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當(dāng)偏差信號(hào)ε是階躍信號(hào)時(shí)，比例部分會(huì)突然加大，而積分部分則按線性增長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，U1輸出達(dá)到限幅值。而實(shí)際系統(tǒng)中，偏差信號(hào)ε只是一開始突跳，隨著輸出信號(hào)USC的增長(zhǎng)，偏差信號(hào)ε便逐漸降低，U1是否能夠升到限幅值，就要看U1的增長(zhǎng)和ε的衰減哪一方更快。如果調(diào)節(jié)對(duì)象的時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù)，則ε下降較慢，由于調(diào)節(jié)器的積分作用，盡管在下降，U1仍繼續(xù)增長(zhǎng)，在ε衰減到零以前U1還來(lái)得及升4000094-310 TRICONEX到限幅值[3]。如果調(diào)節(jié)對(duì)象的時(shí)間常數(shù)較小，則ε衰減較快，當(dāng)積分量還來(lái)不及把U1抬高到限幅值以前，ε已經(jīng)衰減到零，U1也就不能再增長(zhǎng)，這時(shí)積分器不會(huì)飽和。在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，PI調(diào)節(jié)器輸出電壓U1是否飽和對(duì)系統(tǒng)的輸出波形很有影響。若U1一旦飽和，只有ε變負(fù)，即USC＞Usr時(shí)，才有可能使它退出飽和，因此 必然超凋。
3 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性
由于采用了脈寬調(diào)制，嚴(yán)格地說(shuō)，即使在穩(wěn)態(tài)情況下，脈寬調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速也都是脈動(dòng)的[4]。所謂穩(wěn)態(tài)，是指電動(dòng)機(jī)的平均電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡的狀態(tài)，機(jī)械特性是平均轉(zhuǎn)速與平均轉(zhuǎn)矩（電流）的關(guān)系。
采用不同形式的PWM變換器，系統(tǒng)的機(jī)械特性也不一樣。對(duì)于雙極式控制的可逆電路，電流的方向是可逆的，無(wú)論是重載還是輕載，電流波形都是連續(xù)的，因而機(jī)械特性關(guān)系式比較簡(jiǎn)單。
US=Rid+L■+E（0≤t -US=Rid+L■+E （ton≤t 式中的R.L分別為電樞電路的電阻和電感。
電樞兩端在一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓是Ud=γUS（其中占空比ρ和電壓系數(shù)γ的關(guān)系是γ=2ρ-1）。平均電流和轉(zhuǎn)矩分別用Id和Te表示，平均轉(zhuǎn)速n=E/Ce，而電樞電感壓降L■的平均值在穩(wěn)態(tài)時(shí)應(yīng)為零。
4 PWM控制與變換器的數(shù)學(xué)模型
PWM控制與變換器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和晶閘管觸發(fā)與整流裝置基本*。按照對(duì)PWM變換器工作原理和波形的分析，當(dāng)控制電壓UC改變時(shí)，PWM變換器輸出平均電壓Ud按線形規(guī)律變化，但其響應(yīng)會(huì)有延遲，zui大的時(shí)延是一個(gè)開關(guān)周期T[5]。因此，PWM控制與變換器（簡(jiǎn)稱PWM裝置）也可以看成是一個(gè)滯后環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)可以寫成
WS（S）=■=Kse-TSS（5）
式中 KS——PWM裝置的放大系數(shù)；
TS——PWM裝置的延遲時(shí)間，TS≤T。
由于PWM裝置的數(shù)學(xué)模型與晶閘管裝置*，在控制系統(tǒng)中的作用也一樣，因此WS（S），KS和KS都采用同樣的符號(hào)。
當(dāng)開關(guān)頻率為10kHz時(shí)，T=0.1ms，在一般的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中時(shí)間常數(shù)這么小的滯后環(huán)節(jié)可以近似看成是一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)，因此WS（S）≈■（6）
但須注意，此式是近似的傳遞函數(shù)，實(shí)際上PWM變換器不是一個(gè)線形環(huán)節(jié)，而是具有繼電特性的非線形環(huán)節(jié)。繼電控制系統(tǒng)在一定條件下會(huì)產(chǎn)生自激振蕩，這是采用線形控制理論的傳遞函數(shù)不能分析出來(lái)的。如果在實(shí)際系統(tǒng)中遇到這類問題，簡(jiǎn)單的解決辦法是改變調(diào)節(jié)器或控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，如果這樣做不能奏效，可以在系統(tǒng)某一處施加高頻的周期信號(hào)，人為地造成高頻強(qiáng)制振蕩，抑制系統(tǒng)中的自激振蕩。
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