课程设计报告
4.由L?0.693U2Idmin有L=16.46mH。由Tl?LR有Tl=0.0091s。
系统设计
1.电流环的设计
（1）确定时间常数。错误！未找到引用源。整流装置滞后时间常数Ts,三相桥式整流电路的平均失控时间Ts=0.0017s。错误！未找到引用源。电流滤波时间常数Toi,三相桥式电路每个波头的时间是3.33ms，为了基本滤平波头，应有（1~2）Toi=3.33ms,因此取Toi=2ms=0.002s。错误！未找到引用源。电流环小时间常数TΣi,按小时间常数近似处理，取TΣi=Ts+ Toi=0.0037s。 （2）确定电流环设计成何种典型系统。
根据设计要求σi%≤5%，而且Tl/TΣi=0.0091/0.0037=2.46<10.因此，电流环可按典型Ⅰ型系统设计。
（3）电流调节器的结构选择。电流调节器选择PI型，其传递函数为
WACR(s)?Ki?is?1?is
（4）选择电流调节器参数。 ACR超前时间常数
KIT?i?0.5?i=
Tl=0.0091s；电流开环增益：因要求
?1?i?5%，故应取
，因此KI?0.5T?i?135.1s。于是，ACR的比例系数为
Ki?KI?iR?Ks?135.1?0.0091?1.80.1395?40?0.3966
（5）计算电流调节器的电路参数
电流调节器的原理图如图3.9所示。按所用运算放大器，取R0=40KΩ，各电阻和电容值计算如下：
Ri?KiR0?0.3966?40K?15.86K,取16K6
Ci??i/Ri?(0.0091/16K)?10uF?0.57uFCoi?4Toi/R0?0.2uF
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图3.9 电流调节器原理图 （6）校验近似条件。电流环截止频率
?ci?KI?135.1s?1
13Ts 1）校验晶闸管装置传递函数的近似条件是否满足：?ci?113?0.0017，
因为3Ts??196.1s?1> ?ci，所以满足近似条件。
1TmTl 2）校验忽略反电动势对电流环影响的近似条件是否满足：?ci?31TmTl10.4825?0.0091，
?ci?3?3?45.27s?1现在
ci 3）校验小时间常数的近似处理是否满足条件：?11TsToi?1310.0017?0.002?180.78s?1?131TsToi，
现在3>?ci,满足近似条件。
按照上述参数，电流环满足动态设计指标要求和近似条件。
2.转速环的设计
（1）确定时间常数。错误！未找到引用源。电流环等效时间常数为
2T?i?0.0074s；错误！未找到引用源。转速滤波时间常数
TonTon，根据所用测速
T?on发动机纹波情况，取=0.01s;错误！未找到引用源。转速环小时间常数
T?on?2T?i?Ton?0.0174s按
小时间常数近似处理，取。
（2）确定将转速环设计成何种典型系统。由于设计要求转速环无静差，转速调节器必须含有积分环节；又根据动态设计要求，应按典型Ⅱ型系统设计转速
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环。
（3）转速调节器的结构选择。转速调节器选用PI型，其传递函数为
WASR(s)?Kn?ns?1?ns
（4）选择转速调节器参数。按跟随和抗干扰性能都能较好的原则取h=5，则 ASR超前时间常数?n?hT?n?5?0.0174?0.087s 转速环开环增益为
KN?(h?1)2hT22?n?62?25?0.01742?396.4s?2
?24.11Kn?(h?1)?CeTm2h?RT?n?6?0.1395?0.1290?0.48252?5?0.0069?1.8?0.0174于是，ASR的比例系数为
（5）计算转速调节器的电路参数。转速调节器原理图如图3.10所示，按所用运算放大器，取R0=40KΩ，各电阻和电容值计算如下：
Rn?KnR0?24.11?40K?964.4K,取1MCn??on/Rn?(0.087/1M)?10?0.087uFCon?4Ton/R0?1uF6
图3.10 转速调节器原理图
?cn?KN?1（6）校验近似条件。转速环截止频率
?1?Kn/?n?34.5s
?cn?15T?i 1）校验电流环传递函数简化条件是否满足：
15T?i?15?0.0037?54.1s?1
现在
>?cn,满足简化条件。
?cn?1312TonT?i2）校验小时间常数近似处理是否满足
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，
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现在
?cn?1312TonT?i?1312?0.01?0.0037?38.75s?1>?cn,满足近似条件。
?Cmax3）校验转速超调量。当h=5时，
Ckb?81.2%
而?nN?INR/Ce?47.8?1.8/0.1290?667.0r/min，因此
?n%?(?CmaxCkb)?2(??Z)?nNT?nn*Tm?81.2%?2?1.5?667.01450?0.01740.4825?4.04%?10%，
能满足设计要求。设计完成的控制系统如图3.11所示。
图3.11 设计完成的双闭环控制系统
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