微机励磁调节器由什么组成？
点击任一模块，查看它的输入、输出与在本节中的落点。
输入信号举例
- 电压、电流等模拟量
- 增 / 减励磁、开 / 停机等命令
- 断路器位置、灭磁开关状态
输出与辅助任务
- 触发脉冲、灭磁控制等开关型信号
- 定时、计数、频率计算与中断
- 人机交互、通信和状态报告
交互：采样实时性预算
教材强调「实时性」与「三相同步采样」。把一次采样链路的时间拆开，看它是否还装得进一个采样周期。
采样周期 T = 20 ms（50 Hz），三相共 3 × 通道数个转换。
采样控制：为什么需要 PID？
励磁调节以电压偏差为依据。教材将偏差写为给定电压与发电机端电压之差：
连续型 PID 规律：
计算机按采样周期 T 处理信号，把积分和微分近似离散化，可得教材中的位置式 PID：
下面的交互取 T = 1 归一化，Kp、Ti、Td 均以采样周期为单位，与代码和滑块口径一致。
| 环节 | 看什么 | 教材中的作用 |
|---|---|---|
| 比例 P | 当前偏差 e 的大小 | 按偏差比例改变控制量；单独使用不能消除稳态误差 |
| 积分 I | 偏差随时间的累积 | 理想积分调节可消除稳态误差 |
| 微分 D | 偏差变化趋势 | 帮助减少超调、缩短调整时间，改善动态品质和稳定性 |
交互 A：观察位置式 PID 的单点控制量
第三项历史偏差 ek−2 固定为教学值 0.08，用于演示累加窗口。
交互 B：三相同步采样示波器
教材要求三相电压、电流同步采样。切换「同步 / 异步」，看采样点在三条正弦上是否对齐。
交互 C：闭环 PID 仿真——P、I、D 到底改变了什么
拖动参数，观察阶跃响应的超调、调节时间与稳态误差。这是一阶/二阶被控对象的定性演示，不是机组模型。
数字移相：把触发角换算成计数值
PID 运算得到控制信号 uc 后，教材给出控制信号与触发角之间的余弦关系：
然后将触发角换算成计算机计数脉冲个数：
T 为阳极电压周期；fc 为计算机计数频率。教材指出，可离线计算 α = f(uc) 关系表并存入存储器，运行时由 PID 求得 uc 后查表获取触发角，以满足实时性要求。
交互 A：移相计算器
触发角位置示意
交互 B：α 变大变小，整流输出怎么变？
复用上面的 uc，画出单相全控桥的交流输入与直流输出波形。
交互 C：计数器累加——N 到底是什么
教材把 α 换算成「计数脉冲个数」。点播放，看定时器从 0 数到 N 才发出触发。
交互 D：相间偏差与谐波
教材要求各相控制角一致，相位偏差应小于 5°。拖动偏差，看直流输出是否出现毛刺。
教材例题：完整计算
- 采用比例控制：uc(k) = Kp ΔUg(k) = 1 × 0.15 = 0.15。
- 计算触发角：α(k) = arccos(0.15 / 1) ≈ 81.373°。
- 计算脉冲数：N(k) = (81.373 / 360) × 0.02 × 10⁶ ≈ 4521 个。
两种电压扰动：控制链路怎么走？
选择场景，观察 ΔU → PID → uc → α → N → 触发 → If → UG 这条链如何逐段响应。
触发电路为什么不能随意发脉冲？
- 各相触发脉冲应与整流桥主回路同步，频率相同并保持一定相位关系。
- 触发脉冲需要足够的幅值、宽度和陡峭上升沿，保证晶闸管可靠触发。
- 各相控制角应保持一致；教材指出相位偏差应小于 5°，以减少输出电压谐波。
- 脉冲强度不得超过控制极允许的电压、电流和功率；控制极不应出现反向电压。
- 触发电路应与高电压主回路隔离，保证安全。
双通道：自动通道故障后发生了什么
快速自测
1. 位置式离散 PID 中，哪个环节可在理想情况下消除稳态误差？
2. 当 α、T 不变，计数频率 fc 增大时，N 如何变化？
3. 教材中数字移相的核心步骤是什么？
4. 把下面的信号链排成正确顺序（用 ▲ ▼ 调整）