转子,控制,绕线机

转子绕线机控制系统

绕线机用直流电机来缠绕铜线，它应该能快速准确地绕线，并使线圈连贯坚固。采用自动绕线机后，操作人员只需从事插入空的转子、按下启动按钮和取下绕线转子等简单操作。

下图为绕线机控制系统

控制器的设计要求

1、系统对斜坡输入响应的稳态误差小于10％，静态速度误差系数Kv=10；

2、系统对阶跃输入的超调量在10％左右； 3、 按∆=2％要求的系统调节时间为3s左右。

设计过程

由控制系统的结构图可知，系统为I型系它 响应阶跃输入的稳态误差为零，系统对单输

150e()10%入的稳态误差为： KK

Gc(s)Kvlim其中： s050其中Gc（s）为待设计的控制器（校正网络）。

由于原系统不能满足其静态速度误差系数Kv=10，故在滞后-超前网络中应加入一个增益放大器。将放大环节和原系统一起分析。

ssv此时校正网络的频率特性为

(1j/a )(1j/b)Gc(j)(1ja/a)(1 j/ab)由于要加一个增益放大器此时解得K≥500, 故此时K值取500.

二）绘制未校正系统的对数幅频特性，求出待校正系统的截止频率、相角裕度及幅值裕度h（dB）。

'由图像可知待校正系统的截止频率 c5.72rad/s'相角裕度 11.4幅值裕度 h 3.52dB

三）在待测系统对数幅频特性上，选择从-20dB/dec变为-

40dB/dec的交接频率作为校正网络超前部分的交接频率ᾠb = 5rad/s

根据响应速度要求，选择系统的截止频率 和校正网络衰减因子1/a。要保证已校正系统的截止频率为所选的 ，下列等式应成立： 20lg aL'(c'')20lgTbc''0

'''''1TL()20lgT式中  c b c 可由待校正系统对数幅频特性的-20dB/dec,延长线

''在  c 处的数值确定。

根据主导极点思想，可将校正后的系统等价为二阶系统

 4.412%e100%ts3 n解得 0.59bb即校正后的相角裕度 ''58.51截止频率 c''n144221.80

则有 20lga5.35解得 a1.85五）根据相角裕度要求，估算校正网络之后部分的交接频率 a校正后的频率特性则为

10(1j/0.78)G(j) j(1j1.85/0.78)(1j/9.25)(1j/10) 180arctan90arctan1.85arctanarctan9.2510

1.83.33 68.78arctanarctan则有 a0.78则校正后的开环传递函数为 10(1s/0.78)G(j) s(11.85s/0.78)(1s/9.25)(1s/10)

''''''''''aaaa

此时的超调量过大，达到34%左右，调节时间基本符合要求！故还需调整。因为原传递函数不能改变，所以只能对校正系统的传递函数进行调整，滞后-超前网络中有三个参数，对三个参数进行按照其关系比例调整。 经过调整，基本符合要求。