自动控制元件03

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,自动控制元件,直流伺服电动机的静态关系式,其中，,直流伺服电动机的静态特性,或,不同控制电压时的机械特性,直流伺服电动机的控制特性,负载转矩不变时，,n=f(Ua),的关系,或,式中,控制特性,控制特性曲线的斜率 ，与负载无关。,伺服电动机的始动电压：,控制特性,可变负载的机械特性,控制特性,直流伺服电动机的工作状态,直流伺服电动机的工作状态,一、电动机工作状态的工作特点,电源电压：,UaEa,，方向与,Ea,相反,电流：方向与,Ea,相反，数值小于堵转电流,电磁转矩：方向与,n,相同，数值小于堵转转矩,能量关系：电能转化为机械能,转速：低于空载转速,直流伺服电动机的工作状态,直流伺服电动机的工作状态,二、发电机工作状态,电源电压：,UaEa,，方向仍与,Ea,相反,电流：方向与,Ea,相同，这是发电机的特点,电磁转矩：方向与,n,相反，起制动作用,能量关系：机械能转化为电能,转速：高于理想空载转速,直流伺服电动机的工作状态,直流伺服电动机的工作状态,三、反接制动状态,电源电压：方向与,Ea,相同,电流：方向与,Ea,、,Ua,同向,Ia=,(Ua+Ea)/(Ra+Ri),电磁转矩：方向与,n,相反，起制动作用，数值大于堵转转矩,能量关系：电机本身的机械能转化为电能电源输出电能到电机，全部电能消耗在电枢回路的电阻上（铜耗）,直流伺服电动机的工作状态,直流伺服电动机的工作状态,四、能耗制动状态,此时，,Ua,0,，是发电机状态的特殊情况。电磁转矩与转速方向相反，属于制动状态。,电枢电流,直流伺服电动机的工作状态,直流伺服电动机的动态特性,分析动态特性的一般方法，大致有如下的基本步骤：,1,、找出元件运行在过渡过程中所遵循的物理规律。这些规律都是用动态方程组来描述的。,2,、根据动态方程组，消去中间变量，求取要研究的输出量和输入量关系的微分方程，并将其标准化。,3,、按照初始条件解微分方程，求得相应输出量的时间函数。,4,、分析上述时间函数所描述的状态参量过渡过程的特点，并画出过渡过程曲线。,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,动态方程,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,经过变换，可得,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,代入电压平衡方程，消去中间变量后，得,规化为标准形式如下：,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,假设理想空载，,Tc,0,方程,特征方程,特征方程的根,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,转速的解,初始条件,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,控制电流的过渡过程,因,有,得,其中，初始条件,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,过渡过程结束后，直流伺服电动机进入新的平衡状态。,新稳态参量表达式,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,过渡过程曲线,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,过渡过程曲线,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,过渡过程曲线,阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程,动态参数：机电时间常数,