數字電力傳動係統培訓課件(PPT 50頁)
數字電力傳動係統培訓課件(PPT 50頁)內容簡介
主要內容:
數字式電力傳動係統概述
數字係統的數字運算方法
數字係統中的Z變換
狀態空間設計方法
10.1數字式電力傳動係統概述
一、數字式電力傳動係統的結構
數字控製係統是以計算機特別是以微型計算機為控製器的離散係統,
包括兩大部分:工作於離散狀態下的數字計算
機和工作於連續狀態下的被控對象,二者有機配合完成控製。
1、數字係統的一般結構
計算機控製係統通常包含控製對象、輸入通道、輸出通道和控製用計算機係統。
輸入通道主要任務是把被控製對象的模擬運行參數轉換為數字信號,
輸入計算機係統;計算機係統按照一定的控製律,完成運算,輸出數字量;
輸出通道則主要完成數字量到模擬量的轉換,控製執行機構動作,完成控製任務。
數字係統的一般結構圖:
2、數字電力傳動係統的係統結構
2、信號的采樣周期
數字係統中,計算機完成一次輸入、
運算和輸出的時間周期稱為采樣周期,用Ts表示,采樣頻率。
①采樣周期選擇原則
香農采樣定理:采樣頻率大於等於兩倍的連續信號的最大頻率,
即采樣頻率≥的條件下,
采樣後的離散信號才有可能無失真地恢複原來的連續信號。
為了抑製擾動,控製回路的采樣頻率必須高於擾動信號的最高頻率,
一般取擾動信號頻率的5~10倍;或取單位階躍上升時間的1/10:tr/10。
采樣頻率要照顧計算機的精度和速度。雖然采樣周期越短,越能接近於連續係統,
但如果計算機的精度不高,采樣周期太短意義也不大;另一方麵,
如果計算機速度不高,采樣周期也不能取得太短。
②典型係統采樣周期的選擇
典型Ⅰ型係統變成數字控製係統時,采樣周期的選擇
典型Ⅰ型係統的開環傳遞函數:
開環放大倍數近似等於截止頻率,
代入得:
當選擇時,,通常選擇
典型Ⅱ型係統變成數字控製係統時,采樣周期的選擇
已知典型Ⅱ型係統的開環傳遞函數為:
當按閉環幅頻特性Mr最小準則設計係統時,截止頻率為:
采樣周期應選擇為:
通常選擇
我們注意到,當t=(k-1)Ts時,PI調節器為:
積分分離法
積分分離法是指當偏差值e(t)較大時,調節器不執行積分運算,
隻計算比例項和微分項;而在偏差值e(t)小於某一數值時,才進入積分運算。
引入積分分離法的優越性:
1)控製量不容易進入飽和區;
2)即使進入飽和區,也能較快退出。
遇限消弱積分法
遇限消弱積分法是指在控製量進入飽和區後,隻執行消弱積分項的累加,
而不進行增大積分項的累加,算法的執行方向由控製器上一步的輸出決定。
3、幹擾抑製算法
係統信號在工作現場會受到各種幹擾。抗幹擾可以通過硬件措施解決,也可以通過軟件算法實現。
四點微分法
用差商代替了微分項對PID離散化,即
③加權求和,計算差分項
給定值突變時的改進算法
給定值r(k)突變時,會使偏差值e(k)突變,PID輸出值也發生突變。
二、數字濾波算法
在電力傳動係統中,需要濾波的幹擾信號包括:
隨機幹擾:由工作環境下的幹擾源在引線上的作用引起的。
..............................
數字式電力傳動係統概述
數字係統的數字運算方法
數字係統中的Z變換
狀態空間設計方法
10.1數字式電力傳動係統概述
一、數字式電力傳動係統的結構
數字控製係統是以計算機特別是以微型計算機為控製器的離散係統,
包括兩大部分:工作於離散狀態下的數字計算
機和工作於連續狀態下的被控對象,二者有機配合完成控製。
1、數字係統的一般結構
計算機控製係統通常包含控製對象、輸入通道、輸出通道和控製用計算機係統。
輸入通道主要任務是把被控製對象的模擬運行參數轉換為數字信號,
輸入計算機係統;計算機係統按照一定的控製律,完成運算,輸出數字量;
輸出通道則主要完成數字量到模擬量的轉換,控製執行機構動作,完成控製任務。
數字係統的一般結構圖:
2、數字電力傳動係統的係統結構
2、信號的采樣周期
數字係統中,計算機完成一次輸入、
運算和輸出的時間周期稱為采樣周期,用Ts表示,采樣頻率。
①采樣周期選擇原則
香農采樣定理:采樣頻率大於等於兩倍的連續信號的最大頻率,
即采樣頻率≥的條件下,
采樣後的離散信號才有可能無失真地恢複原來的連續信號。
為了抑製擾動,控製回路的采樣頻率必須高於擾動信號的最高頻率,
一般取擾動信號頻率的5~10倍;或取單位階躍上升時間的1/10:tr/10。
采樣頻率要照顧計算機的精度和速度。雖然采樣周期越短,越能接近於連續係統,
但如果計算機的精度不高,采樣周期太短意義也不大;另一方麵,
如果計算機速度不高,采樣周期也不能取得太短。
②典型係統采樣周期的選擇
典型Ⅰ型係統變成數字控製係統時,采樣周期的選擇
典型Ⅰ型係統的開環傳遞函數:
開環放大倍數近似等於截止頻率,
代入得:
當選擇時,,通常選擇
典型Ⅱ型係統變成數字控製係統時,采樣周期的選擇
已知典型Ⅱ型係統的開環傳遞函數為:
當按閉環幅頻特性Mr最小準則設計係統時,截止頻率為:
采樣周期應選擇為:
通常選擇
我們注意到,當t=(k-1)Ts時,PI調節器為:
積分分離法
積分分離法是指當偏差值e(t)較大時,調節器不執行積分運算,
隻計算比例項和微分項;而在偏差值e(t)小於某一數值時,才進入積分運算。
引入積分分離法的優越性:
1)控製量不容易進入飽和區;
2)即使進入飽和區,也能較快退出。
遇限消弱積分法
遇限消弱積分法是指在控製量進入飽和區後,隻執行消弱積分項的累加,
而不進行增大積分項的累加,算法的執行方向由控製器上一步的輸出決定。
3、幹擾抑製算法
係統信號在工作現場會受到各種幹擾。抗幹擾可以通過硬件措施解決,也可以通過軟件算法實現。
四點微分法
用差商代替了微分項對PID離散化,即
③加權求和,計算差分項
給定值突變時的改進算法
給定值r(k)突變時,會使偏差值e(k)突變,PID輸出值也發生突變。
二、數字濾波算法
在電力傳動係統中,需要濾波的幹擾信號包括:
隨機幹擾:由工作環境下的幹擾源在引線上的作用引起的。
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