电流环的动态结构如图3.4所示。执行器为晶闸管触发整流环节，控制对象是硅碳棒的加热电流。首先确定内环控制对象模型的参数，这里主要是要确定硅碳棒的电阻和晶闸管整流器和触发装置的模型参数以及检测反馈环节的参数。在晶闸管整流电路中，当触发器控制角发生变化时，若晶闸管已导通，则输出电压Udo的变化要等到下一个自然换向点以后才开始。这样输出调节电压Udo的变化较控制电压的改变延迟了一段时间T,T称为失控时间。由于T的大小随控制电压发生变化的时刻而改变，故Ts是随机的。可能的最大的失控时间是两个自然换向点之间的时间，它与交流电源的频率和晶闸管整流器的型式有关，由下式确定式中，f为交流电源频率;m为一周内整流电压的波头数。晶闸管整流器和触发装置的模型可视为一阶惯性环节，动态传递函数为:其中K:为晶闸管整流器的电压放大系数，根据实际测试系统得出K:为15s,天为晶闸管触发装置的失控时间。在该测试系统中，晶闸管移相调压电路属于单相全波整流电路，平均失控时间为Sms。实际系统中的反馈通道都存在检测元件和惯性滤波环节，属于非单位反馈。电流反馈滤波时间常数凡，取8ms，电流反馈系数刀=5170二0.0294州A，其中SV为温度控制器的输出限幅电压，170A为系统许可的最大加热电流。硅碳棒的电阻变化情况可以通过分析实验数据得出。为了与上面的模型一致，这里从加热炉温度为900摄氏度开始测得一系列硅碳棒的工作电压和和温度的数据，将其拟和得到曲线如图3.5所示:可用下式来近似表示:U=0.0219T+19.6368(3.8)本文以炉温为1300℃的模型为研究对象。根据上式可求得系统硅碳棒在1300摄氏度时参考电阻值为0.283052。设计电流控制器时，应先根据控制系统的要求，确定将实际系统校正为哪一种系统。控制对象可以等效为两个惯性环节。内环控制器设计的主要目标是使电流具有很好的抗干扰性能和跟随性能。由于两个惯性环节的时间常数比较接近，可校正为典型的工系统，选择比例积分型控制器Gc一Kp;号。毓控制环仿真结构图3.6如下，硅碳棒电阻环节与晶闸管环节合并为惯性环节，电流反馈部分的惯性环节等效的置于环内，使电流环结构简化。通过仿真分析电流调节器。www.sdzygw.com