础上再叠加个带滤波的转速微分负反馈信号。

含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图如下图所示含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图转速微分负反馈环节中待定的参数是和，其中转速微分时间常数，转速微分滤波时间常数是以选定，，只要确定，就可以计算出和了。

由工程设计方法，近似计算公式得设理想空载起动时，负载系数，已知，，，，。

当时，查得，而调速系统开环机械特性的额定稳态速降，则，取，取，取校核转速超调量当时，查附表典型型系统阶跃输入跟随性能指标得，，不能满足设计要求。

实际上，由于附表是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，饱和，不符合线性系统的前提，应该按退饱和的情况重新计算超调量。

计算超调量。

设理想空载起动时，负载系数，已知，，，，，，。

空载起动时，负载系数，已知，，，，，，。

计算超调量。

实际上，由于附表是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，饱和，不符合线性系统的前提，应该按退饱和的情况重新计算超调量。

部分内容简介条件为满足近似条件。

计算调节器电阻和电容取，则，取，取，取校核转速超调量当时，查附表典型型系统阶跃输入跟随性能指标得，，不能满足设计要求。

实际上，由于附表是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，饱和，不符合线性系统的前提，应该按退饱和的情况重新计算超调量。

计算超调量。

设理想空载起动时，负载系数，已知，，，，，，。

当时，查得，而调速系统开环机械特性的额定稳态速降式中电机中总电阻含滤波环节的型转速调节器调速系统开环机械特性的额定稳态速降为基准值，对应为额定转速。

计算得不能满足设计要求。

校核动态最大速降设计指标要求动态最大速降。

在实际系统中，可定义为相对于额定转速时的动态速降。

由，时，查附表得，不满足动态最大转速降指标。

转速超调的抑制从计算得的退饱和超调量，可知不满足动态指标要求，因此需加转速微分负反馈。

加入这个环节可以抑制甚至消灭转速超调，同时可以大大降低动态速降。

在双闭环调速系统中，加入转速微分负反馈的转速调节器原理图如图所示。

和普通的转速调节器相比，在转速反馈环节上并联了微分电容和滤波电阻，即在转速负反馈的基础上再叠加个带滤波的转速负反馈的基础上再叠加个带滤波的转速微分负反馈信号。

含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图如下图所示含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图转速微分负反馈环节中待定的参数是和，其中转速微分时间常数，转速微分滤波时间常数是以选定，，只要确定，就可以计算出和了。

由工程设计方法，近似计算公式得设理想空载起动时，负载系数，已知，，，，。

设计要求动态最大超调，取转速超调量为，则带转速微分负反馈的转速调节器则微分电容滤波电阻再次校核动态速降带转速微分负反馈时，转速微分时间常数相对值又因为设计要求动态最大转速降，即则。

上述已求出动态速降的基准值所以参照附表可知，当时，，当时，而现在，需要满足，符合要求。

可知满足要求。

校核调整时间在转速微分时间常数相对值时，，则调整时间，满足设计要求。

上述的超调校正选取是根据设计要求条件来选取的，即从开始选起，逐步减小并验证动态转速降以及调节时间，看是否满足要求。

最后选择为最佳整定超调。

从以上分析可得出结论，带转速微分负反馈的直流调速系统不仅使转速超调大大减小，而且大大降低动态速降。

转速电流双闭环直流自动调速转速与电流双闭环直流自动调速系统的工作过程启动过程双闭环直流自动调速系统的启动过程可分为以下个阶段。

电流上升阶段。

开始启动时故的输入值很高，使的输出迅速达到饱合限幅值，在此后的启动升速过程中，只要即，则就将保持该饱和值而不能起调节作用。

的输入偏差电压，由于此时，而，故，的积分作用将使快速上升，电流以最快速度上升，电动机获得较大的启动转矩，加快了电动机的启动。

直到即时，不再增加，也不再增加，电动机电流达到所允许的最大电流。

电流保持恒值，电动机恒加速阶段。

此阶段从刚上升到开始，到达到其期望值为止。

在此阶段中，由于，故仍然不起调节作用。

此阶段是启动过程的主要阶段，也是在启动过程中发挥电流调节作用的主要阶段。

随着的增加，电动机反电动势增大，电流的调节过程为上述电流的不断调节过程，使电动机电枢电流始终保持最大值，电动机以最大电磁转矩和最大加速度加速。

转速调节阶段。

当电动机转速上升到期望转速后，便进入转速调节阶段。

此时，但由于的积分保持作用，仍使速保持在给定值上。

电流环是副环，其主要作用是稳定电流，将影响和干扰转速的调节，但转速环的调节作用可以改变，使电流环跟随调节，故最终仍能消除转速偏差。

直流电动机有三种调速方法，分别是改变电枢供电电压励磁磁通和电枢回路电阻来调速。

调压调速是调速系统的主要调速方式。

直流调压调速需要有专门的可控直流电源给直流电动机，随着电力电子的迅速发展，直流调速系统中的可控变流装置广泛采用晶闸管，将晶闸管的单向导电性与相位控制原理相结合，构成可控直流电源，以实现电枢端电压的平滑调节。

微机单片机控制电动机双闭环调速系统原理框图系统中设置的转速和电流两个调节器，为了获得良好的静动态性能，两个调节器都采用调节器。

这种双闭环调节器结构能恰当发挥电流截止负反馈和转速负反馈的作用。

再加上微机控制系统能采用高分辨率的数字触发器和高精度数字测速装置，可以更好地满足高性能工业传动的要求。

调速系统的硬件组成系统的主电路是晶闸管三相全控桥，直流电动机。

晶闸管触发脉冲的产生和移相由微机控制电路输出。

转速的检测采用数字测速器，它是用微机读取与电动机联轴的光电编码器输出的脉冲数，经微机计算后得出转速值。

整个系统的硬件结构如图所示，使用的主要芯片单片机用作系统的监控，读取采样数据，进行运算，输出控制量。

可编程定时计数器芯片，具有个位定时计数器，用于数字测速和数字触发移相。

可编程接口扩展芯片，用于输出三相全控桥六个晶闸管的双脉冲触发信号，并保证触发脉冲与三相电网的同步。

个片内用于存放采样数据。

可编程键盘显示接口芯片，用于转速设定值和电动机起停控制命令的读入以及电动机运行中转速电流和系统监控状态的显示。

位转换芯片，将电枢电流的值转换为数宇量。

数字移相触发脉冲输出电路要提高调速系统的控制精度，首先必须保证数字触发的移相精度并严格与三相电源保持同步。

同步电路为了使主电路三相全控桥的各相触发脉冲与晶闸管阳极电压保持严格的相位关系，控制系统要设置专门的同步电路，如图所示。

图中，同步变压器与主变压器样接成接法，同步电压先由二级滤波电路滤除电源干扰，并通过调整值，实现。

移相，使三个相同步电压分别与晶闸管电源三相线电压保持同相位。

同步电路原理图触发脉冲输出电路触发器输出电路用两片四触发器作为移相触发脉冲输出的控制门，触发脉冲的宽度由单稳电路控制。

由的个端输出六个晶闸管触发字码，经光电隔离，脉冲经功放后触发对应的晶闸管。

端在控制门关闭时都为，此时块触发功放板上的光耦截止，导通，后级的脉冲功放管截止，无触发脉冲输出在触发脉冲门开启时，由晶闸管双脉冲触发要求，在个端中每次必有两位为的负触发脉冲，此时对应的光耦导通，截止，导通，输出的触发脉冲经脉冲变压器送到相应的晶闸管门极。

数字测速电路转速检测的精度和快速性对电机调速系统的静动态性能影响极大。

为了在较宽的速度范围内获得高精度和快速的数字测速，本系统使用每转线的光电编码器作转速传感器，它产生的测速脉冲频率与电机转速有固定的比例关系，微机对该频率信号采用法测速处理。

数字测速用的计数器分别对和进行计数，触发器用来使的计数与测速脉冲计数同步，由于为下降沿计数，故使用反相器，启动测速和停止测速信号由单片机的软件向口输出，口用于测速电路软件输出复位脉冲信号。

键盘显示接口整个微机控制系统的人机联系采用了可编程键盘显示接口芯片。

为了便于操作和符合人们的习惯，采用传感器阵列式工作方式，作为按键和拨盘的输入接口。

此处选用阵列。

显示器是位数码管，它包括位状态符号显示和位数据显示，都采用动态显示方式。

调速系统的软件设计该系统用单片机代替了直流电动机双环调速装置中的电流和转速控制器以及路触发脉冲发生电路。

整个控制程序由主程序外中断服务程序运算程序及各种辅助程序组成。

主程序主要功能是上电初始化，设堆栈指针，和主要芯片初始化，查询传感器阵列的状态并检查到的命令键设置相应的控制命令标志位，故障检测报警以及等待同步脉冲外中断等。

同步外中断服务程序的主要功能是转速反馈信号采样，按控制命令标志位对应的运行状态对转速环进行运算，电流反馈信号采样，按控制命令标志位对应的运行状态对电流环进行运算，控制移相角的时间值量化，读电源状态字码及判定下拍应送触发脉冲的晶闸管的字码等。

电流环和转速环的离散化运算都以差分方程形式实现，其输出经工程量变换量化后，变为与控制移相所对应的时间，为了提高控制精度，程序中要采用位的四则运算。

由于整个系统实现了数字化控制，所以能很方便地通过软件引入各种特殊的控制方式。

在电动机起动时，通过程序的判断，可以使转速环数字调节器实现积分分离，直接进行大比例系数的数字