运动控制系统临沂大学
《运动控制系统》课件
闭环控制系统包含反馈回路，通过负反馈来自动调节系统的输出量，使其达到预定的目标值。
闭环控制系统的优点是精度高，抗干扰能力强，能够自动修正误差，适用于对精度要求较高的复杂系统。
闭环控制系统的缺点是结构复杂，设计难度较大，需要具备一定的稳定性分析和调整能力。
03
反馈控制原理的实现需要具备一定的传感器和控制器技术，以及对系统的数学建模和仿真分析能力。
01
反馈控制原理是通过比较系统的输入与输出信号，将输出信号的差值用于控制执行机构，以实现系统的自动调节。
02
反馈控制原理广泛应用于各种运动控制系统，能够提高系统的稳定性和精度。
04
运动控制系统的应用
运动控制系统能够精确控制机器人的动作和位置，实现自动化生产线的连续作业，提高生产效率和产品质量。
控制器的种类繁多，根据应用需求可以选择不同的控制器，如单片机、PLC、运动控制卡等。
执行器是运动控制系统的输出部分，负责将驱动器的电压或电流信号转换为机械运动。
执行器的种类也很多，常见的有步进电机、伺服电机、直线电机等。
执行器的选择要根据实际应用需求来决定，如需要高精度定位、快速响应等。
传感器的种类也很多，常见的有光电编码器、旋转变压器、霍尔元件等。
自动化决策
智能化运动控制系统将具备自适应学习能力，能够根据不同环境和工况自动调整控制策略，以适应各种复杂和动态的运动需求。
自适应控制
远程监控与控制
通过网络技术，实现对运动控制系统的远程监控和控制，方便对设备进行远程调试、故障诊断和远程维护。
数据共享与协同工作
通过网络化实现多设备之间的数据共享和协同工作，提高生产效率和设备利用率。
《运动控制系统》课程教学大纲
《运动控制系统》课程教学大纲课程名称：运动控制系统课程代码：学分/学时：3学分/51学时开课学期：秋季学期（大四上）适用专业：机械工程及自动化、核科学与工程、航空航天工程等相关专业的本科生与研究生先修课程：高等数学（常微分方程，积分变换），模型、分析与系统控制，电工与电子技术，机械测试技术及其应用后续课程：开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标运动控制系统包括电机、驱动器、控制器和传感器。
通过这门课程的学习，能够设计和开发所需的运动控制系统，驱动机械机构完成规定的动作。
用于运动控制的电机主要为交流电机，包括感应电机、永磁同步电机、直流无刷电机步进电机。
驱动器将电网固定的电压、频率改变为可控的电压、频率、电流供给电机，控制电机的转矩、速度、位置、加速度。
控制器将特定的工艺要求转变成控制命令，以数字、模拟等信号形式控制驱动器。
传感器将物理量转变成特定要求的电压或电流，供控制器感知系统的状态，修正控制命令。
这门课程的学习应把握基本原理、器件、算法及三者的内在联系。
基本原理包括上述各种电机的基本原理、电机的控制理论。
器件包括常用的传感器、功率器件、微控制器及电子元件。
算法是基本原理和器件的结合，将抽象的理论具体化，零散的器件集成化，程序模块化。
(A4, A5, B1, B2, B4, C3, C4)二、课程教学内容及学时分配（含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求）第1章运动控制系统的构成与控制结构（3学时/课堂教学）(A5.1)内容：了解运动控制系统由执行器、驱动器、控制器和传感器等部件组成；掌握各组成部件在系统中的作用；了解现有的执行器种类，如气缸、电机、压电陶瓷等，并了解各类执行器的固有特性、适用的应用范围及常用的应用场合；了解传感器的种类及其原理，如光栅尺、码盘、激光干涉仪、电容传感器等，学习各类传感器的特性及适用范围。
了解适用matlab中的simulink模块搭建运动控制系统的仿真程序。
运动控制系统专业选修课教学大纲
《运动控制系统》课程教学大纲Motion Control Systems适用于四年制本科电气工程及其自动化专业学分：2.5 总学时：40 理论学时：36 实验/实践学时：4 /0一、课程作用与目的本课程（运动控制系统）是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课，在学生学习过多门专业基础课的基础上开设，是对电气工程及其自动化本科阶段所学知识的总结和提高。
课程涵盖知识的内容多，范围广，难度大，实用性强，能够培养学生对知识融会贯通的能力，提高学生综合应用理论知识解决实际问题的能力。
二、课程基本要求1. 第一篇（直流调速系统）重点在于掌握以直流电动机为对象组成的运动控制系统，包括单闭环调速系统、多环调速系统、可逆调速系统和直流脉宽调速系统的基本组成和控制规律、静态、动态性能分析及工程设计方法；2. 第二篇（交流调速系统）重点在于掌握以交流电动机为对象组成的运动控制系统，包括调压调速系统、串级调速系统和变频调速系统的基本组成、工作原理和性能特点及系统设计方法；并了解国内国际自动控制领域的前沿科技。
三、教材及主要参考书1. 使用教材《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》（第四版），机械工业出版社，阮毅.2010.2. 参考书[1]李宁.运动控制系统. 北京:高等教育出版社,2004[2]宋书中. 交流调速系统. 北京:机械工业出版社,2002[4]王成元. 现代电机控制技术. 北京:机械工业出版社,2009四、教学内容第一章绪论主要内容：运动控制系统的组成，运动控制系统的历史与发展，转矩控制规律，生产机械的负载转矩特性。
重点和难点：转矩控制规律。
第二章转速反馈控制的直流调速系统主要内容：直流调速的基本类型，直流调速系统用的可控直流电源，反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计，动态分析和设计，比例积分控制规律和无静差调速系统。
重点和难点：掌握反馈控制系统的稳态和动态分析与设计。
第三章转速、电流反馈控制的直流调速系统主要内容：双闭环直流调速系统的组成，静特性，数学模型和动态性能分析，调节器1的工程设计方法，按工程设计方法设计双闭环系统调节器，按离散控制系统设计数字控制器。
《运动控制系统》课程教学大纲
《运动控制系统》教学大纲课程代码：ABJD0420课程中文名称：运动控制系统课程英文名称：MotionContro1System课程类型：限选课程学分数：2.5学分课程学时数：40学时适用专业：自动化专业先修课程：自动控制原理电力电子学电机与拖动基础等一、课程简介本课程的目的是综合运用自动控制元件、电力电子技术和自动控制原理等专业基础知识，通过学习运动控制系统的相关知识，使学生掌握运动控制系统的组成和控制规律；使学生掌握静动态特性以及控制系统的工程设计方法；使学生掌握分析、研究和设计各类运动控制系统的能力。
本课程秉承理论与实际相结合的理念，应用自动控制理论解决运动控制系统的分析和设计问题，以转矩和磁链（或磁通）控制规律为主线，由简入繁、由低及高地循序深入，论述系统的静动态性能。
着重培养学生的系统综合分析能力和解决工程实际问题的能力。
通过课程的学习，使学生掌握现代交、直流电动机控制理论和基本方法，获得运动控制系统的分析和设计计算能力。
二、教学基本内容和要求1 .绪论一运动控制系统基本知识课程教学内容：运动控制系统的组成、分类、主要应用领域及其发展历史，转矩与磁链控制规律，课程特点及学习意义。
课程的重点、难点：运动控制系统的组成部分。
课程教学要求：掌握运动控制系统的定义、结构、及其分类；理解运动控制的必要性；理解转矩与磁链控制规律；了解运动控制的主要应用领域；了解运动控制系统的发展历史及趋势2 .闭环控制的直流调速系统课程教学内容：直流调速系统用的可控直流电源；V-M系统的特殊问题；脉宽调制变换器及调速系统的特殊问题；反馈控制闭环调速系统的稳态分析和设计；反馈控制闭环调速系统的动态分析和设计；比例积分控制规律和无静差调速系统；电压反馈、电流补偿控制的调速系统。
课程的重点、难点：反馈控制闭环调速系统的稳态分析和设计；反馈控制闭环调速系统的动态分析和设计课程教学要求：掌握直流电动机的调速方法和调速系统结构特点；理解反馈控制规律；掌握晶闸管触发整流环节、PWM控制与变换器环节的数学模型；掌握闭环直流调速系统的静特性和稳态性能指标；掌握转速反馈控制直流调速系统的稳态结构图和稳态参数计算；掌握带电流截止反馈环节的调速系统静特性3 .转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法课程教学内容：转速、电流双闭环直流调速系统及其静态特性，∙双闭环调速系统的数学模型及其动态性能分析；调节器的工程设计方法；按工程设计方法设计双闭环调速系统的转速调节器和电流调节器；转速超调的抑制一转速微分负反馈；弱磁控制的直流调速系统课程的重点、难点：双闭环调速系统的转速调节器和电流调节器的工程设计方法课程教学要求：掌握转速、电流双闭环直流调速系统及其静态特性；掌握转速、电流双闭环直流调速系统的数学模型与动态性能分析；掌握控制系统的动态性能指标和调速系统中调节器的工程设计方法4 .直流调速系统的数字控制课程教学内容：微型计算机数字控制的主要特点；微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件；数字测速；数字P1调节器课程的重点、难点：微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件设计课程教学要求：了解微型计算机数字控制的主要特点；掌握微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件；掌握M/T数字测速方法；理解数字P1调节器的设计方法及其饱和限幅作用5 .可逆直流调速系统和位置随动系统课程教学内容：可逆直流调速系统；位置随动系统。
运动控制系统PPT参考课件
第1篇 直流拖动பைடு நூலகம்制系统
1.1 直流调速系统用的可控直流电源 ❖ 直流调速方法 ❖ 直流调速电源 ❖ 直流调速控制
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1.1.1 直流调速方法
根据直流电机转速方程
n U IR Ke
（1-1）
n — 转速（r/min）；
U — 电枢电压（V）；
I — 电枢电流（A）；
R — 电枢回路总电阻（ ）；
晶闸管-电动机调速系统（简称VM系统，又称静止的Ward-Leonard系 统），图中VT是晶闸管可控整流器，通 过调节触发装置 GT 的控制电压 Uc 来移 动触发脉冲的相位，即可改变整流电压 Ud ，从而实现平滑调速。
22
• V-M系统的特点
与G-M系统相比较： 晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提
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1). 直流斩波器的基本结构
控制电路
+
VT
Us
VD
_
a）原理图
u
+ Us ton
M _O
T
b）电压波形图
图1-5 直流斩波器-电动机系统的原理图和电压波形
Ud t
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2). 斩波器的基本控制原理
在原理图中，VT 表示电力电子开关器件， VD 表示续流二极管。当VT 导通时，直流电源 电压 Us 加到电动机上；当VT 关断时，直流电 源与电机脱开，电动机电枢经 VD 续流，两端 电压接近于零。如此反复，电枢端电压波形如 图1-5b ，好像是电源电压Us在ton 时间内被接上， 又在 T – ton 时间内被斩断，故称“斩波”。
改变电压 UN U
U n ， n0
❖ 调速特性：
O
转速下降，机械特性
运动控制系统 教学大纲
运动控制系统一、课程说明课程编号：090441Z10课程名称：运动控制系统/ Motion Control System课程类别：专业课学时/学分：72（12）/4先修课程：电机与电力拖动、电力电子技术适用专业：电气工程及其自动化、电气工程卓越工程师教材、教学参考书：1.《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》(第四版)，陈伯时，机械工业出版社；2.《现代交流调速技术》，姚绪梁，哈尔滨工程大学出版社；3.《运动控制系统》，阮毅，清华大学出版社；4.《伺服与运动控制系统设计》，田宇，人民邮电出版社；5.《实用运动控制技术》，李泽湘，电子工业出版社；6.《运动控制系统》，尔桂花，清华大学出版社；二、课程设置的目的意义本课程是本科电气工程及其自动化方向的专业课之一；内容涵盖:可控电源，电动机系统的特殊问题及机械特性，开环调速系统的性能指标，交、直流调速系统及伺服系统的工作原理、系统结构，静态和动态性能指标及分析方法，反馈控制的基本特点，调节器结构及参数的设计方法，控制系统的实现，计算机仿真软件在运动控制系统中的应用等。
本课程以控制规律为主线，按照从直流到交流、从开环到闭环、从调速到伺服循序渐进的原则讲授。
通过本课程的学习，使学生掌握直流调速系统、交流调速系统的基本理论以及系统分析、工程设计方法，学会将自动控制的理论和方法应用到交、直流电动机调速系统中，培养学生综合运用所学知识、解决实际问题的能力，为成为电气自动化的工程人员打下良好的理论基础。
三、课程的基本要求知识：1．通过本课程的学习，学生应了解以下知识：运动控制技术的发展、应用以及在本专业学科领域的地位和作用；运动控制系统的主要结构特点以及基本性能指标；直流脉宽调速系统的基本控制模式；微机数字控制系统的主要特点；微机数字控制双闭环直流调速系统硬件和软件。
2．通过本课程的学习，学生应熟悉以下知识：建立闭环调速系统各典型环节静态、动态数学模型的一般方法；数字测速与滤波的实现方法；系统工程设计中的近似处理原则和方法；转速、电流双闭环直流调速系统的工程设计思路、方法；有环流可逆闭环调速系统的工作原理和实现方案；SPWM逆变器的控制模式和实现方案；变频调速的基本控制方式。
运动控制系统实验报告
实验陈述之答禄夫天创作步进电机控制实验实验目的：掌控编程的灵活性和简洁性，学习PLC 控制步进电机的方法。
步进电机有两相绕组,分别为A 相绕组和B 相绕组,端子为AB每相中间已接±24V 直流电源的＋24V 端，A B依照步进电机的运行规律，由可编程序控制器轮流输出信号控制，工作方式为双四拍。
正反转步序参考如下表：实验任务：程序启动后，按下启动按钮，电机启动，按下停止按钮，电机停止，按下反向按钮，电机反向启动。
I/O 分配：实验二转速控制实验实验任务：步进电机的旋转速度由轮流通电频率控制。
程序启动后，按下启动按钮，前10秒电机转速由慢变快，接下来10秒快变慢，如此循环。
I/O分配：输入信号信号元件及作用I0.0 I0.2 启动停止输出信号控制对象及作用Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 A A B B 实验三定步旋转实验实验任务：实验所用步进电机的步进角为7.5°。
程序启动后，按下启动按钮，使转盘按每次90°和180°的设定值交替转动，每两次之间停止1秒钟。
I/O分配：输入信号信号元件及作用I0.0 启动输出信号控制对象及作用Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 A A B B 三相交流异步电动机控制实验一．实验目的：根据三相交流异步电机的原理图，学习用PLC来控制电机的正反转和Y/△启动的方法。
二．实验介绍：右图为三相交流异步电机的实验原理及实验模拟图。
此实验的控制对象是一台三相交流异步电动机，要完成的功能的是用PLC控制三相交流异步电动机的正反转和Y/△启动。
要完成这两项功能，除电机外，还需要四组三相交流接触器KM1、KM2、KMY和KM△，以及3个按钮SB1、SB2、SB3。
三相异步电动机控制实验示意图图中的M代表三相交流异步电动机，两个箭头旁分别有一个发光二极管，其中，红灯亮暗示电机正转，绿灯亮暗示电机反转，都不亮暗示电机停转；代表KM1、KM2、KMY和KM△的发光二极管亮时暗示该接触器线圈得电，对应的常开触点闭合。
《运动控制技术及应用》课程标准
《运动控制技术及应用》课程标准运动控制技术及应用是一门涉及机械、电子、计算机等多学科交叉的课程，主要介绍了运动控制技术的基本原理、应用领域以及相关的软硬件设备。
本课程旨在培养学生对运动控制技术的理解和应用能力，为其今后从事相关工作打下坚实的基础。
一、课程目标1. 理解运动控制技术的基本原理和发展历程。
2. 掌握运动控制系统的基本组成和工作原理。
3. 熟悉运动控制系统的软件编程和参数配置方法。
4. 能够应用运动控制技术解决实际工程问题。
5. 培养学生的团队协作和创新能力。
二、课程内容1. 运动控制技术概述1.1 运动控制技术的定义和分类1.2 运动控制技术的发展历程1.3 运动控制技术在工业自动化中的应用2. 运动控制系统的基本组成2.1 传感器和执行器2.2 控制器和驱动器2.3 运动控制系统的通信接口3. 运动控制系统的工作原理3.1 运动控制系统的闭环和开环控制3.2 运动控制系统的速度、位置和力控制方法3.3 运动控制系统的运动规划和轨迹跟踪算法4. 运动控制系统的软件编程和参数配置4.1 运动控制系统的编程语言和开发环境4.2 运动控制系统的参数配置和调试方法4.3 运动控制系统的故障诊断和维护技术5. 运动控制技术在工程中的应用5.1 运动控制技术在机械加工中的应用5.2 运动控制技术在自动化生产线中的应用5.3 运动控制技术在机器人和无人驾驶车辆中的应用三、教学方法1. 理论讲解：通过课堂讲解，介绍运动控制技术的基本原理和应用案例，引导学生理解和掌握相关知识。
2. 实验操作：通过实验操作，让学生亲自操纵运动控制系统，熟悉其软硬件设备，培养实际操作能力。
3. 课程设计：通过小组合作，设计并实现一个简单的运动控制系统，培养学生的团队协作和创新能力。
四、考核方式1. 平时表现：包括出勤情况、课堂参与和实验操作等。
2. 实验报告：根据实验内容撰写实验报告，评价学生对运动控制技术的理解和应用能力。
《运动控制技术及应用》课程标准
《运动控制技术及应用》课程标准《运动控制技术及应用》课程标准参考内容1. 课程目标：使学生了解运动控制技术的基本原理和应用，培养学生分析和解决运动控制问题的能力，为学生将来从事相关行业的工作打下坚实基础。
2. 课程大纲：(1) 运动控制技术概述：介绍运动控制技术的定义、分类和发展历程。
(2) 运动控制系统组成：介绍运动控制系统的组成和作用，包括传感器、执行器、控制器等。
(3) 运动控制系统建模与仿真：学习运动控制系统的建模方法和仿真技术，包括数学建模、传递函数、状态空间等。
(4) 运动控制系统的动力学分析：学习运动控制系统的动力学分析方法，包括二阶系统、PID控制器等。
(5) 运动控制系统的控制算法：学习运动控制系统常用的控制算法，包括比例控制、积分控制、微分控制等。
(6) 电机驱动技术：介绍电机驱动技术的原理和应用，包括直流电机驱动、交流电机驱动等。
(7) 运动控制系统的调试与优化：学习运动控制系统的调试与优化方法，包括参数调整、响应性能评估等。
(8) 实际应用案例分析：通过实际案例分析，探讨运动控制技术在工业自动化、机器人等领域的应用。
3. 教学方法：(1) 理论教学：通过讲授基本原理、概念和方法，帮助学生掌握运动控制技术的基础知识。
(2) 实验教学：通过实验操作，学生可以亲自实践运动控制系统的建模、仿真、调试和优化。
(3) 讨论与案例分析：通过讨论和分析实际案例，引发学生的思考和灵感，提高问题解决能力。
4. 教学要求：(1) 学生应熟悉数学、物理等基础知识，具备基本的电路理论和控制理论知识。
(2) 学生应具备一定的计算机操作和编程基础，能够运用相关软件进行仿真和调试。
(3) 学生应具备较强的分析和解决问题的能力，注重实践操作和实际应用。
5. 考核方式：(1) 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况等。
(2) 实验报告：对实验过程、结果和分析进行书面报告。
(3) 期末考试：笔试形式，测试学生对运动控制技术的理论知识和应用能力。
6.3运动控制系统模型沐风教学
数字控制器 延迟的影响 1、采样-保持延迟 用于存储数据
计算延迟，由于执行控制律需要时间 速度估计延迟由位置估计速度产生的
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Z域 Z的定义为 esT ,1/ z是也es就T , 是延迟运算。 从最严格意义上来说，s域用于连续系统，z域用于采 样系统。
z esT |s j 1T
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低通滤波器的主要缺点是它会给控制系统带来不稳定性，这 种不稳定性是通过引起增益穿越频率处的相位滞后引入的。
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控制系统中常见的7种滤波器
低通滤波器 低通滤波器能衰减所有高于特定频率的信号。
一阶低通滤波器
T单极点
S
S
K K
二阶低通滤波器 陷波滤波器 双二阶滤波器
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T双极点
S
=
S2
N2 2N
S
N2
PID控制器的开环Bode图 (55oPM，8.5dB GM)
前馈 前馈是利用有关对象的知识来改善指令信号的响应。 在前馈路径中，指令信号在控制律之前经过处理，采用前 馈时指令响应不再依赖于控制回路带宽。
基于对象的前馈
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指令响应Bode图表明前馈增大了系统带宽
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滤波器
滤波器广泛应用于控制系统，用来消除噪声、减小混叠、衰 减谐振。控制系统中最常见的滤波器是低通滤波器，它们用来 消除来自于不同噪声源的噪声：电气互连（干扰）、分辨率限 制、电磁干扰(EMI)以及反馈装置中的固有噪声。
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PI控制系统
PI控制律,比例项提供稳定性与高频响应,积分项确保 平均误差趋向于0； 功率变换器模型是一个低通滤波器，通常为二极点低 通滤波器； 被控对象一般为积分器G/s=G/(j2π f)=-jG/(2π f)，j的增
运动控制系统的建模与仿真分析
运动控制系统的建模与仿真分析运动控制系统是现代机器人、半导体设备、医疗设备等行业中的关键技术之一，它可以帮助设备快速反应和调整，实现更加精准的动作和控制。
为了更好地理解和优化运动控制系统，需要进行建模和仿真分析。
本文将介绍运动控制系统建模和仿真分析的过程及其意义。
一、运动控制系统的建模运动控制系统的建模是指将实际运动控制系统转化为数学模型的过程，这一过程可以帮助我们更好地理解运动控制系统的工作原理和特性，为后续的仿真分析提供基础。
建模过程中需要考虑的因素包括：运动控制器、执行器、传感器、反馈回路等。
首先，需要将控制器的输入和输出进行建模，其中输入一般为期望得到的输出信号，输出一般是控制信号。
然后，需要将执行器的动态响应和性能进行建模，其中包括机械结构和控制结构等。
另外，还需要考虑传感器的反馈信号和反馈回路的响应特性等。
在建模过程中，需要根据实际情况选择合适的数学模型，其中最常用的数学模型包括PID（比例积分微分）控制器、传递函数模型、状态空间模型等。
在此基础上，可以利用MATLAB等工具进行仿真分析。
二、运动控制系统的仿真分析运动控制系统的仿真分析可以帮助我们预测系统的性能和响应，发现并解决系统可能存在的问题，并通过修改模型参数优化系统。
在进行仿真分析时，需要注意以下几点。
首先，需要准确地确定模型参数，以保证仿真分析结果的可靠性。
其次，需要模拟实际工作条件，并考虑不同工况的影响。
最后，需要进行数据分析，对仿真结果进行评估和分析。
在仿真分析中，需要关注一些关键指标，如控制系统的稳定性、响应时间、静态误差、动态误差等，这些指标可以帮助我们理解控制系统的特性和性能，并进行优化。
三、运动控制系统建模和仿真分析的意义运动控制系统建模和仿真分析可以帮助我们更好地理解和优化运动控制系统，从而提高系统的性能和可靠性。
具体来说，建模和仿真分析的意义如下：1. 优化系统性能。
通过建模和仿真分析，可以发现并解决系统可能存在的问题，优化系统的性能。
运动系统实训报告模型
一、实训背景随着科技的发展，运动控制系统在工业、医疗、教育等领域得到了广泛应用。
为了提高我国运动控制领域的技术水平，培养具有实际操作能力的人才，我校开设了运动系统实训课程。
本次实训旨在让学生了解运动控制系统的基本原理、组成及工作流程，并通过实际操作，提高学生的动手能力和实践技能。
二、实训目标1. 掌握运动控制系统的基本原理和组成；2. 熟悉运动控制系统的安装、调试及维护方法；3. 培养学生的动手能力和实践技能；4. 提高学生的团队合作意识和沟通能力。
三、实训内容1. 运动控制系统概述（1）运动控制系统的定义及作用；（2）运动控制系统的组成及工作原理；（3）运动控制系统的分类及应用领域。
2. 运动控制系统的硬件组成（1）运动控制器；（2）伺服驱动器；（3）伺服电机；（4）传感器；（5）执行机构。
3. 运动控制系统的软件组成（1）运动控制软件；（2）上位机软件；（3）通信协议。
4. 运动控制系统的安装与调试（1）运动控制系统的安装步骤；（2）运动控制系统的调试方法；（3）故障排除。
5. 运动控制系统的应用实例（1）工业自动化领域；（2）医疗领域；（3）教育领域。
四、实训过程1. 实训前的准备（1）了解实训课程的基本内容；（2）熟悉实训设备的操作方法；（3）分组，明确各成员的职责。
2. 实训过程（1）教师讲解运动控制系统的基本原理和组成；（2）学生分组进行运动控制系统的安装、调试及维护；（3）教师巡视指导，解答学生提出的问题；（4）学生总结实训过程中的经验教训。
3. 实训总结（1）学生撰写实训报告；（2）教师进行点评，总结实训成果。
五、实训成果1. 学生掌握了运动控制系统的基本原理和组成；2. 学生的动手能力和实践技能得到提高；3. 学生之间的团队合作意识和沟通能力得到加强。
六、实训体会通过本次运动系统实训，我深刻认识到运动控制系统在实际应用中的重要性。
在实训过程中，我不仅学会了运动控制系统的基本原理和操作方法，还提高了自己的动手能力和实践技能。
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运动控制系统试题及答案《运动控制系统》课程试卷（A 卷）附答案第1篇直流调速系统（60 分）
一、填空题（每空 1 分，共 23 分）
1. 运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成。
2. 转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。
3. 生产机械常见的三种负载是恒转矩负载、恒功率负载和平方率负载。
4. 某直流调速系统电动机额定转速 nN 1430r / min ，额定速降 nN 115r / min ，当要求静差率 s 30 时，允许的调速范围为
5.3，若当要求静差率 s 20 时，则调速范围为3.1，如果希望调速范围达到 10，所能满足的静差率是 44.6。
5. 数字测速中，T 法测速适用于低速，M 法测速适用于高速。
6. 生产机械对调速系统转速控制的要求有调速、稳速和加减速三个方面。
7、直流电机调速的三种方法是：调压调速、串电阻调速和弱磁调速。
8、双闭环直流调速系统的起动过程分为电流上升阶段、恒流升速阶段和转速调节三个阶段。
9. 单闭环比例控制直流调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应的改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。
二、选择题（每题 1 分，共 5 分）
1、双闭环直流调速系统，ASR、ACR 均采用 PI 调节器，其中 ACR 所起的作用为（ D ）。
A、实现转速无静差 B、对负载变化起抗扰作用 C、输出限幅值决定电动机允许的最大电流 D、对电网电压波动起及时抗扰作用
2、典型 I 型系统与典型 II 型系统相比， C （）。
A、前者跟随性能和抗扰性能均优于后者 B、前者跟随性能和抗扰性能不如后者C、前者跟随性能好，抗扰性能差 D、前者跟随性能差，抗扰性能好
3、转速单闭环调速系统对下列哪些扰动无克服能力， D ）（。
A、电枢电阻 B、负载转矩 C、电网电压 D、速度反馈电位器
4、下述调节器能消除被控制量稳态误差的为（ C ）。
A、比例调节器 B、微分调节器
C、PI 调节器
D、PD 调节器
5、双闭环调速系统，ASR、ACR 采用 PI 调节器，下列说法正确的是（ C ）。
A、电
动机电枢电流最大时，转速最高 B、电动机电枢电流小于负载电流，转速最高 C、电
动机转速最高时，电枢电流等于负载电流 D、恒流升速时，电动机电枢电流等于负载电流。
三、简答题（14 分）
1、转速电流双闭环调速系统应先设计哪个环？（1 分）答：电流环（1 分）
2、写出 PI 调节器的传递函数。
分）（1答：WsKpiτs1/ τs （1 分）
3、写出典型 I 型系统和典型 II 型系统的传递函数。
分）（2答：典型 I 型系统: WsK/sTs1典型 II 型系统:Kτs1/s2Ts1 （2 分）
4、写出电动机的传递函数。
分）（2答：Ids/Udos-Es1/RTls1Es/Ids-IdlsR/Tm s（2 分）
5、在调节器的工程设计方法中，低频段大惯性环节如何进行近似处理？高频小惯性群如何进行近似处理？（2 分）答：在调节器的工程设计方法中，低频段大惯性环节近
似为积分环节，高频小惯性群合（2 并为一个一阶惯性环节。
分）
6、双闭环直流调速系统中，给定滤波环节的作用是什么？（1 分）（1答：给定滤波环节的作用是平衡反馈滤波环节的延迟作用，使二者得到恰当的配合。
分）
7、在无静差转速单闭环调速系统中，影响转速的稳态精度的主要因素是什么？（2 分）答：给定、反馈环节（2 分）
8、PWM 可逆直流调速系统中电抗器远小于晶闸管—电动机系统中的电抗器的原因是
什么？（1 分）答：电流脉动小（1 分）。