根據直流電機轉速方程
n— 轉速（r/min）； u — 電樞電壓（v） i— 電樞電流（a）； r— 電樞迴路總電阻勵磁磁通（wb）；ke — 由電機結構決定的電動勢常數。
三種方法調節電動機的轉速：（1）調節電樞供電電壓 u； （2）減弱勵磁磁通 ；（3）改變電樞迴路電阻 r。
第1章閉環控制的直流調速系統
1、常用的可控直流電源有以下三種
旋轉變流機組——用交流電動機和直流發電機組成機組，以獲得可調的直流電壓。
靜止式可控整流器——用靜止式的可控整流器，以獲得可調的直流電壓。
直流斬波器或脈寬調變變換器——用恆定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關器件斬波或進行脈寬調變，以產生可變的平均電壓。
2、由原動機（柴油機、交流非同步或同步電動機）拖動直流發電機 g 實現變流，由 g 給需要調速的直流電動機 m 供電，調節g 的勵磁電流 if 即可改變其輸出電壓 u，從而調節電動機的轉速 n 。
這樣的調速系統簡稱g-m系統，國際上通稱ward-leonard系統。
3、閘流體-電動機調速系統（簡稱v-m系統，又稱靜止的ward-leonard系統），
4、採用簡單的單管控制時，稱作直流斬波器，後來逐漸發展成採用各種脈衝寬度調製開關的電路，脈寬調變變換器（pwm-pulse width modulation）。
pwm系統的優點
（1）主電路線路簡單，需用的功率器件少；
（2）開關頻率高，電流容易連續，諧波少，電機損耗及發熱都較小；
（3）低速效能好，穩速精度高，調速範圍寬，可達1:10000左右；
（4）若與快速響應的電機配合，則系統頻帶寬，動態響應快，動態抗擾能力強；
（5）功率開關器件工作在開關狀態，導通損耗小，當開關頻率適當時，開關損耗也不大，因而裝置效率較高；
（6）直流電源採用不控整流時，電網功率因數比相控整流器高。
5、閘流體觸發和整流裝置的放大係數和傳遞函式
在動態過程中，可把閘流體觸發與整流裝置看成是乙個純滯後環節，其滯後效應是由閘流體的失控時間引起的。
傳遞函式近似成一階慣性環節。
6、採用脈衝寬度調製（pwm）的高頻開關控制方式形成的脈寬調變變換器-直流電動機調速系統，簡稱直流脈寬調速系統，即直流pwm調速系統。
7、pwm控制與變換器的數學模型
pwm控制與變換器（簡稱pwm裝置）也可以看成是乙個滯後環節，其傳遞函式可以寫成
ks — pwm裝置的放大係數； ts — pwm裝置的延遲時間， ts ≤ t0
8、當開關頻率為10khz時，t = 0.1ms ，在一般的電力拖動自動控制系統中，時間常數這麼小的滯後環節可以近似看成是乙個一階慣性環節，因此與閘流體裝置傳遞函式完全一致
9、調速系統的轉速控制要求
（1）調速——在一定的最高轉速和最低轉速範圍內，分擋地（有級）或平滑地（無級）調節轉速；
（2）穩速——以一定的精度在所需轉速上穩定執行，在各種干擾下不允許有過大的轉速波動，以確保產品質量；
（3）加、減速——頻繁起、制動的裝置要求加、減速盡量快，以提高生產率；不宜經受劇烈速度變化的機械則要求起，制動盡量平穩。
10、調速範圍：生產機械要求電動機提供的最高轉速和最低轉速之比叫做調速範圍，用字母 d 表示，即
靜差率：當系統在某一轉速下執行時，負載由理想空載增加到額定值時所對應的轉速降落 nn ，與理想空載轉速 n0 之比，稱作靜差率 s ，即
nn = n0 - nn
11、調速範圍和靜差率這兩項指標並不是彼此孤立的，必須同時提才有意義。調速系統的靜差率指標應以最低速時所能達到的數值為準。
乙個調速系統的調速範圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉速可調範圍。
12、系統特性比較
（1）閉環系統靜性可以比開環系統機械特性硬得多。
（2）如果比較同一的開環和閉環系統，則閉環系統的靜差率要小得多。
（3）當要求的靜差率一定時，閉環系統可以大大提高調速範圍。
（4）要取得上述三項優勢，閉環系統必須設定放大器。
閉環調速系統可以獲得比開環調速系統硬得多的穩態特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調速範圍，為此所需付出的代價是，須增設電壓放大器以及檢測與反饋裝置。
13、反饋控制規律
（1.） 被調量有靜差：只用比例放大器的反饋控制系統，其被調量仍是有靜差的。
【閉環系統的開環放大係數k值越大，系統的穩態效能越好。然而，kp =常數，穩態速差就只能減小，卻不可能消除。】
（2.）反饋控制系統的作用是： 抵抗擾動, 服從給定
反饋控制系統所能抑制的只是被反饋環包圍的前向通道上的擾動。
抗擾效能是反饋控制系統最突出的特徵之一。
（3）系統的精度依賴於給定和反饋檢測的精度。
反饋控制系統的規律是：一方面能夠有效地抑制一切被包在負反饋環內前向通道上的擾動作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對給定訊號的任何變化都是唯命是從的。
14、為了解決反饋閉環調速系統的起動和堵轉時電流過大的問題，系統中必須有自動限制電樞電流的環節。
如果採用某種方法，當電流大到一定程度時才接入電流負反饋以限制電流，而電流正常時僅有轉速負反饋起作用控制轉速。這種方法叫做電流截止負反饋，簡稱截流反饋。
15、帶比例放大器的閉環直流調速系統可以近似看作是乙個三階線性系統。
16、閉環系統伯德圖特徵：
（1）中頻段以-20db/dec的斜率穿越0db線，而且這一斜率能覆蓋足夠的頻頻寬度，則系統的穩定性好。
（2）截止頻率（或稱剪下頻率）wc越高，則系統的快速性越好。（3）低頻段的斜率陡、增益高，說明系統的穩態精度高。（4）高頻段衰減越快，及高頻特性負分貝值越低，說明系統抗高頻雜訊干擾的能力越強。
17、採用比例積分調節器的閉環調速系統是無靜差調速系統。
積分控制可以使系統在無靜差的情況下保持恆速執行，實現無靜差調速。
比例調節器的輸出只取決於輸入偏差量的現狀；而積分調節器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。
pi調節器的輸出電壓由比例和積分兩部分相加而成。
比例積分控制綜合了比例控制和積分控制兩種規律的優點，又克服了各自的缺點，揚長避短，互相補充。比例部分能迅速響應控制作用，積分部分則最終消除穩態偏差。
18、無靜差調速系統的穩態引數計算很簡單，在理想情況下，穩態時 un = 0，因而 un = un* ，可以按式（1-67）
直接計算轉速反饋係數
19、電流正反饋的作用又稱作電流補償控制。
無靜差的條件是： 根據電流反饋係數的大小，可以決定補償的強弱分為全補償、欠補償和過補償。由於補償控制是一種引數配合控制，因此一般採用欠補償。
由被調量負反饋構成的反饋控制和由擾動量正反饋構成的補償控制，是性質不同的兩種控制規律。
在實際調速系統中，很少單獨使用電流正反饋補償控制，只是在電壓（或轉速）負反饋系統的基礎上，加上電流正反饋補償，作為減少靜差的補充措施。
只有電流正反饋的調速系統的臨界穩定條件正是其靜特性的全部償條件。過補償系統是不穩定的。
電流正反饋可以用來補償一部分靜差，以提高調速系統的穩態效能。但是，不能指望電流正反饋來實現無靜差，因為這時系統已經達到了穩定的邊緣。
第 2 章轉速、電流雙閉環直流調速系統和調節器的工程設計方法
1、轉速調節器asr的輸出限幅電壓u*im決定了電流給定電壓的最大值；
電流調節器acr的輸出限幅電壓ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓udm。
2、雙閉環調速系統在穩態工作中，當兩個調節器都不飽和時，各變數之間有下列關係
比例環節的輸出量總是正比於其輸入量，而pi調節器則不然，其輸出量在動態過程中決定於輸入量的積分，達到穩態時，輸入為零，輸出量的穩態值與輸入無關，而是由它後面環節的需要決定的。後面需要pi調節器提供多麼大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止。
3、起動過程分析
在起動過程中轉速調節器asr經歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況
【1】電流上公升階段（0~t1）。在這一階段中，asr很快進入並保持飽和狀態，而acr一般不飽和。
【2】恆流公升速階段（t1~t2），是起動過程中的主要階段。 為了保證電流環的主要調節作用，在起動過程中 acr是不應飽和的，電力電子裝置 upe 的最大輸出電壓也須留有餘地，這些都是設計時必須注意的。
系統的加速度恆定，轉速呈線性增長。
【3】第 ⅲ 階段轉速調節階段（ t2 以後）在這最後的轉速調節階段內，asr和acr都不飽和，asr起主導的轉速調節作用，而acr則力圖使 id 盡快地跟隨其給定值 u*i ，或者說，電流內環是乙個電流隨動子系統。
4、雙閉環直流調速系統的起動過程有以下三個特點：
（1） 飽和非線性控制； （2） 轉速超調；（3） 準時間最優控制
5、在雙閉環系統中，由電網電壓波動引起的轉速動態變化會比單閉環系統小得多。
6、雙閉環直流調速系統中轉速調節器的作用（1）轉速調節器是調速系統的主導調節器，它使轉速 n 很快地跟隨給定電壓變化，穩態時可減小轉速誤差，如果採用pi調節器，則可實現無靜差。（2）對負載變化起抗擾作用。（3）其輸出限幅值決定電機允許的最大電流。
電流調節器的作用（1）作為內環的調節器，在外環轉速的調節過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環調節器的輸出量）變化。（2）對電網電壓的波動起及時抗擾的作用。（3）在轉速動態過程中，保證獲得電機允許的最大電流，從而加快動態過程。
（4）當電機過載甚至堵轉時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。一旦故障消失，系統立即自動恢復正常。這個作用對系統的可靠執行來說是十分重要的。
7、【1】 跟隨效能指標：常用的階躍響應跟隨效能指標有tr — 上公升時間； — 超調量；ts — 調節時間。
【2】抗擾效能指標標誌著控制系統抵抗擾動的能力。常用的抗擾效能指標有 cmax — 動態降落；tv — 恢復時間。一般來說，調速系統的動態指標以抗擾效能為主，而隨動系統的動態指標則以跟隨效能為主。
8、在階躍輸入下的 i 型系統穩態時是無差的；但在斜坡輸入下則有恆值穩態誤差，且與 k 值成反比；
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一 選擇填空 每空2分 共20分 1 乙個調速系統的調速範圍，是指在時還能滿足所需靜差率的轉速可調範圍。答案 最低速最高速 平均速不能確定 2 閉環調速系統可以獲得比開環調速系統的穩態特性 硬得不多硬得多 軟得多軟得不多 答案 3 無靜差調速系統的最高轉速nmax，最高給定電壓u nmax其速度反饋...
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