转速调节系统的静特性优化策略

在设计系统时，可以先根据砂轮转速公式n_m=60v_s/（_πD）（D为砂轮的直径，v_s为砂轮的线速度），系统要求的转速n_mmin和n_mmax，确定系统的调速范围；然后，选择设计系统，当系统中的各个元件确定后，可以通过定量泵的排量q_p1，变量泵的排量q_pmin、q_pmax，定量马达的排量q₃以及电机动转速n_p，根据公式n_mmin=np（q_p1+q_pmax）/q_m和n_mmax=n_p（q_p1+q_pmax）/q_m求出转速的最大、最小值，与初始设计值相比较，看是否满足系统的设计要求。

为了提高系统的速度刚度，系统应采用图7-13所示的闭环控制，其补偿器采用PID控制，由于该系统无积分环节，为消除系统的误差，补偿器中包含了积分器。当稳态时，积分器输出为u_g，即u_g≈u_f，Δu≈0。钢坯修磨砂轮转速调节系统的框图如图7-13所示。

由图7-13可获得马达的转速为

图7-13 钢坯修磨砂轮转速调节系统的框图

式中 n_m——马达转速；

K_p——马达排量的变化范围与电流范围比，；

q_p0——变量泵的等效常值排量；(www.xing528.com)

q_m——定量马达的排量；

K_u——功率放大器增益，K_u=66mA/V；

u_p0——变量起点设置电压，u_p0=50V或11V。

反馈电压为

式中 K_f——频压转换器的放大系数。

采用变量泵、定量马达可以实现砂轮转速的无级调节，有利于提高砂轮系统的跟随性。此外，砂轮的无级调速还为最终实现恒线速度控制提供了条件，从而提高了钢坯修磨的生产率。