PDFF调节器在运动控制系统中的应用与分析
数控机床进给系统建模与仿真[1]
![数控机床进给系统建模与仿真[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/0b911236ee06eff9aef8075d.png)
T
.
BS
θ=JS
2θ
（4）
Gb
1 o
1 o
1.2 机械系统模型
图1为某数控机床进给系统示意图， 步进电
机通过联轴器带动滚珠丝杠进而带动拖板在导轨
上运动，步进电机的旋转运动转换成了执行部件
的直线运动，它控制着刀具对工件切削形成的进
给量。
PID
PDFF
56
《机电技术》2010年第 1期计算机技术应用
数控机床进给系统建模与仿真
曾 妮
（广州海格通信集团股份有限公司，广东 广州 510663）
摘 要：进给系统是影响数控机床性能的关键部分，本文在分析数控机床进给系统的基础上，建立了数控机床进给
系统模型，通过仿真分析，比较了 PID控制器和 PDFF(Pseudo -Derivative Control with feedforward Gain)控制器
位
移
(μ，比较了PID
控制器和PDFF控制器在机床进给系统控制中的表
4
现，仿真分析表明PDFF控制器比PID控制器拥有更
2
好的鲁棒性，其上升时间虽然比PID控制器长，但
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 是完全可以满足数控机床进给系统的需要。
.
BS
θ=JS
θ
（8）
b
22 22
54
计算机技术应用
《机电技术》2010年第 1期
1.3 进给系统模型
忽略进给系统各项摩擦，则步进电机输出转
角θo
与滚珠丝杠转角θ2 相等，即：θ
o
青科大运动控制系统模拟题
5、在转速电流双闭环系统中，转速调节器输出限幅值的主要作用是
。
6、改变直流电动机的电磁转矩可以通过
或
实现。
7、在PWM直流调速系统中，脉宽调制器UPW的作用是：
。
二、简答题
1、说明反馈控制系统的三个基本特征是什么。 2、单闭环直流调速系统存在什么问题？为什么要引入转速电流双闭环系
统？ 3、采用光电编码盘进行数字测速的方法有哪几种？各有什么特点？ 4、逻辑控制无环流可逆调速系统，逻辑控制器的输入控制信号是什 么？输出信号的控制作用是什么？ 5、简述位置随动系统的任务及特征。
依据信号有 Ublf
和
Ublr 。
二、简答题
1、在转速负反馈单闭环直流调速系统中，改变给定电压能否改变电动机 的转速？为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比能 否改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无 克服这种干扰的能力？
2、转速反馈单闭环直流调速系统存在什么问题？为什么要引入双闭环 直流调速系统？ 3、在转速电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参 数？改变转速调节器的放大倍数Kn行不行？改变电力电子变换器的放大 倍数KS行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参 数？ 4、位置伺服系统的基本任务是什么？简述位置伺服系统与调速系统的不
（1）在V-M双闭环系统实验过程中说明如何整定系统的零位（即， 使Uc=0时，n=0）？
（2）在图3所示双闭环系统中，设当Un*=2V时，转速应为
n=1600r/min,若此时该关系不对，应调整哪一个电位器，为什么？ 2、当转速反馈极性接反时，会出现什么现象？试分析此时各调节器的 工作状态。 图3 双闭环系统原理图
的是
。
《运动控制系统》实验指导书
《运动控制系统》实 验 指 导 书实验一转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验实验二双闭环可逆直流脉宽调速系统实验实验三异步电机变频调速的实验控制工程学院自动化教研室2010-5实验一转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验一、实验目的1.掌握转速单闭环可逆直流脉宽调速系统的组成及主要单元部件的工作原理。
2.熟悉直流PWM专用集成电路TL494的组成、功能与工作原理。
3.熟悉H型PWM变换器的各种控制方式的原理与特点。
4.掌握转速单闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。
5.熟悉转速环在直流调速系统中的作用。
二、实验内容1.PWM控制器TL494性能测试。
2.控制单元调试3.系统开环调试4.系统闭环调试三、实验系统的组成和工作原理组成：将反映转速变化情况的测速发电机电压信号经速度变换器后接至速度调节器的输入端，与给定电压比较，速度调节器的输出用来控制PWM调制器，从而构成速度系统。
转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验线路图如图1-1所示。
图 1-1 转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验线路图工作原理：图中可逆PWM变换器主电路是采用MOSFET所构成的H型结构形式。
脉宽调制发生器采用TL494集成芯片。
给定值U g与转速反馈U fn叠加后经速度调节器ASR 的PI调节作为PWM的控制电平U ct，PWM调制器产生一频率不变的矩形脉冲波，其脉冲宽度即占空比将随U ct值的变化而变化，其占空比-1≤ρ≤1。
此PWM经逻辑延时、功放、隔离等处理后，送到开关器件IGBT的栅极，外加三相调压电源经H桥逆变电路输出一与占空比ρ相对应的调制电压，经直流电动机RTDJ32，发电机RTDJ45则作为电动机的负载，由同轴上的测速发电机RTDJ47取得速度反馈信号。
本实验可设定不同的给定量，速度反馈量，以完成开环、速度单闭环的调速实验。
四、实验设备及仪器1.电力电子实验台；2.RTDL04电容箱3.RTDL05A直流调速控制箱；4.RTDL15直流脉宽调速系统；5.RTDJ10三相可调电阻；6.RTDJ32直流并励电动机；7.RTDJ45校正直流电机；8.RTDJ47电机导轨及测速发电机；9.万用表（自备）；10.示波器（自备）。
运动控制期末必考题
运动控制期末必考题⼀、填空题1、直流电动机有三种调速⽅案：（1）调节电枢供电电压U；（2）减弱励磁磁通Φ；（3）改变电枢回路电阻R。
2、当电流⼤到⼀定程度时才出现的电流负反馈，叫做电流截⽌负反馈。
3、额定励磁状态下的直流电动机电枢电流与直流电动机的电磁转矩成正⽐。
4、他励直流电动机的调速⽅法中，调压调速是从基速（额定转速）往下调，在不同转速下容许的输出恒定，所以⼜称为恒转矩调速。
调磁调速是从基速往上调，励磁电流变⼩，也称为弱磁调速，在不同转速时容许输出功率基本相同，称为恒功率调速。
5、直流调速系统的静态性能指标主要包括静差率和调速范围。
6、在⽐例积分调节调节过程中，⽐例部分的作⽤是迅速响应控制，积分部分的作⽤是消除稳态误差。
7、采⽤积分速度调节器的闭环调速系统是⽆静差的。
8、直流调速系统中常⽤的可控直流电源主要有旋转变流机组、静⽌式可控整流器和直流斩波器或脉宽调制变换器三种。
9、所谓稳态是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态。
10、在额定负载下，⽣产⼯艺要求电动机提供的最⾼转速和最低转速之⽐叫做调速范围。
11、负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之⽐叫做静差率。
12、⼀个调速系统的调速范围，是指在最低转速时还能满⾜所需静差率的转速的可调范围。
13、反馈控制的作⽤是抵抗扰动、服从给定。
14、脉宽调制的⽅法是把恒定的直流电源电压调制成幅值相同、频率⼀定、宽度可变脉冲序列，从⽽可以改变平均输出电压的⼤⼩，以调节转速。
15、调速系统的要求有调速、稳速、加，减速。
16、直流电动机在调速过程中，若额定转速相同，则转速越低时，静差率越⼤。
17、在转速、电流双闭环直流调速系统中转速调节器的输出作为电流调节器的输⼊，再⽤电流调节器的输出去控制电⼒电⼦变换器。
18、双闭环调速系统在正常运⾏时， ACR 调节器是不会达到饱和的。
19、反馈控制系统所能抑制的知识被反馈环包围的前向通道上的扰动。
电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后思考题答案 (2)
int i,j;
for(i=0;p1[i];i++); for(j=0;p2[j];j++) p1[i++]=p2[j];
p1[i]='\0'; 注意：这三个是填空题 答案
if(t%2==0) x=10*x+t; n=n/10;
注意这两个是改成题答案 *t = 0; if (d%2 != 0) 2. 请编写函数fun,其功能是:计算并输出当x<0.97时下列多项式的值, 直到｜Sn-S(n-1)｜<0.000001为止。Sn=1+0.5x+0.5(0.51)/2!x(2)+...+ 0.5(0.5-1)(0.5-2) .....(0.5-n+1)/n!x(n) 输入0.21后,则输出为s=1.100000。 double s1=1.0,p=1.0,sum=0.0,s0,t=1.0; int n=1; do {s0=s1; sum+=s0; t*=n; p*=(0.5-n+1)*x; s1=p/t;n++;}while(fabs(s1-s0)>1e-6); return sum; t = x; t *= (-1.0)*x/n; while (fabs(t) >= 1e-6);
一、可以作为填空题或简答题的 2-1 简述直流电动机的调速方法。 答：直流调速系统常以（调压调 速）为主，必要时辅以（弱磁调速） ，以（扩大调速范围） ， 实现 （额定转速以上调速） 。
2-2 直流调压调速主要方案有（G-M 调速系统，V-M 调速系统，直流 PWM 调速系统） 。 2-3 V-M 调速系统的电流脉动和断续是如何形成的？如何抑制电流脉 动？ 11-12 答：整流器输出电压大于反电动势时，电感储能，电流上升，整 流器输出电压小于反电动势 时，电感放能，电流下降。整流器输出电 压为脉动电压，时而大于反电动势时而小于，从而导 致了电流脉动。 当电感较小或电动机轻载时，电流上升阶段电感储能不够大，从而导致 当电流下降时， 电感已放能完毕、电流已衰减至零，而下一个相却尚 未触发，于是形成电流断续。 2-4 看 P14 图简述 V-M 调速系统的最大失控时间。 14 答：t1 时刻某一对晶闸管被触发导通，触发延迟角为α1，在 t2>t1 时刻，控制电压发生变 化，但此时晶闸管已导通，故控制电压 的变化对它已不起作用，只有等到下一个自然换向点 t3 时刻到来时， 控制电压才能将正在承受正电压的另一对晶闸管在触发延迟角α2 后导 通。t3-t2 即为失控时间，最大失控时间即为考虑 t2=t1 时的失控时 间。 2-5 简述 V-M 调速系统存在的问题。16 答：整流器晶闸管的单 向导电性导致的电动机的不可逆行性。 整流器晶闸管对过电压过电流 的敏感性导致的电动机的运行不可靠性。 整流器晶闸管基于对其门极 的移相触发控制的可控性导致的低功率因数性。 2-6 简述不可逆 PWM 变换器 （无制动电流通路与有制动电流通路） 各个工作状态下的导通 器件和 电流通路。17-18 2-7 调速时一般以电动机的（额定转速）作 为最高转速。 2-8 （调速范围）和（静差率）合称调速系统的（稳态 性能指标） 。 2-8 一个调速系统的调速范围，是指（在最低转速时还 能满足所需静差率的转速可调范围） 。 2-9 简述转速反馈控制的直流 调速系统的静特性本质。 答：在闭环系统中，每增加（或减少）一点 负载，就相应地提高（或降低）一点电枢电压， 使电动机在新的机械 特性下工作。因此闭环系统的静特性本质上就是无数开环机械特性上各 取 一个相应的工作点连接而成的。 2-10 简述比例反馈控制的规律。 答：比例控制的反馈控制系统是（被调量有静差）的控制系统； 反馈 控制系统的作用是（抵抗前向通道的扰动，服从给定） ； 反馈1.编写 一个函数fun,它的功能是:实现两个字符串的连接(不使用库函数 strcat),即把p2所指的字符串连接到p1所指的字符串后。 实现两个字符串连接
运动控制考试复习题及答案(完整版)
运动控制考试复习题及答案(完整版)一、填空题1、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标，而调速系统的动态指标通常以抗扰性能指标为主2、直流电机调速方法有变压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速。
异步电动机调速方式常见有6种分别是：降压调速、差离合调速、转子串电阻调速、串级调速和双馈电动机调速、变级调速、变压变频调速。
其中转差率不变型有：变级调速、变压变频调速，只有变压变频应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。
同步电动机按频率控制方式不同分为：他控式变频调速和自控式变频调速。
（变电阻调速：有级调速。
变转差率调速：无级调速。
调压调速：调节供电电压进行调速）按按转差功率可以怎么划分电动机:转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型3、对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持气隙磁通不变，需按比例同时控制定子电压和定子频率，低频时还应当抬高电压以补偿阻抗压降，基频以下调速属于恒转矩调速；而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高定子频率而迫使磁通减弱，相当直流电动机弱磁升速情况，基频以上调速属于恒功率调速。
4、对于SPWM型逆变器，SPWM的含义为正弦波脉宽调制，以正弦波作为逆变器输出的期望波形，SPWM波调制时，调制波为频率和期望波相同的正弦波，载波为频率比期望波高得多的等腰三角波，SPWM型逆变器控制方式有同步调制、异步调制、混合调制。
SPWM型逆变器的输出的基波频率取决于正弦波。
SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。
5、调速系统的稳定性能指标包括调速范围和静差率6、供变压调速使用的可控直流电源有：旋转交流机组（G-M系统）、静止式可控整流器（V-M系统）与直流斩波器（PWM-M系统）或脉宽调制变换器。
7、典型I型系统与典型II型系统相比,前者跟随性能好、超调小，但抗扰性能差。
典型I型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？答：稳态误差：对于典型I型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K值成反比；在加速度输入下稳态误差为∞。
调节器的工作原理
调节器的工作原理
调节器是一种用来调整流体流量、压力、温度或其他参数的装置。
它在各种工
业和机械设备中都有着广泛的应用，比如汽车发动机中的燃油调节器、空调系统中的温度调节器等。
调节器的工作原理主要包括控制元件、执行元件和反馈元件三个方面。
首先，控制元件是调节器的核心部件，它通过接收输入信号来控制输出参数。
控制元件可以是手动操作的旋钮、阀门，也可以是自动控制的电子元件、传感器等。
当输入信号发生变化时，控制元件会相应地调整输出参数，以实现所需的控制效果。
其次，执行元件是控制元件传递指令的执行者，它根据控制元件的指令来调整
流体的流量、压力或温度。
执行元件通常包括阀门、活塞、电机等，它们能够根据控制元件的信号实现精确的调节动作，从而确保输出参数的稳定性和准确性。
最后，反馈元件则是用来监测输出参数，并将实际数值反馈给控制元件，以便
对输出参数进行修正。
反馈元件可以是传感器、测量仪表等，它们能够实时地监测输出参数的变化，并将监测结果传递给控制元件，从而使调节器能够及时地对输出参数进行调整，以满足实际需求。
总的来说，调节器的工作原理就是通过控制元件接收输入信号，然后通过执行
元件调整输出参数，最后通过反馈元件监测输出参数的变化，并将实际数值反馈给控制元件，从而实现对流体流量、压力、温度等参数的精确调节。
这种工作原理使得调节器能够在各种工业和机械设备中发挥重要作用，提高设备的稳定性和性能，同时也为生产和生活带来了便利和效益。
运动控制实验报告
运动控制系统实验报告姓名刘炜原学号201303080414实验一晶闸管直流调速系统电流-转速调节器调试一．实验目的1．熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
2．掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二．实验内容1．调节器的调试三．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏。
2．MEL—11组件3．MCL—18组件4．双踪示波器5．万用表四．实验方法1．速度调节器（ASR）的调试按图1-5接线，DZS(零速封锁器)的扭子开关扳向“解除”。
（1）调整输出正、负限幅值“5”、“6”端接可调电容，使ASR调节器为PI调节器，加入一定的输入电压（由MCL—18的给定提供，以下同），调整正、负限幅电位器RP1、RP2，使输出正负值等于 5V。
（2）测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（“5”、“6”端短接），使ASR 调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画846C AG给定13DZS(零速封锁器)封锁可调电容，位于NMCL-18的下部3RP4C B出曲线。
（3）观察PI特性拆除“5”、“6”端短接线，突加给定电压(±0.1V)，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。
反馈电容由外接电容箱改变数值。
2．电流调节器（ACR）的调试按图1-5接线。
（1）调整输出正,负限幅值“9”、“10”端接可调电容，使调节器为PI调节器，加入一定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使输出正负最大值等于±5V。
（2）测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（“9”、“10”端短接），使调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。
（3）观察PI特性拆除“9”、“10”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。
运动控制实验
第二章运动控制（一）实验实验三不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究一．实验目的1．研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。
2．研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。
3．学习反馈控制系统的调试技术。
二．实验系统组成及工作原理采用闭环调速系统，可以提高系统的动静态性能指标。
转速单闭环直流调速系统是常用的一种形式。
实验图3一1所示是转速单闭环直流调速系统的实验线路图。
实验图3一1转速单闭环直流调速系统图中电动机的电枢回路由晶闸管组成的三相桥式全控整流电路V供电，通过与电动机同轴刚性连接的测速发电机TG检测电动机的转速，并经转速反馈环节FBS分压后取出合经速度调节器ASR综合调节，ASR的适的转速反馈信号U n，此电压与转速给定信号U*n输出作为移相触发器GT的控制电压U ct，由此组成转速单闭环直流调速系统。
图中DZS和转速反馈电压U n均为零时，DZS的输出信号使转速为零速封锁器，当转速给定电压U*n调节器ASR锁零，以防止调节器零漂而使电动机产生爬行。
三、实验设备及仪器1．MCL—II型电机控制教学实验台主控制屏。
2．MCL—20组件。
3．MCL—03组件。
4．MEL—11电容箱。
5．MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）6．电机导轨及测速发电机、直流发电机MO l7．直流电动机M03。
8．双踪示波器。
四．实验内容1．移相触发电路的调试（主电路未通电）（a）用示波器观察MCL—20的脉冲观察孔，应有双脉冲，且间隔均匀，幅值相同；观察每个晶闸管的控制极、阴极电压波形，应有幅值为1V-2V的双脉冲。
（b）触发电路输出脉冲应在30º~90º范围内可调。
可通过对偏移电压调节单位器及ASR输出电压的调整实现。
例如：使ASR输出为0V，调节偏移电压，实现α=90º：再保持偏移电压不变，调节ASR的限幅电位器RP1，使α =30º。
运动控制系统习题解答
k
h 1 2h2T 2
51 2 52 0.0052
4800
查表： б≤37.6%，
ki
k i
72
4800 0.025 72
1.67
ts=9.55T=9.55×0.005 =0.047 (s)
t2
CeTm n* (I dm I dl )R
0.196 0.12 1000 (339 0) 0.18
1)
k s(0.005s
1)
其中： k
18ki 0.25
72ki
i 0.25(s)
按б≤4.3%，取KT=0.5， 则K=0.5/0.005=100, Ki=100/72=1.39,
解：要校正为II型系统，调节器结构可为PI，其
WPI
(s)
ki
( is 1) is
WPI (s)WOBJ (s)
1
1
Tn
kI
Ton
0.02 0.02734(s)
136.24
n hTn 5 0.02734 0.1367(s)
kn
(h 1)CeTm 2hRTn
(5 1) 0.00877 1.82 0.112 2 5 0.0267 0.14 0.02734
10.5
KN
2
(h 2h2T
1)
2 n
1 3
1 1 TsToi 3
1 0.0017 0.002
180.8s1wci 136.24s1
满足近似条件
转速环近似处理条件 （1） 忽略高次项近似条件：
cn
1 3
KI 1 Ti 3
136.24 64.2s1 0.00367
（2）小惯性环节合并的近似条件：
调节器的工作原理
调节器的工作原理调节器是一种常见的控制装置，它在各种机械设备中都有着重要的作用。
调节器的工作原理主要是通过控制流体或气体的流动来实现对设备运行状态的调节，从而达到控制设备的目的。
在工业生产和日常生活中，调节器被广泛应用于各种领域，如自动化生产线、空调系统、汽车发动机等。
本文将介绍调节器的工作原理及其应用。
调节器的工作原理可以简单地概括为通过控制流体或气体的流动来调节设备的运行状态。
具体来说，调节器通过改变流体或气体的流量、压力或温度等参数，来实现对设备的控制。
这种控制是通过调节器内部的阀门、活塞或其他可调节部件来实现的。
当需要改变设备的运行状态时，调节器会根据预先设定的控制信号，调整其内部部件的位置或开度，从而改变流体或气体的流动状态，进而实现对设备的控制。
调节器的工作原理可以分为两种基本类型，一种是通过改变流体或气体的流量来实现控制；另一种是通过改变流体或气体的压力来实现控制。
在实际应用中，这两种类型的调节器常常会结合使用，以实现更精确的控制效果。
在工业生产中，调节器被广泛应用于自动化生产线。
例如，通过对流体或气体的流量和压力进行精确控制，调节器可以实现对生产设备的自动调节，从而提高生产效率和产品质量。
在汽车发动机中，调节器通过控制燃油和空气的混合比例，来实现对发动机功率的调节，从而满足不同工况下的需求。
在空调系统中，调节器可以根据室内温度和湿度的变化，自动调节制冷剂的流量和压力，以保持室内环境的舒适度。
总的来说，调节器是一种通过控制流体或气体的流动来实现对设备运行状态的调节的控制装置。
它的工作原理主要是通过改变流体或气体的流量、压力或温度等参数，来实现对设备的控制。
在工业生产和日常生活中，调节器被广泛应用于各种领域，发挥着重要的作用。
通过了解调节器的工作原理，可以更好地理解其在各种设备中的应用，从而更好地实现对设备的控制和调节。
运动控制考试复习题及答案(完整版)
运动控制考试复习题及答案(完整版)一、填空题1、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标，而调速系统的动态指标通常以抗扰性能指标为主2、直流电机调速方法有变压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速。
异步电动机调速方式常见有6种分别是：降压调速、差离合调速、转子串电阻调速、串级调速和双馈电动机调速、变级调速、变压变频调速。
其中转差率不变型有：变级调速、变压变频调速，只有变压变频应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。
同步电动机按频率控制方式不同分为：他控式变频调速和自控式变频调速。
（变电阻调速：有级调速。
变转差率调速：无级调速。
调压调速：调节供电电压进行调速）按按转差功率可以怎么划分电动机:转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型3、对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持气隙磁通不变，需按比例同时控制定子电压和定子频率，低频时还应当抬高电压以补偿阻抗压降，基频以下调速属于恒转矩调速；而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高定子频率而迫使磁通减弱，相当直流电动机弱磁升速情况，基频以上调速属于恒功率调速。
4、对于SPWM型逆变器，SPWM的含义为正弦波脉宽调制，以正弦波作为逆变器输出的期望波形，SPWM波调制时，调制波为频率和期望波相同的正弦波，载波为频率比期望波高得多的等腰三角波，SPWM型逆变器控制方式有同步调制、异步调制、混合调制。
SPWM型逆变器的输出的基波频率取决于正弦波。
SPWM控制技术包括单极性控制和双极性控制两种方式。
5、调速系统的稳定性能指标包括调速范围和静差率6、供变压调速使用的可控直流电源有：旋转交流机组（G-M系统）、静止式可控整流器（V-M系统）与直流斩波器（PWM-M系统）或脉宽调制变换器。
7、典型I型系统与典型II型系统相比,前者跟随性能好、超调小，但抗扰性能差。
典型I型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？答：稳态误差：对于典型I型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K值成反比；在加速度输入下稳态误差为∞。
工业运动控制电机选择 驱动器和控制器应用
内容摘要
但是，交流同步电机的成本较高，且维护相对复杂。 步进电机：步进电机是一种通过脉冲信号控制进给步数的电机。步进电机具有精度高、响应快、 可靠性高等优点，适用于对位置控制要求较高的应用场景。但是，步进电机的扭矩较小，无法承 受过载负荷。 伺服电机：伺服电机是一种常见的运动控制电机，具有精度高、响应快、稳定性好等优点。伺服 电机可以承受过载负荷，适用于高速、高精度的运动控制系统。但是，伺服电机的成本较高，且 维护相对复杂。 直流电机驱动器：直流电机驱动器通过控制电机的电流和电压来调节直流电机的转速和扭矩。直 流电机驱动器具有较广的调速范围，同时可以实现电流和电压的精确控制。但是，直流电机驱动 器的成本较高，且需要定期维护。
工业运动控制电机选择、驱动 器和控制器应用
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
本书关键字分析思维导图
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成本
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伺服
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调速
异步
较高
调节
内容摘要
内容摘要
本书旨在提供《工业运动控制电机选择、驱动器和控制器应用》一书的内容摘要。这本书由王志 强、张海滨和刘林三位作者撰写，于2022年。以下是本书的主要内容大纲： 直流电机：直流电机是一种常见的运动控制电机，具有调速范围广、控制精度高、过载能力强等 优点。在某些应用场景下，直流电机可能是唯一的选择。然而，直流电机的维护成本较高，因为 需要定期更换电刷和换向器。 交流异步电机：交流异步电机是一种常见的动力源，适用于高转速、大扭矩的应用场景。交流异 步电机的优点包括维护简单、可靠性高、成本低等。但是，交流异步电机的调速性能较差，需要 借助变频器等进行调速。 交流同步电机：交流同步电机具有较高的功率因数和效率，适用于对效率和稳定性要求较高的应 用场景。交流同步电机的调速性能较好，可以借助矢量控制等技术实现精确调速。
运动控制第二章习题答案
* Un
α + I dl R
KS
* 当转速调节器饱和时，ASR 输出达到限幅值 U im ，转速外环呈
开环状态，转速的变化对系统不再产生影响。 3、答：如果转速、电流双闭环调速系统中的转速调节器改为 P 调节器， 则系统的动态性能会得到改善， 反应速度快， 振荡减弱， 但会导致系统超调量增大，抗干扰性下降，因此系统的稳态误差 很大。 4、答：①调速系统的静态特性：对于双闭环调速系统在负载电 流小于 I dm 时表现为转速无静差，此时转速负反馈起主要调节作
Ud0
KS
= 60
40
= 1.5
8、解：①电流反馈系数 β = U im I
*
dm
=
8 = 0.1 80
∵ U i* = U i = β I d ， ∴当负载电流由 40A 增加到 70A 时，U i* 从 4V 增至 7V ②由 U c =
Ce
* Un
KS
α + I d R = Ce n + I dl R 知 U 会有增加 c
12、解：∵ 要求系统超调量 σ ≤ 30% ，则可选择 PI 调节器校正， 此系统为典型 II 型系统，查表 2—16,取 h＝7,符合上述要求 ∴ τ 1 = hT = 7 × 0.02 = 0.14 s ∴ ω pid (s ) =
10 K pi (τ 1s + 1)
K pi (τ 1 + 1)
U i* = U i = β I d = β I dl
Uc = Ud0 KS = Ce n + I d R = KS Ce U i*
α + I bl R
控制器系统运动控制技术：实现精确的位置和速度控制
• 运动控制技术逐渐成为自动化控制系统的重要组成部分
• 21世纪，运动控制技术不断发展，呈现出集成化、智能化和网络化的趋势
• 集成化：运动控制技术与其他控制技术相结合，实现多种控制功能的集成
• 智能化：引入人工智能算法，提高运动控制系统的自适应性和智能化水平
汽车的驱动和制动控制
汽车的制动能量回收
• 提高行驶安全性和节能性能
• 提高能源利用效率，降低能
耗
06
控制器系统运动控制技术的未
来发展趋势
工业4.0时代下的运动控制技术
互联网+
大数据
人工智能
• 运动控制技术与互联网相结合，
• 利用大数据分析技术，优化运动
• 引入人工智能算法，提高运动控
实现远程监控和诊断
• 能够提高系统的稳定性和适应性
器等
05
控制器系统运动控制技术的实
际应用案例
机器人运动控制技术的应用案例
01
02
机器人焊接
机器人搬运
• 通过运动控制技术实现机器人的
• 通过运动控制技术实现机器人的
精确焊接轨迹
精确搬运和定位
• 提高生产效率和产品质量
• 提高生产效率和安全性
自动化生产线运动控制技术的应
数调整
• 优点：收敛速度快，可以实现全局最
优化
• 优点：简单易行，适用于初步调试
优解
• 优点：可以实现全局最优解，适用于
• 缺点：依赖于个人经验，难以实现最
• 缺点：对初始参数敏感，容易陷入局
复杂系统
优控制
部最优解
• 缺点：建模复杂，需要专业知识
《运动控制系统》期末复习资料
第1章绪论1.什么是运动控制? 电力传动又称电力拖动，是以电动机作为原动机驱动生产机械的系统的总称。
运动控制系统是将电能转变为机械能的装置，用以实现生产机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其它应用的要求。
2.运动控制系统的组成：现代运动控制技术是以电动机为控制对象，以计算机和其它电子装置为控制手段，以电力电子装置为弱电控制强电的纽带，以自动控制理论和信息处理理论为理论基础，以计算机数字仿真或计算机辅助设计为研究和开发的工具。
3.运动控制系统的基本运动方程式：第2章转速反馈控制的直流调速系统1.晶闸管-电动机（V-M ）系统的组成：纯滞后环节，一阶惯性环节。
2.V-M 系统的主要问题：由于电流波形的脉动，可能出现电流连续和断续两种情况。
3.稳态性能指标：调速范围D 和静差率s 。
D =??(1-??)，额定速降??，D =????，s =????04.闭环控制系统的动态特性；静态特性、结构图？5.反馈控制规律和闭环调速系统的几个实际问题，积分控制规律和比例积分控制规律。
积分控制规律：t 0n cd 1tU U 比例积分控制规律：稳态精度高，动态响应快6.有静差、无静差的主要区别：比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状；而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
比例积分放大器的结构：PI 调节器7.数字测速方法：M 法测速、T 法测速、M/T 法测速。
8.电流截止负反馈的原理：采用某种方法，当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。
电流截止负反馈的实现方法：引入比较电压，构成电流截止负反馈环节9.脉宽调制：利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的。
10.直流蓄电池供电的电流可反向的两象限直流斩波调速系统,已知:电源电压Us=300V,斩波器占空比为30%,电动机反电动势E=100V,在电机侧看,回路的总电阻R=1Ω。
船舶运动控制系统的研究与应用
船舶运动控制系统的研究与应用随着大陆经济的快速发展，航运业也进入了一种高速发展的时期。
尽管人们对船舶的性能和使用的安全性具有极大的期望，但是不可避免的是，如今随着船舶的规模越来越大和复杂化，相应的交通运输系统的要求也随之升高。
而船舶运动控制系统则成为了航海界中最热门的话题之一。
什么是船舶运动控制系统？船舶运动控制系统是一套用于实现船舶在海上持续稳定的系统。
这套系统由大量的计算设备、传感器以及控制器等组成，并且可以全时段监测船舶的运动状态以及环境情况，减少运输过程中的振动和波浪等环境的影响，从而提高船舶的稳定性和安全性。
船舶运动控制系统的发展历史船舶运动控制系统的发展可以被追溯到20世纪初期，那时候船舶工程专家开始在计算机处理方面试验和实验。
1950年代后期，计算机技术进步，计算机与数据采集器的使用更加广泛。
从那时候开始，舶运动控制系统的框架和基础就已经被奠定。
到了20世纪80年代，随着油价的上涨和航运业的加速发展，更多的船舶被生产出来，并且各种破纪录大型船舶的建造成为了广泛的潮流。
因此，对于船舶工程师们而言，设计和实现海洋船舶运动控制系统变得至关重要。
现代化船舶运动控制系统现代化的船舶运动控制系统可以分为两种类型：运动观测和控制，两种类型有着同样的目标，就是提高船舶的稳定性和安全性。
在运动观测模式下，船舶的位置和方向信息是通过传感器从船舶收集的，传感器信号经过合适的数据处理和计算之后，珍化的数据就会反映在控制屏幕上。
在运动控制模式下，船舶运动的各方面的数据信息被传递给计算机，通过收集和分析范围，数据处理器可以通过执行相应的控制操作来保持船舶的稳定性。
例如自动调节主机功率、自动调节方向舵角度、自动调节船舶横向和纵向稳定性、调节船舶结构等等可行的控制操作。
当然，这只是现代化的运动控制系统的概述，实际的系统还有很多交叉的功能和模块。
船舶运动控制系统的应用船舶运动控制系统的应用范围很广，包括轮船、高速艇、无人机、自驾游艇和货运船等多种船舶类型，也包括工程和军事应用。
PDFF调节在交流永磁同步电机控制中的应用
第6卷 第13期 2006年7月167121815(2006)1321907204 科 学 技 术 与 工 程Science Technol ogy and Engineering Vol .6 No .13 Jul .2006○c 2006 Sci .Tech .Engng .仪器技术P DFF 调节在交流永磁同步电机控制中的应用李宁刚 代作晓(中国科学院上海技术物理研究所,上海200083)摘要 结合传统P I D 调节在高性能电机控制中的应用介绍了P DFF 调节的不同点及在交流永磁同步电机控制中的具体应用,并与传统的P I D 调节进行了比较。
结果表明,此种方法具有较好的DC 刚度和响应能力等优点,在电机控制中是一种综合性较好的调节方法,具有广阔的应用性。
关键词 P DFF 调节 P I D 调节 速度环中图法分类号 T M341; 文献标识码 B2006年2月22日收到第一作者简介:李宁刚(1977北京:),男(汉族),河南,在读研究生,研究方向:步进扫描系统的应用。
Email:li_ngzhen@s ohu .com 。
在电器时代,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。
无论是在工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务和办公设备中,还是在日常生活的家用电器和消费品电子产品中,都大量使用各种各样的电动机。
电动机与人的生活息息相关,密不可分。
因此应用先进的控制算法,开发新型的控制系统将成为新一代运动控制系统设计的发展方向。
1 传统的P I D 控制传统P I D 控制是控制工程中技术成熟、应用广泛的一种控制策略。
经过长期的工程实践已总结形成了典型结构,在大多数工业生产过程控制中效果较为满意,因此长期以来被广泛使用。
所谓P I D 控制就是对一种偏差信号e (t )进行比例、积分和微分变换的控制规律,P I D 控制结构如图1所示。
由图(1)得到其控制算法如式(1)所示。
运动控制系统中的PID调节控制方法应用
运动控制系统中的PID调节控制方法应用PID调节控制方法是一种常用于运动控制系统中的控制算法，它能够通过调整控制器的参数，使系统的输出信号尽可能地接近期望值。
在运动控制系统中，PID调节控制方法可以实现对位置、速度和加速度等物理量的高精度控制，提高系统的性能和稳定性。
本文将介绍PID调节控制方法在运动控制系统中的应用，并探讨其优点和适用范围。
首先，我们来了解PID调节控制方法的基本原理。
PID是Proportional-Integral-Derivative的缩写，也就是比例、积分和微分三个控制部分。
比例控制部分根据系统当前的偏差值与期望值的差异进行调节；积分控制部分根据系统历史偏差的积累进行调节；微分控制部分根据系统偏差变化的速率进行调节。
通过合理地调节这三个部分的参数，可以实现对系统的快速响应、稳定性和抗干扰能力的平衡。
在运动控制系统中，PID调节控制方法广泛应用于各种类型的执行机构，如伺服电机、液压缸、气动缸等。
它可以实现对这些执行机构的位置、速度和加速度等物理量的精确控制。
举个例子来说，当我们希望控制一个伺服电机达到指定的位置时，可以通过测量当前位置与期望位置之间的偏差，然后根据这个偏差来调节电机的转速和转向，使之逐渐趋近于期望值。
PID调节控制方法的优点在于可以根据实际需要进行灵活的参数调节，以适应不同的运动要求和环境条件。
PID调节控制方法在运动控制系统中的应用不仅限于位置控制，还可以扩展到速度和加速度控制。
在速度控制中，PID调节控制方法可以通过测量当前速度与期望速度之间的偏差，来调节执行机构的输出信号，使之逐渐趋近于期望值。
在加速度控制中，PID调节控制方法可以通过测量当前加速度与期望加速度之间的偏差，来调节执行机构的输出信号，使之逐渐趋近于期望值。
通过将PID调节控制方法应用于速度和加速度控制，可以实现更加精确和平滑的运动控制效果。
除了位置、速度和加速度控制，PID调节控制方法还可以应用于运动控制系统中的其他问题。
运动控制技术高职教材
运动控制技术高职教材运动控制技术是现代工业自动化领域中不可或缺的重要技术之一。
它通过对运动的控制和调节，实现机械设备的运转，并提高生产效率和产品质量。
本文旨在深入探讨运动控制技术的相关知识，以期为广大读者提供一份全面的高职教材。
一、运动控制技术的概述运动控制技术是指通过对运动物体进行力、位置和速度的控制，实现运动目标的技术。
它主要包括了运动控制系统的硬件组成和软件开发，运动控制器的选择和参数调节等内容。
运动控制技术应用广泛，包括了机械加工、机械装配、自动化生产线等领域。
二、运动控制系统的硬件组成运动控制系统的硬件组成是实现运动控制技术的重要基础。
它一般包括了运动控制器、执行器和传感器等组件。
其中，运动控制器是核心设备，负责控制运动的速度和位置。
执行器作为驱动和控制运动的装置，传感器则负责实时采集运动的状态和位置信息。
三、运动控制系统的软件开发运动控制系统的软件开发是运动控制技术的重要环节之一。
它主要涉及了运动控制算法的设计和实现，以及软件的测试和调试等方面。
其中，运动控制算法的设计需要考虑到不同运动模式下的控制效果和稳定性，实现最佳的运动控制效果。
四、运动控制器的选择和参数调节运动控制器的选择和参数调节对于运动控制技术的实现和性能起着关键作用。
在选择运动控制器时，需要考虑到其控制精度、响应速度和稳定性等指标。
同时，在参数调节时需要根据实际需求和运动特性进行适当的调整，以提高运动控制系统的性能。
五、运动控制技术在机械加工中的应用运动控制技术在机械加工领域中具有重要应用价值。
它可以实现对机床的精确控制，提高加工精度和加工效率。
此外，运动控制技术还能够应用于复杂曲面的加工和自动化装配等工艺，进一步提高生产效率。
六、运动控制技术的发展趋势随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，运动控制技术也在不断发展。
未来，运动控制技术将更加注重智能化和自动化，实现更高精度、更稳定的运动控制效果。
同时，也需要加强运动控制系统的安全性和可靠性，以满足不同行业的需求。