1.2.1.1　调速系统的稳态指标

1.调速范围D

生产机械要求电动机能达到的最高转速nmax和最低转速nmin之比称为调速范围，用D表示，即

式中：nmax和nmin通常指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负载很轻的机械，也可以用实际负载的转速。设计调速系统过程中，nmax近似为电动机的额定转速nN。

2.静差率S

当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载加到额定负载时所对应的转速降落ΔnN与理想空载转速n0之比，称为静差率S，即

由式（1.22）可以看出，静差率是用来衡量调速系统在电动机负载变化下转速的稳定度的。S和机械特性的硬度有关，特性越硬，静差率越小，转速的稳定程度就越高，如图1.11所示。

图1.11　不同转速下的静差率

3.调压调速系统中D，S和ΔnN之间的关系

在直流电动机调压调速系统中，nmax为电动机的额定转速nN，若额定负载时的转速减小为ΔnN，则系统的静差率应该是最低转速时的静差率，即

额定负载时的最低转速为

将式（1.23），代入式（1.24）可以得到

调速范围为

(www.daowen.com)

将式（1.25）代入式（1.26），得

由式（1.27）可知：对于相同的调速系统，其特性硬度或ΔnN值是一定的，如果静差率S值越小，系统允许的调速范围D就越小。

【例1-2】某调速系统电动机的额定转速为nN=1560r/min，额定速降为ΔnN=115r/min，当要求S≤35%时，允许的调速范围为

如果要求S≤15%，则调速范围为

1.2.1.2　动态指标

动态指标就是运动控制系统在过渡过程中的性能指标，包括跟随性能指标和抗扰性能指标两类。本章只简要介绍跟随性能指标。

通常情况下，跟随性能指标是在初始条件为零的条件下，以系统对单位阶跃输入信号的输出响应（称为单位阶跃响应）为依据提出的，如图1.12所示。具体的跟随性指标有上升时间、超调量、调节时间等。

图1.12　表示跟随性能指标的单位阶跃响应曲线

1.上升时间tr

上升时间tr是用来衡量动态响应的快速性的参数，指单位阶跃响应曲线从零起第一次上升到稳态值C∞所需的时间。

2.超调量σ

动态过程中，输出量超过输出稳态值的最大偏差与稳态值之比，用百分数表示，叫做超调量，即

超调量的大小可以体现系统的相对稳定性，超调量越小，系统的相对稳定性越好，则动态响应比较平稳。

3.调节时间ts

调节时间ts（过渡过程时间）是用来衡量系统整个动态响应过程快慢的参数。对于线性控制系统，理论上ts=∞才真正稳定。而在实际应用中，一般将单位阶跃响应曲线衰减到与稳态值的误差进入并且不再超出允许误差带（一般取稳态值的±5%或±2%）所需的最小时间定义为调节时间ts。