调速系统的性能还是十分优越的，具体表现在：
1波形稳定，转速稳定在额定转速1500r/min，无静差；电○
流稳定在额定电流100A，无静差；
2超调量小，空载起动时理论算出超调量为7.83%，实际测○
得波形最大转速约1620 r/min，超调量为（1620-1500）/1500*100%=8%，基本与理论值相同，也满足超调小于10%的要求。
3调节时间短，由图可看成调节时间约为0.8秒。 ○
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转速电流双闭环调试系统与改进
