对于定量下料自动控制系统的性能要求，从动态和静态特性品质来看，主要有:

　　1、快速性能好，即系统对给定量信号的响应快，跟踪误差小，过渡过程时间短，由于下料的物料无法收回，所以应无超调或超调量很小。

　　2、稳态精度高，即系统输出与给定量稳态偏差小，称量精度高。由此可见，定量下料自动控制系统对控制策略方面的要求甚高，不是一般传统控制方法(如PDI控制器)所能满足的。这主要是由于定量下料系统存在动态称重测量的时滞性、时变性、欠阻尼，负载扰动以及交流电动机自身和被控对象的严重非线性、强偶合性等不确定因素.因此，理想的控制策略不仅要求能满足上述动态、静态性能，而且还应该具有抑制各种非线性因素对系统的影响，具有解偶合能力和强的鲁棒性，并且无需依赖的数学模型等。

　　对于定量下料系统称重精度和称重速度的矛盾，在通常情况下采用“双速法”，即开始阶段采用快速加料，当到达设定值的约90%时，改成慢速加料以满足称重精度.双速法一般采用三相异步电动机变极调速，对于称重时间要求不是很高，大剂量的定量称重能满足称量精度的要求。但对于小剂量，而且要求快速称重，要满足高的下料精度，双速法很难满足要求。这就需要高性能的定量下料自动控制系统。定量下料自动控制系统。

　　该自动控制系统的基本工作原理是:首先输入与所需要下料的实际重量对应的给定信号叱，由此信号与称重侧t系统检侧的实际称重信号牙相比较，其偏差为巩二嗽一砰，通过控制器的算法运算，求出为消除该偏差所需施加于功率变换器输入端的控制里u，经过信号转换与功率放大，驱动交流电动机及螺旋下料器等机构不断下料，使误差巩逐渐减少，直至消除.

　　(1)称重测量装置称重测量装置是定量下料自动控制系统的重要组成部分，称重传感器的合理选择，以及对传感器信号的放大，滤波，动态补偿，对于一个定量下料自动控制系统的静态及动态性能能否达到要求，起着重要作用。上一章对称重测量系统已进行了分析。

　　(2)功率变换器它是定量下料自动控制系统中实现高性能称重控制的关键设。通常应该具有一定输出功率和调频调压精度以外，还要求频带宽，热稳定性好，抗干扰能力强，有过电流保护和限流功能。由于目前高性能下料定量称量自动控制系统的执行机构采用三相交流电动机，因此，功率变换器采用PWM矢量控制交流变频装置。功率器件有用大功率晶体管(GTR)，大功率可关断晶闸管

　　(GTO)和场控型开关器件(IGBT)等。特别是GIBT功率器件，具有功耗小、耐压高、工作频率高(可达20一40U七，而GTR只有5~10dl七)、动态性能好、可靠性高、成本低、所需控制功率小等特点。

　　螺旋给料机由螺旋轴、输送槽组成。设计螺旋给料机时，主要考虑的参数是螺旋直径、螺旋轴的转速、给料速率、功率等。螺旋给料机的送料原理属于完全强制性的送料。计量喂料机因此，它对上部料仓出料的不规则性不敏感，从而更能保证给料速率稳定。设计很好的螺旋给料机不需要任何控制就能始给料精度到达1%，如果加上控制，给料精度可以提得更高。

　　交流电机以其结果简单，工作可靠，维修方便，经久耐用而得到广泛应用。其缺点是不易调速。但随着变频技术的发展，这个问题已基本得到解决。交流电动机的转速公式为:

　　中n为电机转速，f为电源频率，s为转差率，公式(3.1)可知:()l通过改变电机的极对数是现在定量下料称重常用的方法。(2)通过改调速，但转差率变化范围不大，一般不太常用。以实现交流电机的无级调速.

　　(4)控制器它通常是由微处理芯片，如微处SP)构成。随着微电子技术进展和众多的高级控小，功能强，成本低，控制性能好。性能定量下料自动控制系统为了做到快速、准确的定量下料，定量下料自动和电流反馈的三闭环结构形式。

　　三闭环下料控制系统原理图其中，电流环和速度环均为内环。电流环的作用是:(l)改造内环控制对象的传递函数，计量喂料机提高系统的快速性;(2)及时抑制电流环内部的干扰;

　　(3)限制电流，使系统有足够大加速转矩，并且保障系统安全运行。速度环的作用则是增强系统抗负载扰动的能力，抑制速度波动。称重环的作用主要是保证系统静态精度和动态跟踪的性能，直接关系到系统的稳定和高性能运行，而且它是反馈主通道。

　　因此，一个高性能定量下料自动控制系统的设计，需要针对各个闭环的具体作用和要求，采用相应的控制方式。从三相交流电动机的磁链方程和转矩方程的分析式中可以看出，它具有强的祸合和严重的非线性。计量喂料机为了将交流电动机的物理模型等效地变换成近似于直流电动机的模型，通常经过坐标系的静止变换和旋转变换，可以将原三相交流电动机的复杂模型转换到M一(M砚笋etiZation.To闪ue)两轴旋转坐标系上，从而可以大大简化其数学模型。三相交流电动机在采用PWM矢量控制变频装置时，往往通过上述坐标变换，可将其数学模型简化

　　式中，、分别为直流环节的电源的理想空载电压和直流电流，电磁时间常数兀=L/R，R和L分别为直流环节负责端等效电阻和等效电感;兀为电磁转矩;J为转动惯量;p为电动机极对数:。为电动机输出角速度;q为电动机电磁转矩与直流环节电流几间的比例系数.

　　采用矢量控制的交流调速系统，由于在M一T坐标系统中的简化数学模型与直流电动机等效。因此系统的三闭环结构与直流电动机三闭环调速系统十分类似。并且，由于矢量控制实现了异步电动机模型的解祸，因此，其内环速度调节器、电流调节器均可采用直流调速系统的工程设计方法进行。根据快速跟踪和抗干扰性能的要求，通常可以按典型I或典型n系统设计调节器参数.电流调节器的设计由于系统存在PWM电压逆变器的环节和电动机定子、转子电感的作用，这使电滋和速度环均存在一定的惯性作用。因此，电流调

　　根据电流环的主要作用是保持电枢电流在动态中不超过值，因而在突加时不希望有超调，或者超调越小越好。为此，可以将电流环节校正为典型l统
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