4000094-310 TRICONEX

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当偏差信号ε是阶跃信号时，比例部分会突然加大，而积分部分则按线性增长，经过一定时间后，U1输出达到限幅值。而实际系统中，偏差信号ε只是一开始突跳，随着输出信号USC的增长，偏差信号ε便逐渐降低，U1是否能够升到限幅值，就要看U1的增长和ε的衰减哪一方更快。如果调节对象的时间常数远大于调节器的时间常数，则ε下降较慢，由于调节器的积分作用，尽管在下降，U1仍继续增长，在ε衰减到零以前U1还来得及升4000094-310 TRICONEX到限幅值[3]。如果调节对象的时间常数较小，则ε衰减较快，当积分量还来不及把U1抬高到限幅值以前，ε已经衰减到零，U1也就不能再增长，这时积分器不会饱和。在动态过程中，PI调节器输出电压U1是否饱和对系统的输出波形很有影响。若U1一旦饱和，只有ε变负，即USC＞Usr时，才有可能使它退出饱和，因此 必然超凋。
3 直流脉宽调速系统的机械特性
由于采用了脉宽调制，严格地说，即使在稳态情况下，脉宽调速系统的转矩和转速也都是脉动的[4]。所谓稳态，是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态，机械特性是平均转速与平均转矩（电流）的关系。
采用不同形式的PWM变换器，系统的机械特性也不一样。对于双极式控制的可逆电路，电流的方向是可逆的，无论是重载还是轻载，电流波形都是连续的，因而机械特性关系式比较简单。
US=Rid+L■+E（0≤t -US=Rid+L■+E （ton≤t 式中的R.L分别为电枢电路的电阻和电感。
电枢两端在一个周期内的平均电压是Ud=γUS（其中占空比ρ和电压系数γ的关系是γ=2ρ-1）。平均电流和转矩分别用Id和Te表示，平均转速n=E/Ce，而电枢电感压降L■的平均值在稳态时应为零。
4 PWM控制与变换器的数学模型
PWM控制与变换器的动态数学模型和晶闸管触发与整流装置基本*。按照对PWM变换器工作原理和波形的分析，当控制电压UC改变时，PWM变换器输出平均电压Ud按线形规律变化，但其响应会有延迟，zui大的时延是一个开关周期T[5]。因此，PWM控制与变换器（简称PWM装置）也可以看成是一个滞后环节，其传递函数可以写成
WS（S）=■=Kse-TSS（5）
式中 KS——PWM装置的放大系数；
TS——PWM装置的延迟时间，TS≤T。
由于PWM装置的数学模型与晶闸管装置*，在控制系统中的作用也一样，因此WS（S），KS和KS都采用同样的符号。
当开关频率为10kHz时，T=0.1ms，在一般的电力拖动自动控制系统中时间常数这么小的滞后环节可以近似看成是一个一阶惯性环节，因此WS（S）≈■（6）
但须注意，此式是近似的传递函数，实际上PWM变换器不是一个线形环节，而是具有继电特性的非线形环节。继电控制系统在一定条件下会产生自激振荡，这是采用线形控制理论的传递函数不能分析出来的。如果在实际系统中遇到这类问题，简单的解决办法是改变调节器或控制器的结构和参数，如果这样做不能奏效，可以在系统某一处施加高频的周期信号，人为地造成高频强制振荡，抑制系统中的自激振荡。

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