运动控制
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稳态结构框图和静特性
对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和。
转速调节器不饱和
这时，两个调节器都不饱和，稳态时，它们的输入偏差电压都是零，因此
此时静特性为CA段。CA段特性从理想空载状态的Id=0直到Id=Idm，而一般Idm>IdN。这就是静特性运行段，是一条水平直线。
转速调节器饱和
ASR输出达到限幅值Uim*，转速外环呈开环状态，转速的变化对系统不再产生影响。双闭环系统变成一个电流无静差的单电流闭环调节系统。稳态时
最大电流Idm是由设计者选定的，取决于电动机的容许过载能力和拖动系统允许的最大加速度
此时静特性对应于图2-5中的AB段,它是一条垂直的特性.这样的下垂特性只适合于n
双闭环调速系统的静特性在负载电流小于Idm时表现为转速无静差，这时转速负反馈起主要调节作用。
当负载电流达到Idm时，对应于转速调节器的饱和输出Uim*,此时ACR起主要调节作用，表现为电流无静差
实际上为了避免零点漂移而采用图1—51那样的“准PI调节器’时静差特性见图中的虚线。
起动过程分析
双闭环直流调速系统突加给定电压Un*由静止状态起动时，由于转速调节器ASR经历了不饱和,饱和,退饱和三种情况,整个动态过程也分成,I, II, III三个阶段.
第1阶段(0~t1)是电流上升阶段.突加Un*后,Uc, Ud0, Id
↑ ，但在Id>IdL以前，电动机不能转动。当Id>IdL后,电动机开始起动.由于机电惯性,转速不会很快增长，ASR的输入偏差电压△Un=Un*-Un较大，其输出电压保持限幅值Uim,强迫Id迅速↑.
第Ⅱ阶段(t1～t2)是恒流升速阶段,是起动过程中主要阶段.
ASR始终饱和，转速环开环，系统为在恒值电流给定Uim*下的电流调节系统，基本上保持电流Id≈Idm恒定，系统加速度恒定，转速线性↑ 。第Ⅲ阶段(t2以后)是转速调节阶段。转速上升到给定n*=n0时，dmddmdiiimnnnIIIIUUUUnnnUU***0*dmimddmiimIUIIUU**
ASR的输入偏差为零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值Uim*，所以电动机仍加速，转速超调。转速超调后， △Un变负，ASR退出饱和状态，Ui*和Id很快下降。但只要Id>IdL,转速↑ ,直到Id=IdL时，转矩Te=Tl.则dn/dt=0，转速n才到达峰值(t3时)。此后t3~ t4，电动机减速到稳定。
双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：
1)饱和非线性控控制。统。2)转速超调。 3）准时间最优控制。
典型I型系统
开环传递函数
典型II型系统
开环传递函数：
1、常见的异步电动机调速方法有1降压调速2转差离合器调速3转子串电阻调速4绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速5变极对数调速6变压变频调速等。
2、异步电动机的调速系统分成三类：1转差功率消耗型调速系统2转差功率馈送型调速系统3转差功率不变型调速系统。
3、图所示是闭环控制变压调速系统的静态特性。当系统带负载TL在A点运行时，如果负载增大引起转速下降，反馈控制作用能提高定子电压，从而在右边一条机械特性上找到新的工作点A’。同理，当负载降低时，会在左边一条特性上得到定子电压低一些的工作点A”。按照反馈控制规律，将A”,A’,A连接起来便是变换系统的静态特性。
4、有一台三相四级异步电动机，其额定容量为5.5KW，频率为50HZ，在某一情况下运行，自定义方便输入的功率为6.32KW，定子铜损耗蔚237.5W，铁心损耗蔚167.5W，机械损耗蔚45W，附加损耗蔚29W，试绘出该电动机的功率流程图，注明功率或损耗的值，并计算在这一运行情况下该电动机的效率，转差率和转速。
5、变压变频调速的基本控制方式：在进行电动机调速时，常须考虑的一个重要因素，就是希望保持电动机中每极磁通量Φm 为额定值不变。如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果过分)1()(TssKsW)1()1()(2TsssKsW
增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。对于直流电动机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应有恰当的补偿，保持Φm 不变时很容易做到的。
6、在正弦波电压供电时，按不同规律视线电压—频率协调控制可得到不同类型的机械特性：
恒压频比（Us/w1=恒值）控制最容易视线，它的变频机械特性基本上士平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，但低速带载能力有限，须对定子压降实行补偿。
恒Eg/w1控制室通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以再稳态时达到 =恒值。从而改善了低速性能。但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力仍受到限制。
恒Er/w1控制可以得到和直流他励电动机一样的线性机械特性，按照子全磁通Φm 恒定进行控制既得Er/w1=恒值，在动态中也尽可能保持Φm 恒定是矢量控制系统所追求的目标，当然实现起来时比较复杂的。
7、PWM变压变频器的优点：1在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元是可控的，通过它同时调节电压和频率，结构十分简单，采用全控型的功率开关器件，通过驱动电压脉冲进行控制，驱动电路简单，效率高。2输出电压波形虽是一系列的PWM波，但由于采用了恰当的PWM控制技术，正弦基波的比重较大，影响电动机运行的低次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动小，提高了系统的调速范围和稳态性能。3逆变器同时实现调压和调频，系统的动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响，使动态性能得以提高。4采用不可控的二极管整流器，电源侧功率因数较高，且不受逆变器输出电压大小的影响。
8、在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数发生变化时系统是否有调节作用，为什么？
1） 放大器的放大系数 ； p K（2） 供电电网电压； （3） 电枢电阻 aR ； （4） 电动机励磁电流； （5） 电压反馈系数γ 。
答：在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当放大器的放大系数 发生变化时系统有调节作用再通过反馈控制作用因为他们的变化最终会影响到转速，减小它们对稳态转速的影响。
电动机励磁电流、电枢电阻 a R 发生变化时仍然和开环系统一样，因为电枢电阻处于反馈环外。
当供电电网电压发生变化时系统有调节作用。因为电网电压是系统的给定反馈控制系统完全服从给定。
当电压反馈系数γ 发生变化时，它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
9、转速调节器的作用：
1）转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压Un变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。
2）对负载变化起抗扰作用。
3）其输出限幅决定电动机允许的最大电流。
10、电流调节器的作用
1）作为内环的调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压Ui（即外环调节器的输出量）变化。
2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
3）在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程。
4）当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。
