的双闭环控制
异步电机的双闭环控制
1 引言
矢量控制是目前交流电机的先进控制方式，一般将含有矢量变换的交流电机控制都称之为矢量控制，实际上只有建立在等效直流机模型上，并按转子磁场准确定向的控制，电机才能获得最优的动态性能。
2 基本原理
矢量控制的基本思路是以产生相同的旋转磁动势为准则，将异步电机在静止三相坐标系上的定子交流电流通过坐标变换等效成同步旋转坐标系上的直流电流，分别加以控制，以达到直流电机的控制效果。
异步电机在两相同步旋转坐标系上的数学模型为
11sm s s e s m
e m sm st e s s s e m
m st rm m e m r r
s r rm rt s m
m
s r
r r rt u R pL L pL L i u L R pL L pL i u pL L R pL L i u L pL L R pL i ωωωωωωωω+--??????
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-+-???
???
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00000000
sm s m sm st s m st rm m r rm rt m
r rt L L i L L i L L i L L i ψψψψ??????
????????????=??????????????????
()e p m st sm sm rt T n L i i i i =-
当两相同步旋转坐标系按转子磁链定向时，应有,0rm r rt ψψψ==，即得
m
e p
st r r
L T n i L ψ= 1m
r sm r L i pT ψ=
+
m
s st r r
L i T ωψ=
其中，w e 为同步转速，w r 为转子角频率，w s 为转差角速度，T r 为转子时间常数，n p 为极对数，R s 、R r 为定子、转子电阻，L s 、L r 、L m 为定子、转子电感及定转子之间的互感，p 为微分算子，ψr 为转子磁链。
3 系统原理
带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统的电气原理如图1所示。在图1中，主电路采用了电流滞环控制型逆变器。在控制电路中，在转速环后增加了转矩控制内环，转速调节器ASR 的输出是转矩调节器ATR 的给定Te*，而转矩的反馈信号Te ，则通过矢量控制方程计
算得到的。电路中的磁链调节器ApsiR 用于对电机定子磁链的控制，并设置了电流变换和磁链观测环节。ATR 和ApriR 的输出分别是定子电流的转矩分量ist*和励磁分量ism*。ist*和ism*经过2r/3s 变换后得到三相定子电流的给定值isA*、isB*、isC*，并通过电流滞环控制PWM 逆变器控制电机定子的三相电流。
图1 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统的电气原理
带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真模型如图2所示。其中直流电源、逆变器、电机和电机测量模块组成了模型的主电路，逆变器的驱动信号由带滞环脉冲发生器模块产生。三个调节器ASR 、ATR 和ApsiR 均是带输出限幅的PI 调节器。转子磁链观测使用两相同步旋转坐标系上的磁链模型，函数模块Fcn 用于计算转矩，dq0_to_abc 模块用于2r/3s 的坐标变换。
4 仿真模型
uab
1.5psir*Continuous pow ergui
pisq
pisd
n4
n3
n1
1400n*
n
io
ia
dq0
sin_cos
abc
dq0_to_abc Transformation
v +-
Voltage Measurement
g
A B
C +
-Universal Bridge
Te
i*abc iabc
pulses Subsystem2
iabc wr
psir ist
sincos
Subsystem1
Step
Product
m
is_abc phis_qd
wm Te
Machines Measurement
Demux
2*0.069/0.071Gain1
9.55
Gain
DC Voltage Source1
DC Voltage Source
Tm m
A
B C
Asynchronous Machine
SI Units
psir*
psir
ism*ApisR
Te*Te
ist*ATR n*n
Te*
ASR
图2 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真模型
ASR
图3 转速调节器
图5 磁链调节器ApsiR
图6 按转子磁链定向转子磁链电流模型
图7 滞环脉冲发生器5 相关参数
系统参数：
电机参数：
逆变器直流电源205*2=510V
定子绕组自感Ls=Lm+Lis=0.069+0.002=0.071mH 转子绕组自感Lr=Lm+Lir=0.069+0.002=0.071mH 漏磁系数σ=1-Lm2/LsLr=0.056
转子时间常数Tr=Lr/Rr=0.071/0.816=0.087
转速给定值1400
磁链给定值1.5
空载起动，在0.6s时加载60 N*m。
调节器参数：
6 波形分析
0.1
0.2
0.3
0.4
0.50.6
0.7
0.8
0.9
1
020
40
60
80
100
t(s)T e (N *m )
0.10.20.30.4
0.50.60.70.80.91
三相电流
t(s)
i s (A )
00.10.20.30.4
0.50.60.70.80.91
5001000
1500
t(s)
n (r a d /s )
0.1
0.2
0.3
0.4
0.50.6
0.7
0.8
0.9
1
-20-1001020304050
607080
90转速调节器输出
t(s)
n (r a d /s )
00.10.20.30.4
0.50.60.70.80.91
-10
010********
6070
80转矩调节器输出
t(s)
T e (N *m )
00.10.20.30.4
0.50.60.70.80.91
5
10
15
磁链调节器输出
t(s)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.50.6
0.7
0.8
0.9
1
-100
-80-60-40-20020
406080
100经2r/3s 变换的三相电流
t(s)
i (A )
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.2
0.4
0.6
0.8
1
-1
-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8
1定子磁链轨迹
02040
6080100
5001000
1500
转矩-转速曲线
Te(N*m)
n (r a d /m i n )
从波形中可以看出，在矢量控制下转速上升平稳，加载后略有下载但随即恢复，在0.35s 达到给定转速时和0.6s 加载时，系统调节器和电流、转矩都有相应的响应。由于转矩和磁链调节器都是带限幅的PI 调节器，在起动中两个调节器都处于饱和限幅状态，因此定子电流的转矩和励磁分量都保持不变，定子电流的给定值也不变，所以在起动过程中定子电流基本保持不变，实现了恒流起动。在起动阶段，磁场的建立过程比较平滑，磁链呈螺旋形增加，同时电机转矩也不断上升。从转矩-转速曲线可以看到，系统起动转矩较大。
比值控制系统
第三节比值控制系统 一、比值控制原理 在炼油、化工、制药等许多生产过程中,经常需要两种物料或两种以上的物料保持一定的比例关系。最常见的就是燃烧过程,燃料与空气要保持一定的比例关系,才能满足生产与环保的要求:造纸过程中,浓纸浆与水要以一定的比例混合,才能制造出合格的纸浆;许多化学反应的诸个进料要保持一定的比例。 通常,在两个需要保持一定比例关系的物料中,一个就是主动量或关键量,另一个就是从动量或辅 助量。由于物料通常就是液体,因此称主动量为主流量F M ,从动量为副流量F S 。F M 与F S 之间的关系为 Fs＝KF M (8－l) 式中,K为比值系数。 因此,只要主副流量的给定值保持比值关系,或者副流量给定值随主流量按一定比例关系而变化即可实现比值控制。 二、比值控制系统的类型 l.单闭环比值控制系统图8-12表示一个燃烧过程单闭环比值控制系统,主流量就是燃料,副流量就 是空气。F M T测量出主流量并变换为标准信号,乘以比值系数K后,作为副流量控制系统中被控变量Fs的给定值。如此,可以保持主流量与副流量之间的比例关系。从系统结构外观上瞧,似乎单闭环比值控制系统与串级控制系统很相似。但它们的方块图就是不同的,功能也就是不同的。单闭环比值控制系统的方块图如图8-13所示。 图8-13 单闭环比值控制系统方块图 从图8－13中可以瞧到,没有主对象与主调节器,这就是单闭环比值控制系统在结构上与串级不同的地方,串级中的副变量就是调节变量到被控变量之间总对象的一个中间变量,而比值中,副流量不会影响主流量,这就是两者之间本质上的区别。 副流量控制系统就是一个随动控制系统,它的给定值由系统外部的KF M 提供,它的任务就就是使副流 量Fs尽可能地保持与KF M 相等,随F M 的变化而变化,始终保持F M 与Fs的比值关系。当系统处于稳态时,
(完整word版)双闭环控制系统
课程设计报告 课程课程设计 课题双闭环控制系统设计 班级 姓名 学号
目录 第1章双闭环系统分析 (1) 1.1系统介绍 (1) 1.2系统原理 (1) 1.3双闭环的优点 (1) 第2章系统参数设计 (2) 2.1电流调节器的设计 (2) 2.1.1时间参数选择 (2) 2.1.2计算电流调节参数 (2) 2.1.3校验近似条件 (3) 2.2转速调节器的设计 (3) 2.2.1电流环等效时间常数： (3) 2.2.2转速环截止频率为 (5) 2.2.3计算控制器的电阻电容值 (5) 第3章仿真模块 (6) 3.1电流环模块 (6) 3.2转速环模块 (6) 第4章仿真结果 (7) 4.1电流环仿真结果 (7) 4.2转速环仿真结果 (7) 4.4稳定性指标的分析 (8) 4.4.1电流环的稳定性 (8) 4.4.2转速环的稳定性 (8) 结论 (9) 参考文献 (10)
第1章双闭环系统分析 1.1系统介绍 整流电路可从很多角度进行分类，主要分类方法是：按组成的器件可分为不可控,半控和全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分可分为单相、双相、三相和多相电路；按控制方法又可分为相控整流和斩波控制整流电路。 本系统采用的是三相全控桥式晶闸管相控整流电路。这是因为电机容量相对较大，并且要求直流脉动小、容易滤波。其交流侧由三相电网直接供电，直流侧输出脉动很小的直流电。在分析时把直流电机当成阻感性加反电势负载。因为电机电流连续所以分析方法与阻感性负载相同，各参量计算公式亦相同。 1.2系统原理 ASR（速度调节器）根据速度指令Un*和速度反馈Un的偏差进行调节，其输出是电流指令的给定信号Ui*（对于直流电动机来说，控制电枢电流就是控制电磁转矩，相应的可以调速）。 ACR(电流调节器)根据Ui*和电流反馈Ui的偏差进行调节，其输出是UPE（功率变换器件的）的控制信号Uc。进而调节UPE的输出，即电机的电枢电压，由于转速不能突变，电枢电压改变后，电枢电流跟着发生变化，相应的电磁转矩也跟着变化，由Te-TL=Jdn/dt，只要Te与TL不相等转速会相应的变化。整个过程到电枢电流产生的转矩与负载转矩达到平衡，转速不变后，达到稳定。 1.3双闭环的优点 双闭环调速系统属于多环控制系统，每一环都有调节器，构成一个完整的闭环系统。工程设计方法遵循先内环后外环的原则。步骤为：先设计电流环（内环），对其进行必要的变换和近似处理，然后依照电流环的控制要求确定把它校正成哪一种典型系统，再根据控制对象确定其调节器的类型，最后根据动态性能指标的要求来确定其调节器的有关参数。电流环设计完成以后，把电流环看成转速环（外环）中的一个环节，再用同样的方法设计转速环。 在电流检测信号中常有交流分量，为了不让它影响调节器的输入，加入了低通滤波器，然而滤波环节可以使反馈信号延迟，为了消除此延迟在给定位置加一个相同时间常数的惯性环节。同理，由测速发电机得到的转速反馈电压常含有换向纹波，因此也在给定和反馈环节加入滤波环节。
双闭环管道流量比值控制系统设计报告
双闭环管道流量比值控制系统设计报告 PLC控制技术实训评分表 课程名称： PLC控制技术实训 设计题目：单容液位变频器PID单回路控制,比值控制系统班级：学号：姓名： 指导老师： 年月日
双闭环管道流量比值控制系统设计报告常熟理工学院 电气及自动化工程学院 《PLC控制技术实训》报告 题目：单容液位变频器PID单回路控制 比值控制系统设计 姓名：李良、何龙太 莫勇、高虎 学号： 160112109、160112106 160112113、160112104 班级：自动化121 指导教师：刘叔军 起止日期： 2015.6.29~7.12
摘要 本课题针对液位控制系统系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现PID 对水箱液位的控制。 针对比值控制系统进行模拟复杂控制系统设计、分析和测试研究，该系统通过涡轮流量计、电磁流量计进行信号采集，以工控组态软件组态王上位机监控P画面并对PID参数调节，实现对比值系统的控制。 关键词：PLC PID控制液位控制比值控制组态王流量
目录 1、引言................................ 错误!未定义书签。 1.1主要内容 ............................ 错误!未定义书签。 1.2任务要求 ............................ 错误!未定义书签。 2、设计方案............................ 错误!未定义书签。 2.1设计原理 ............................ 错误!未定义书签。 2.2设计方案论证......................... 错误!未定义书签。 2.3系统原理图........................... 错误!未定义书签。 2.4系统结构图........................... 错误!未定义书签。 2.5系统工艺流程图 (4) 3、硬件设计 (4) 3.1流量计（涡轮流量计、电磁流量计） (3) 3.2 电动调节阀 (5) 3.3 变频器面板 (6) 3.4百特自整定PID调节器 (6) 3.5 EM235拓展模块 (7) 3.6 硬件接线图 (8) 3.7 I/O口分配表 (10) 4、软件设计............................ 错误!未定义书签。 4.1 程序流程图.......................... 错误!未定义书签。 4.2程序分析 ............................ 错误!未定义书签。 5、系统建模及MATALAB仿真调试 .......... 错误!未定义书签。
PI控制器控制的双闭环控制串级调速系统
目录 第一章概述 (2) 第二章双闭环控制串级调速系统 (3) 2.1双闭环控制串级调速系统的组成 (3) 2.2异步电动机串级调速时转子整流电路工作状态的选择 (4) 2.3串级调速系统的动态数学模型 (6) 2.4异步电动机和转子直流回路传递函数计算 (9) 2.5调节器参数的设计-电流环和转速环设计 (10) 2.5.1 电流环的设计 (10) 2.5.2 转速环的设计 (12) 第三章 MATLAB仿真 (14) 3.1给定阶跃的仿真： (14) 3.2抗扰仿真 (14) 第四章收获与致谢 (16) 参考文献 (16)
第一章概述 串级调速理论早在20世纪30年代就已提出,到了60-70年代,当可控电力电子器件出现以后,才得到更好的应用。20世纪60年代以来,由于高压大电流晶闸管的出现,串级调速系统获得了空前的发展。60年代中期,W.Shepherd和J.Stanw 就提出了一种将绕线转子电动机的转差功率进行整流,然后经过晶闸管逆变器将整流后的转差功率逆变为电网频率的交流功率,并将其反馈到电动机的定子辅助绕组中的晶闸管串级方案,称为“定子反馈”方案,而把通过变压器,逆变变压器,将转差功率反馈到电网,常规的晶闸管串级,称为“电网反馈”方案。在“定子反馈”方案中,辅助绕组与定子绕组电气上绝缘,通过磁耦合,即电磁感应,将转差功率经过定子绕组反馈到电网,这就是我们所说的“内馈”串调。 20世纪60年代末期,我国的一些单位开始进行晶闸管串级调速的试验,70年代后期,西安整流器厂首先推出了系列产品,以后其他厂家也相继推出。国内最先是由屈维谦在80年代后期提出内馈串级调速方案的。90年代中期以后,有一家公司又推出斩波式内馈串调。随着电力电子技术和控制策略的发展,新的拓扑结构和控制策略被不断提出。到目前为止全国已有四到五家知名的内馈串级调速装置的生产厂家。如今节约能源、更加合理地、有效地利用能源是一项艰巨、利国利民造福子孙的长期工作,也是我国的一项基本国策。随着我国改革开放不断深入和国民经济、科学技术的飞速发展,国家大量拨款加速建设,现在已经取得了很大的进步,有部分项目已经达到了实用化阶段相信在不久的将来我国在双闭环串级调速系统方面一定会赶上或进一步缩小与发达国家之间的差距 本课程设计就要求结合给定的初始条件来完成直流双闭环调速系统的设计，其中包括绘制该调速系统的原理图，对调节器进行工程设计，选择调节器的参数等。要实现直流双闭环调速系统的设计需先对控制系统的组成及工作原理有一定深入的理解，弄清楚调速系统每个组成部分的作用，弄清楚转速环和电流环的工作原理，合理选择调节器的参数以便进行合理的工程设计。本设计通过变流系统将调节绕组从主绕组感应过来的电势串入电机的转子绕组，改变其串入电势的大小来实现调速。即将内反馈串级调速电动机的部分转子能量取出以改变电动机转差率来实现调速的。PI控制器控制的双闭环控制串级调速系统的设计
自动控制系统双闭环直流调速系统稳态结构解读
目录 引言 (2) 1设计目的 (3) 2直流调速系统的理论设计 (3) 2.1 系统组成及要求 (3) 2.2 电流调节器设计 (4) 2.3 转速调节器设计 (7) 3系统仿真 (10) 4结论 (12) 5心得体会 (13) 6参考文献 (13)
引言 本设计从直流电动机的工作原理入手，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。 转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好，应用最广的直流调速系统, 采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。应掌握转速、电流双闭环直流调速系统的基本组成及其静特性；应用工程设计方法解决双闭环调速系统中两个调节器的设计问题，等等。 通过对转速、电流双闭环直流调速系统的了解，使我们能够更好的掌握调速系统的基本理论及相关内容，在对其各种性能加深了解的同时，能够发现其缺陷之处，通过对该系统不足之处的完善，可提高该系统的性能，使其能够适用于各种工作场合，提高其使用效率。为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程，按照反馈控制规律，电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不要电流负反馈发挥主作用，因此需采用双闭环直流调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同的阶段。
1设计目的 1进一步对自动控制系统这门学科进行理解。 2掌握双闭环直流调速系统的设计过程。 3体会参数设计的过程。 2 直流调速系统的理论设计 2.1系统组成及要求 本控制系统采用转速、电流双闭环结构，其原理图图1，双闭环直流调速系统稳态结构图图2和动态结构框图图3如下所示。 图1双环调直流速系统原理图 图2双闭环直流调速系统稳态结构图
闭环式管理：从战略到运营
闭环式管理：从战略到运营 作者：罗伯特·卡普兰（Robert S. Kaplan）、戴维·诺顿（David P. Norton）平衡计分卡创始人罗伯特·卡普兰和戴维·诺顿建立了一个闭环式的管理体系，将战略和运营结合起来，并为每个阶段提供了各种工具。 康纳公司（化名）日前成功上市，不过上市后不久它就开始迷失方向。虽然公司高管还是照例每月抽出一天的时间召开管理层会议，但会议的重点已悄然发生了变化。 根据管理层会议的日程，与会人员在上午讨论运营问题，下午讨论战略问题。但由于公司上市之后完成季度业绩目标的压力加大，运营问题开始挤占战略问题的讨论时间。糟糕的是，公司每次审核月度实际业绩和季度预测业绩，都发现收入低于预期，费用却高于预期。管理人员对此忧心忡忡，于是他们花大量的时间讨论，希望通过定价策略、精简产能、裁减行政事务人员和促销活动来缩短业绩差距。一位高管指出：“我们根本没时间讨论战略。要是达不到季度业绩目标，公司可能就无法生存。对我们来说，长期问题就是短期问题。” 像康纳公司这样的例子不胜枚举，包括一些老牌上市公司也都发现在它们的管理层会议中，货币学上“劣币驱逐良币”的格雷欣法则（Gresham's Law）（编者注：这一法则由托马斯·格雷欣爵士（Sir Thomas Gresham）于1558年首次提出，他认为：当公众对货币供给的某一部分怀有疑虑时，他们会将“良币”（good money）窖藏起来，并试图将“劣币”（bad money）转让给他人。）同样适用：人们对糟糕运营状况的讨论，必然会挤掉对战略成功实施的讨论。当公司陷入这一误区时，它们很快就会发现自己行进困难。它们疲于应付每季度的指标，而不去研究如何调整战略，才能创造出更好的增长机遇。公司的短期业绩总是差一截，它们也不去打破这种怪圈。于是，分析师、投资者和董事们开始质疑公司管理层对业务发展的规划和承诺。 然而，以我们的经验来看，公司业绩低于预期的原因并不是管理人员能力不足或不够努力，而是公司管理体系的崩溃。所谓“管理体系”，是指公司用于制定战略并将战略转化为具体运营措施的一整套综合流程和工具，它们还能帮助公司监督并提高战略和运营的成效。战略与运营之间普遍存在着失衡问题：过去25年的诸多研究表明，有60%到80%的公司制定的新战略没有达到预期目标。
双闭环流量比值控制系统设计
目录 摘要 (1) 双闭环流量比值控制系统设计 (2) 1、双闭环比值控制系统的原理与结构组成 (2) 2、课程设计使用的设备 (3) 3、比值系数的计算 (4) 4、设备投运步骤以及实验曲线结果 (5) 5、总结 (16) 6、参考文献 (17)
摘要 在许多生产过程中，工艺上常常要求两种或者两种以上的物料保持一定的比例关系。一旦比例失调，会影响生产的正常进行，造成产量下降，质量降低，能源浪费，环境污染，甚至造成安全事故。 这种自动保持两个或多个参数间比例关系的控制系统就是比值控制所要完成的任务。因此比值控制系统就是用于实现两个或两个以上物料保持一定比例关系的控制系统。需要保持一定比例关系的两种物料中，总有一种起主导作用的物料，称这种物料为主物料，另一种物料在控制过程中跟随主物料的变化而成比例的变化，这种无物料成为从物料。由于主，从物料均为流量参数，又分别成为主物料流量和从物料流量，通常，主物料流量用Q1表示，从物料流量用Q2表示，工艺上要求两物料的比值为K，即K=Q2/Q1.在比值控制精度要求较高而主物料Q1又允许控制的场合，很自然就想到对主物料也进行定值控制，这就形成了双闭环比值系统。在双闭环比值系统中，当主物料Q1受到干扰发生波动时，主物料回路对其进行定值控制，使从物料始终稳定在设定值附近，因此主物料回路是一个定值控制系统，而从物料回路是一个随动控制系统，主物料发生变化时，通过比值器的输出，使从物料回路控制器的设定值也发生变化，从而使从物料随着主物料的变化而成比例的变化。当从物料Q2受到干扰时，和单闭环控制系统一样，经过从物料回路的调节，使从物料稳定在比值器输出值上。双闭环比值控制系统由于实现了主物料Q1的定值控制，克服了干扰的影响，使主物料Q1变化平稳。当然与之成比例的从物料Q2变化也将比较平稳。根据双闭环比值控制系统的优点，它常用在主物料干扰比较频繁的场合，工艺上经常需要升降负荷的场合以及工艺上不允许负荷有较大波动的场合。本实验通过了解双闭环比值控制系统的原理与结构组成，进行双闭环流量比值控制系统设计（包括仪表选型）以及进行比值系数的计算，最后基于WinCC进行监控界面设计，给出不同参数下的响应曲线，根据扰动作用时，记录系统输出的响应曲线。
双闭环控制系统设计
双闭环控制系统设计 课程设计报告 电力拖动自动控制系统课程设计 题目：双闭环控制系统设计学生姓名：董长青专业：电气自动化技术专业班级： Z070303 学号： Z07030330 指导教师：姬宣德 日期：2010年03月10日 随着现代工业的发展，在调速领域中，双闭环控制的理念已经得 到了越来越广泛的认同与应用。相对于单闭环系统中不能随心所欲地 控制电流和转矩的动态过程的弱点。双闭环控制则很好的弥补了他的 这一缺陷。 双闭环控制可实现转速和电流两种负反馈的分别作用，从而获得 良好的静，动态性能。其良好的动态性能主要体现在其抗负载扰动以 及抗电网电压扰动之上。正由于双闭环调速的众多优点，所以在此有 必要对其最优化设计进行深入的探讨和研究。本次课程设计目的就是 旨在对双闭环进行最优化的设计。 Summary With the development of modern industry, in the speed area, the concept of dual-loop control has been increasingly widespread recognition and application. Relative to the single closed-loop system can not arbitrarily control the dynamic
process of current and torque weakness. Double closed-loop control is very good to make up for this shortcoming of his. Double-loop speed and current control can achieve the difference of two negative feedback effect, thus get a good static and dynamic performance. The good dynamic performance mainly reflected in its anti-disturbance and anti-grid load over voltage disturbance. Precisely because of the many advantages of Double Closed Loop, so here it is necessary to optimize the design of its depth discussion and study. This course is designed to designed to optimize the double loop design. 一．课程设计设计说明书4 1.1系统性能指标 1.2整流电路4 1.3触发电路的选择和同步5 1.4双闭环控制电路的工作原理6 二. 设计计算书7 2.1整流装置的计算7 2.1.1变压器副方电压7 2.1.2变压器和晶闸管的容量8 2.1.3平波电抗器的电感量8 2.1.4晶闸管保护电路9 2.2 控制电路的计算10
基于双闭环策略的并网逆变器控制方法研究(精)
基于双闭环策略的并网逆变器控制方法研究 吴婷婷 陈天琴 武奇生 长安大学信息工程学院 为了避免分布式电源并网发电时对电网产生谐波污染，必须对并网电能质量进行控制，电能质量在电压为可控变量时由电压质量决定，但由于电网公共连接点（point of coupling, PCC ）处电压不可控，因而并网电能质量取决于逆变器输出的并网电流的质量。并网逆变器的控制目标就是在网侧得到近似正弦的电流波形和单位功率因数。理想情况下，输出电流谐波成对出现在载波(开关)频率和其倍数附近，这些高频分量通过滤波器可以很容易去除。然而，由于逆变器开关管的不对称和开关死区时间等的影响，往往造成输出电流基波偏离参考电流，并带进低次谐波（典型如3次，5次，7次等）。 直流母线 图1 分布式发电系统构成 图2 并网VSI 系统主电路 相关文献提出了将逆变器方程从三相静止坐标系转换到两相旋转坐标下，利用同步PI 控制器消除静态误差的思想，相关文献利用这种思想改善了馈网电流质量，但是它给定有功电流和无功电流，独立于逆变器输出电压，当逆变器输出电压质量较低时，达不到预期设定功率因素。相关文献根据逆变器输出端电压电流瞬时值计算出有功功率和无功功率，分别与给定参考值比较进行调节，但是没有考虑直流侧电压波动问题，当直流侧电压波动较大时，系统调节速度很慢。 基于此，本文根据同步坐标系下的电流特性，提出了将逆变器从三相静止坐标系模型转换到两相同步旋转坐标系下，采用基于同步PI 控制技术的电流内环和直流电压前馈控制外环的双环控制结构，实现了并网电流基波分量在同步旋转坐标轴上的静态无误差调节，有效降低了逆变器死区效应，并抑制了电流低次谐波，取得了网侧电流波形近似为正弦波、单位功率因数运行。 一、 三相逆变电源及模型 并网VSI 系统主电路结构如图2所示。分布式电源的输出经boost 升压斩波电路形成的直流源接电压型三相逆变桥的直流母线，三相逆变桥的交流输出经电抗器并接电网，其中L 为输出滤波电抗值，x v （,,x a b c =）为逆变器的三相输出电压，x i （,,x a b c =）为逆变器输出电感电流，gx v （,,x a b c =）为三相坐标系下电网电压，dc I 为分布式电源产生的电流，dc V 为直流侧母线电压，C 为直流侧母线电容。 在三相静止坐标系下，逆变器稳态输出时，系统方程为： 11a a ga b b gb c c gc i v v d i v v dt L L i v v ?????? ?? ????=-?? ???????????????? （1） 由（1）式可以看出，只要控制x v 与gx v 就可以控制x i ，而对于同一电网，gx v 是一定的，所以要控制的量就只有x v 。这种通过控制逆变器输出电压进而控制并网电流的方式，与传统的开环电压控制策略比较，具有动态响应快、过载能力强、控制精度高等优点。 二、 系统控制策略 1.同步电流PI 控制 由于系统中逆变器是三相无中线系统，三相电流之间非独立，系统模型是多输入多输出的耦合系统，将三相静止坐标变换到两相旋转坐标系下，可以简化系统模型，降低系统阶次，其转换公式为：
比值控制系统
比值控制系统 问题的提出：在工业生产过程中，要求两种或多种物料流量成一定比例关系 要求严格控制比例。 最常见的是燃烧过程，燃料与空气要保持一定的比例关系，才能满足生产和环保的要求。 造纸过程中，浓纸浆与水要以一定的比例混合，才能制造出合格的纸浆，许多化学反应的诸个进料要保持一定的比例。 例如1、氨合成生产过程3H2+1N2=2NH3，要求H2和N2完全按照3：1进料。 2、造纸过程中，对纸浆浓度有要求，进料浓纸浆和水的进料就要满足一定比例。 如果有三个进料，对三个进料之间需要满足一定比例关系。 而我们之前学习的控制系统的控制达不到这样的控制要求。因此就要用到一个新的控制————比值控制系统基本概念： 1.比值控制系统（流量比值控制系统）：实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统。 2.主物料或主动量：在保持比例关系的两种物料中处于主导地位的物料，称为主物料；表征主物料的参数称为主动量（主流量），用F1表示。 3.从物料或从动量：按照主物料进行配比，在控制过程中跟随主物料变化而变化的物料称为从物料；表征从物料特性的参数称为从动量（副流量），用F2表示。 4.有些场合，用不可控物料为主物料，用改变可控物料即从物料来实现比值关系。 5. 比值控制系统就是要实现从动量与主动量成一定的比值关系: K= F2/ F1 F2—为从动量A F1—为主动量B （从动量/主动量=K 常数）在比值控制系统中 从动量是跟随主动量变化的物料流量，因此，比值控制系统实际上是一种随动控制系统。 比值控制系统的类型： 开环比值控制系统 单闭环比值控制系统 双闭环比值控制系统 变比值比值控制系统 （串级比值控制系统） 开环比值控制系统 开环比值控制系统是最简单的比值控制系统，同时也是一个开环控制系统。 随着F1的变化，F2跟着变化，满足F2=KF1的要求。（阀门开度与F1之间成一定的比例关系）。 图P162 图5.1 开环比值控制缺点： 1.当F2因管线两端压力波动而发生变化时，系统不起控制作用，即F2本身无抗干扰能力。 2.适用于副流量较平稳且比值精度要求不高的场合。 特点：由于系统是开环的，对从动量F2有干扰无法克服，无法保持比值关系。 适用场合：适用于从动量较平稳且比值关系要求不高的场合，实际生产上很少用。 单闭环比值控制 图P162 图5.2 单闭环比值控制系统是为了克服开环比值系统存在的不足，在开环比值控制系统的基础上增加一个从动量的闭环控制系统。 单闭环比值控制原理： （1）、当F1不变而F2受到扰动，通过闭环实现定值控制，将F2调回到F1的给定值上。
闭环式管理—从战略到运营
闭环式管理：从战略到运营 作者:罗伯特·卡普兰（Robert S. Kaplan） 戴维·诺顿（David P. Norton） 来源：哈佛商业评论网 导读：管理者往往为了完成短期的业绩指标而忽略了对公司长期战略至关重要的事项。平衡计分卡创始人罗伯特?卡普兰和戴维?诺顿建议公司应该建立一个闭环式的管理体系，将战略与运营结合起来，这个闭环管理体系有五个阶段，它能帮助公司管理者同时管理好战略和运营。五个阶段如下图： 在很多公司，管理者陷入了这样一个误区：为了完成短期的业绩指标，他们花大量的时间讨论解决运营问题，因为不解决短期问题，公司就无法生存；然而，
因为时间有限，他们却忽略了对公司长期战略至关重要的事项。结果，这些公司的战略与运营脱钩，每个季度的实际业绩总是与预期目标相差那么一截。 平衡计分卡创始人罗伯特?卡普兰和戴维?诺顿认为，这些公司业绩低于预期的原因并不是管理人员能力不足或不够努力，而是公司管理体系的崩溃。所谓“管理体系”，是指公司用于制定战略并将战略转化为具体运营措施的一整套综合流程。两位作者提议公司建立一个闭环式的管理体系（closed-loop management system），将战略和运营更紧密地结合起来。他们还为这个管理体系的每个阶段提供了各种工具，其中既包括他们自己创建的战略图和平衡计分卡等工具，也有许多其他管理者开发的工具，从而为战略的有效执行做出了更全面的指南。这个循环往复的闭环系统由五个阶段组成。 第一阶段：制定战略—公司在制定战略前，首先要对公司的使命、愿景和价值观达成共识，树立正确的思维模式，接着要对公司自身的优势和劣势有清楚的认识，并仔细分析外部环境和竞争对手的情况，以寻求机遇、应对威胁（即SWOT 分析）。在摸清了公司内外的状况后，公司可选择是发挥现有竞争优势或内部能力（迈克尔?波特的低成本与差异化战略选择，资源基础型战略），还是选择寻求全新的竞争定位（蓝海战略、颠覆性战略）。 第二阶段：转化战略。一旦制定好战略，管理人员需要将战略转化为可以明确传达给所有部门和员工的目标和措施。本文两位作者始创的战略图和平衡计分卡在这一阶段非常有用。战略图将战略目标按主题划分，而平衡计分卡则将战略目标和绩效衡量指标紧密地联系在一起。在这一阶段，对于将用在实施一系列战略举措的资源，公司还要确定和审批，并为每个战略主题指派一名高管负责到底。 第三阶段：规划运营。在确定了战略目标、衡量指标和各项战略举措后，公司接下来会制订运营计划，列出为实现战略目标而将采取的一些行动。这一阶段从确定流程改进项目的优先顺序开始，然后是制订详细的销售计划、资源能力计划，以及运营和资本预算。公司在这个阶段可以运用的工具和流程非常多，如质量和流程管理、作业成本核算、资源能力规划，以及动态预算等。
过控课设3：双闭环比值控制系统
《过程控制》 课程设计报告 题目：双闭环比值控制系统的分析与设计姓名： 学号： 专业： 年级： 指导教师：
目录 1 任务书-------------------------------------------------------- 1 1.1设计题目 --------------------------------------------------- 1 1.2设计任务 --------------------------------------------------- 1 1.3原始数据 --------------------------------------------------- 2 1.4设计内容 --------------------------------------------------- 2 2 研究背景 ------------------------------------------------------- 3 3 研究意义 ------------------------------------------------------- 4 4 研究内容 ------------------------------------------------------- 4 5 论文组织 -------------------------------------------------------- 5 5.1衰减曲线法整定主动量回路控制器参数 -------------------------- 5 5.2反应曲线法整定从动量回路控制器参数 -------------------------- 8 5.3双闭环比值控制系统仿真及性能测试 --------------------------- 11 5.4双闭环比值控制系统的抗干扰能力检验 ------------------------- 13 6 双闭环比值控制与串级控制的区别，以及各自的优缺点 --------------- 16 6.1双闭环比值控制与串级控制的区别 ----------------------------- 16 6.2双闭环比值控制的优、缺点 ----------------------------------- 17 6.3串级控制的优、缺点 ----------------------------------------- 17 7 总结 ---------------------------------------------------------- 17 8 参考文献 ------------------------------------------------------ 17 附录：双闭环比值控制最终整定结果(Simulink图) -------------------- 18
直流电机双闭环控制系统分析报告与设计
基于MATLAB 的直流电机 双闭环调速系统的设计与仿真 设计任务书： 1. 设置该大作业的目的 在转速闭环直流调速系统中，只有电流截止负反馈环节对电枢电流加以保护，缺少对电枢电流的精确控制，也就无法充分发挥直流伺服电动机的过载能力，因而也就达不到调速系统的快速起动和制动的效果。通过在转速闭环直流调速系统的基础上增加电流闭环，即按照快速起动和制动的要求，实现对电枢电流的精确控制，实质上是在起动或制动过程的主要阶段，实现一种以电动机最大电磁力矩输出能力进行启动或制动的过程。此外，通过完成本大作业题目，让学生体会反馈校正方法所具有的独特优点：改造受控对象的固有特性，使其满足更高的动态品质指标。 2. 大作业具体容 设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为： 额定功率200W ； 额定电压48V ； 额定电流4A ； 额定转速=500r/min ； 电枢回路总电阻8=R Ω； 允许电流过载倍数λ=2； 电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5s ； 电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ； 要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==* *im nm U U 10V ； 两调节器的输出限幅电压为10V ；
f10kHz； PWM功率变换器的开关频率= K 4.8。 放大倍数= s 试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； σ5%； 电流超调量≤ i 空载起动到额定转速时的转速超调量σ≤ 25%； t0.5 s。 过渡过程时间= s 3. 具体要求 (1) 计算电流和转速反馈系数； (2) 按工程设计法，详细写出电流环的动态校正过程和设计结果； (3) 编制Matlab程序，绘制经过小参数环节合并近似后的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线； (4) 编制Matlab程序，绘制未经过小参数环节合并近似处理的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线； (5) 按工程设计法，详细写出转速环的动态校正过程和设计结果； (6) 编制Matlab程序，绘制经过小参数环节合并近似后的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线； (7) 编制Matlab程序，绘制未经过小参数环节合并近似处理的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线； (8) 建立转速电流双闭环直流调速系统的Simulink仿真模型，对上述分析设计结果进行仿真； (9) 给出阶跃信号速度输入条件下的转速、电流、转速调节器输出、电流调节器输出过渡过程曲线，分析设计结果与要求指标的符合性；
电机控制中双闭环及PI控制的个人理解[xiu]
运动控制中多闭环反馈控制及PI 控制的个人理解（1） 虫虫QQ214081712 Email:kyo2000652@https://www.360docs.net/doc/9811931633.html, 在运动控制系统中，为了实现对电机速度或者位置的良好控制，常常采用多重闭环的结构。比如有刷直流电机调速系统，交流永磁同步电动机伺服系统，都采用了类似的结构，除此之外，闭环系统一般采用PI 控制器或者PID 控制器。所以设计或调试类似系统就必须熟悉多闭环系统和PI 控制器的作用机理。本问着重从物理意义的角度谈一下这些内容，而不做较深层次的分析，因为是个人的见解，所以难免有错误或者不全面的地方，请大家指出，谢谢！ 一，基本知识： 谈这个问题的时，首先要明确我们对运动控制系统的要求，其次要了解电机这个被 控对象的一些特征，只有明确了这两点才能理解为什么选用多闭环的结构。/ 1， 对运动控制系统的要求： 不同类型运动控制系统对性能的要求是不一样的，比如一些调速系统要求系统能对 负载扰动有很强的抑制能力，有的伺服系统要求系统对某类信号的静态误差不能超过 多少，或者能适应频繁启动制动的情况。但是把他们综合以下，可以大致归纳为以下 几点： A,静态性能指标：主要是系统的静态误差，一般要保证指令信号和实际输出之间没有 误差或者误差在允许范围内，假如你输入的指令是一个阶跃信号表示为50转每分， 那么电机的稳态输出就要尽量接近50转每分，当然这里说的指令信号不一定都是阶 跃信号，也有可能是斜坡或者其他信号，但是一般系统多用阶跃响应作为标准。 对于负反馈闭环控制系统来说，影响静态误差的主要因素是系统开环传递函数的型别，所以开环传函中串联的积分环节越多，系统型别就越高，静态误差越小，可以参考自动控制原理中的一些内容，这里不再深究。 B,抗扰动指标：也有不少书把该指标化归到静态性能中，这里单独把这个拿出来是为 了强调它的重要性。一般我们要求，当扰动在系统内某点产生作用时，系统输出受他 的影响最小，也就是输出波动的幅度最小，而且能在很快的时间内恢复到正常输出。在实际系统中，特别是调速系统中，我们一般把“静差率”的概念和抗扰动性能联系 起来，静差率表示系统在负载变化下转速稳定程度，相关资料可以参考陈伯时《电力 拖动自动控制系统》，实际上不仅仅是负载变化，运动控制中还有其他扰动，比如电 源的波动，有时候系统参数的时变也可以等效成一种扰动，经典控制论上一般采用扰 动点到系统输出的传递函数定义为扰动传函，我们对这个传递函数的要求是他在低频 的时候增益要足够小（一般要远在0db 以下），这和一般的传递函数不大一样。与之 相关的内容参考《自动控制原理》 ，同时可以关注一下：恢复时间和最大动态变化量
双闭环比值控制系统仿真
学号：2013133301 课程设计报告 题目双闭环比值系统仿真 学院计算机科学与信息工程学院 专业自动化 班级2013级自动化3 学生姓名刘博 指导教师吴诗贤 2016 年11 月26 日
摘要 3 一、课程设计任务 5 5 (1) PID控制原理及PID参数整定概述 5 (2) 基于稳定边界法的PID控制器参数整定算法7 (3) 利用Simulink建立仿真模型9 (4) 参数整定过程14 (5) 调试分析过程及仿真结果描述20 三、总结20
参考文献21
双闭环比值控制系统仿真 摘要： 双闭环比值控制系统的特点是在保持比值控制的前提下，主动量和从动量两个流量均构成闭环回路，这样克服了自身流量的干扰，使主、从流量都比较平稳,并使得工艺总负荷也较稳定。从动量控制回路是随动控制系统，期望系统响应快些，一般按单回路整定；主动量控制回路是定值控制系统，反应速度较慢时有利于从动控制回路的快速跟踪，一般整定为周期过程。主、从控制回路均选择PI控制方式。 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C、FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵
Buck电路闭环控制策略研究
实用文档 编号 航空航天大学 电气工程综合设计报告题目Buck电路闭环控制策略研究 学院自动化学院 专业电气工程及其自动化 指导教师毛玲 二〇一五年一月
Buck电路闭环控制策略研究 摘要 首先，本文对Buck电路的3种闭环控制策略进行了原理分析，比较，并对Buck主功率级电路进行了原理分析和建模，最后完成主电路的参数设计。 其次，本文详细阐述了V2控制工作原理，推导V2控制环的传递函数，并且建立小信号模型，对控制器进行优化设计。最后使用SABER2007对BUCK电路的V2控制电路进行了时域频域仿真。 关键词：Buck电路，V2控制
目录 摘要 (i) Abstract .................................................. 错误!未定义书签。第一章概述.......................................................... - 1 - 第二章 Buck变换器控制方法简介……………………………………………………… 2.1电压型控制………………………………………………………………………………. 2.2电流型控制……………………………………………………………………………… 2.3 V2控制…………………………………………………………………………………… 第三章 Buck变换器原理分析及建模……………………………………………………. 3.1 Buck 变换器传递函数…………………………………………………………………. 3.2Buck电路的边界条件……………………………………………………………………3.3主功率电路的参数设计……………………………………………………………….. 第四章 V2控制电路分析及设计……………………………………………………….. 4.1V2控制原理分析 4.2 V2控制的buck变换器小信号模型 4.3V2控制器优化设计 第五章电路仿真………………………………………………………………………… 5.1V2控制策略频域仿真 5.2时域仿真电路和仿真波形
双闭环控制器设计方法
3.2.2 电流的直接控制 电流直接控制，就是采用跟踪型的PWM 控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制，可以采用滞缓比较方式，也可采用三角波比较方式，进行电流的直接控制。采用PWM 技术的直接控制方法从原理上来说可以有效地滤除系统中的无功电流和全部有害电流。与间接控制方法相比较，直接控制方法具有更高的响应速度和控制精度，但它要求开关频率高，因为大功率器件很难以高开关频率运行，因此不采用电流直接控制。一般来说，电流直接控制适合于小功率场合。但从目前世界上运行的无功补偿器的情况看来，电流直接控制在中、大容量系统也有应用。日本新农用于输电80Mvar 的SVG 和日本神户用于钢厂负荷补偿20Mvar 的SVG 均采用了电流直接控制方式。前者在电网严重不对称，甚至短路时仍可照常工作;后者对炼钢电极短路引起的电网电压闪变有很好的抑制作用。电流直接控制的SVG 控制系统有两种基本结构：1.滞环比较控制；2.电压电流双闭环控制. 本文主要讨论电压电流双闭环控制方法。控制结构如图3.2所示，采用了dq 轴下的瞬时控制系统。SVG 发出的电流瞬时值经dq0坐标变换变为d i q i 0i ，与有功电流、无功电流参考值作比较后，经PI 调节器所得值，再经dq0反变换，得到三相电压信号，进行三角波比较电流跟踪型PWM 控制。其中，有功电流参考值由直流侧电压参考值与直流侧电容电压反馈值比较后经PI 调节器得到。由于 参考值*d i 和* q i ，和反馈值d i q i 在稳态时均为直流信号，因此通过PI 调节器可以实 现无稳态误差的电流跟踪控制。即此方法中采用了双闭环反馈控制，内环是电流环控制，外环是电压环控制。