用放大系数表示，而用带限幅输出的调节器的输出特性表示。图双闭环调速系统的稳态结构图为转速反馈系数为电流反馈系数双闭环调速系统的静特性双闭环调速系统的静特性仍然表示系统转速与电流或转矩的稳态关系，即系统达稳态时或。分析其静态性能的关键是掌握限幅输出的调节器的稳态特征。般有两种状态饱和输出达限幅值不饱和输出未达限幅值。当调节器饱和时，输出为恒值，且不在受输入量变化的影响，除非有反向的输入量使调节器退出饱和当调节器不饱和时，其比例积分控制作用总是使稳态输入偏差电压为零。实际上，系统正常运行时，电流调节器不会达到预先设计好的饱和状态，因此，对于静特性来说，只需考虑转速调节器的饱和和不饱和两种情况。转速调节器不饱和这时，两个调节器都不饱和，稳态时，它们的输入偏差都为零。因此，由的输入偏差电压得由的输入偏差电压得与转速环的两个时间常数的比值，开环机械特性的斜率，最大电流，负载大小有关，特别是与稳态转速与稳态转速无关，不会因的不同而变化，但是退饱和超调量却与稳态转速有关，与时的退饱和超调量大不相同。综上所述，可得如下结论退饱和超调量的大小与动态降速的大小是致的。也就是说，考虑的饱和和非线性后，调速系统的跟随性能与抗扰性能并不矛盾，而是致的。转速环的并联微分校正转速微分负反馈的引入双闭环调速系统具有良好的稳态和动态性能，结构简单，工作可靠，设计方便的优点，是种应用最广泛的调速系统。然而，其动态性能的不足之处是转速必然超调，抗扰性能的提高受到定限制。为了增强转速环的抗扰性能，抑制转速超调甚至消灭转速超调，以及消除可逆调速系统出现的“停车反调”现象，有必要在转速调节器上引入转速微分负反馈。可以证明，采用带微分负反馈的型转速调节器在结构上符合现代控制理论中的“全状态反馈的最优控制”，因而可以获得实际可行的最优动态性能。带转速微分负反馈的转速调节器的实现带转速微分负反馈，给定滤波和反馈滤波的型转速调节器原理图如图所示。其中的作用主要是对转速信号进行微分，称作微分电容，而的主要作用是滤去微分后带来的高频嘈声，称之为滤波电阻。为了分析带微分负反馈转速调节器的动态结构，首先必须求出这种调节器的传递函数。微分反馈支路电流的拉氏变换式为因此，图虚地点的电流平衡方程为图带转速微分负反馈的转速调节器整理后德式中转速微分时间常数转速微分滤波时间常数。带转速微分负反馈的双闭环调速系统的基本原理及退饱和时间和转速的计算带转速微分负反馈的双闭环调速系统与普通双闭环系统的区别仅在转速调节器上增加了电容和电阻，即在转速反馈的基础上叠加了个转速微分负反馈信号。在转速变化过程中，两个信号起与给定信号相抵，将比普通双环系统更早些达到平衡并开始退饱和。由图可见，普通双闭环系统的退饱和点是现在提前到点，点对应的转速比低，因而有可能在进入线性闭环系统工作之后没有超调就趋于稳定，如图中曲线所示。下面计算其退饱和后，系统的动态性能取决于转速环进入线性状态后的过度过程，其初始条件就是退饱和点图中点的转速和电流。点的电流仍是，其转速则要通过退饱和时间来计算。当时，仍饱和转速线性增长。若将小时间常数的影响近似看成是转速开始升高时的纯滞后作用，此后便不再影响转速的增长率，入图中的折线所示，则转速上升过程可用下式描述图转速微分负反馈对启动过程的影响普通双闭环曲线带微分负反馈的曲线当时，开始退饱和，其输入信号,由图可得由式，考虑到,则且将式和代入式，并注意到,得退饱和时间为,代入式得退饱和转速由式和可见，与未加微分负反馈的情况相比，退饱和时间的提前量恰好是,而退饱和转速的提前量是转速微分反馈参数的工程设计方法根据式可以画出带转速微分负反馈的转速环动态结构图所示。为了分析方便起见，取,再将滤波环节移到转速环内，并按小惯性环节近似方法，令得简化后的结构图，如图所示，图与普通双闭环系统相比，只在反馈通道中增加了个微分项。可推得的近似工程计算公式为式中用小数表示的允许超调量，。因为不可能为负，所以无超调时的应该是带转速微分负反馈双闭环调速系统的抗扰性能带转速微分负反馈双闭环调速系统受负载扰动时的动态结构图如图所示。准则选择参数，且取，采用计算机防真所得系统抗扰性能指标列于表中，其中表中数据表明，引入转速负反馈后，动态速降显著减小，越大，动态速降越小，但恢复时间增加。应根据具体情况，选择合适的值。总之，引入转速微分反馈可以进步改善系统的抗扰性能。图带转速微分负反馈的转速环动态结构图图带转速微分负反馈的转速环调速系统在负载扰动下的动态结构图表中数据表明，引入转速负反馈后，动态速降显著减小，越大，动态速降越小，但恢复时间增加。应根据具体情况，选择合适的值。总之，引入转速微分反馈可以进步改善系统的抗扰性能。表带转速微分反馈的转速环调速系统抗扰性能指标结论本课题在查找了大量资料的基础上完成。由于直流双闭环调速系统属于多环控制系统。在设计时采用由内向外，环包围环的系统结构。每闭环都设有本环的调节器，构成个完整的闭环系统。在具体设计时，先从内环电流环开始，根据电流控制要求，把电流环校正为典Ⅰ系统，按照调节对象选择调节器及其参数。设计完电流环后，就把电流环等效成个小惯性环节，作为转速环的个组成部分，然后用同样的方法进行转速环的设计。每个环的设计都是把该环校正成典型系统，以便获得预期的性能指标。设计完后再结合双闭环调速系统的基本工作原理确定两个调节器的限幅值。归纳起来主要作了以下几方面的工作简单介绍了直流双闭环调速系统根据直流双闭环调速系统的原理，对其进行工程设计利用直流双闭环调速系统的工程设计方法确定两个调节器的参数，再结合直流双闭环调速系统的基本工作原理确定两个调节器的限幅值。参考文献陈伯时电力拖动自动控制系统北京机械工业出版社年王兆安电力电子技术北京机械工业出版社年魏克新等编著语言与自动控制系统设计北京机械工业出版社年李海发，王岩编著电机与拖动基础清华大学出版社年李海发，朱东起编著电机学北京科学出版社年数据手册,顾绳谷著电机及拖动基础北京机械工业出版社年杨渝钦主编控制电机北京机械工业出版社年数据手册,刘东汉，陈学珍基于控制的直流电动机双环调速系统微计算机信息,年第卷第期锦昌电子。数据手册王兆安，黄进电力电子技术第四版北京，机械工业出版社年陈伯时电力拖动自动控制系统第三版，北京，机械工业出版社年罗飞。运动控制系统，北京，化学工业出版社年风标电子使用手册王果，朱大鹏直流电机双闭环调速系统的工程设计方法仿真电力系统及其自动化学报年第卷第期环调速系统可以实现转速调节无静差，且采用电流截止负反馈作限流保护可以限制启制动时的最大电流。单闭环调速系统还存在以下问题在单闭环调速系统中用个调节器综合多种信号，各参数间相互影响，难于进