《运动控制系统》
《运动控制系统》课程设计任务书
理解运动控制系统的基本原理和组成 掌握运动控制系统的调试方法 掌握运动控制系统的优化方法
提高运动控制系统的性能和稳定性 提高运动控制系统的适应性和灵活性 提高运动控制系统的可靠性和安全性
确定运动控制系统的目标和需求
编写运动控制系统的软件代码
选择合适的运动控制算法和硬件设备
测试和调试运动控制系统
系统原理：阐述运动控制系统的基本原理和设计思路 硬件组成：详细描述运动控制系统的硬件组成和功能 软件编程：介绍运动控制系统的软件编程方法和实现过程 调试过程：描述运动控制系统的调试过程和注意事项
性能优化：优化运动控制系统 的性能，如提高响应速度、降 低能耗、提高稳定性等
基本功能：实现运动控制系统 的基本功能，如速度控制、位 置控制、力控制等
趋势
方案论证：对初步设计方案进 行论证，确保方案的可行性和
创新性
硬件选型：选择合适的传感器、控制器、执行器等硬件设备 硬件搭建：根据硬件选型结果，搭建运动控制系统的硬件平台 编写硬件电路原理图：根据硬件搭建结果，绘制硬件电路原理图 编写硬件PCB图：根据硬件电路原理图，绘制硬件PCB图，用于制作电路板
测试方法：模拟实际应用场 景进行测试
测试目的：验证系统功能是 否满足设计要求
测试内容：系统稳定性、准 确性、响应速度等
优化方法：根据测试结果进 行系统优化，提高系统性能
制定设计方案：根据设计题 目，制定初步设计方案
确定设计题目：根据课程要 求，选择合适的设计题目
文献调研：查阅相关文献，了 解相关领域的研究现状和发展
提高系统的响应速度 降低系统的误差 提高系统的稳定性
优化系统的控制算法 提高系统的抗干扰能力 优化系统的人机交互界面
软件设计：包括系统架构设 计、模块划分、接口设计等
运动控制系统(第4版)第1章 绪论
第1章 绪论
• 信号转换和处理包括电压匹配、极性转换、脉冲整形等，对 于计算机数字控制系统而言，必须将传感器输出的模拟或数 字信号变换为可用于计算机运算的数字量。数据处理的另一 个重要作用是去伪存真，即从带有随机扰动的信号中筛选出 反映被测量的真实信号，去掉随机的扰动信号，以满足控制 系统的需要。 • 常用的数据处理方法是信号滤波，模拟控制系统常采用模拟 器件构成的滤波电路，而计算机数字控制系统往往采用模拟 滤波电路和计算机软件数字滤波相结合的方法。
GD2 4gJ ;
n——转子的机械转速（r/min），
60 m n . 2
第1章 绪论
• 运动控制系统的任务就是控制电动机的转速和转角，对于直 线电动机来说就是控制速度和位移。由式（1-1）和式（1-2） 可知，要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的电 磁转矩Te，使转速变化率按人们期望的规律变化。因此，转矩 控制是运动控制的根本问题。 • 为了有效地控制电磁转矩，充分利用电机铁心，在一定的电 流作用下进可能产生最大的电磁转矩，以加快系统的过渡过 程，必须在控制转矩的同时也控制磁通（或磁链）。因为当 磁通（或磁链）很小时，即使电枢电流（或交流电机定子电 流的转矩分量）很大，实际转矩仍然很小。何况由于物理条 件限制，电枢电流（或定子电流）总是有限的。因此，磁链 控制与转矩控制同样重要，不可偏废。通常在基速（额定转 速）以下采用恒磁通（或磁链）控制，而在基速以上采用弱 磁控制。
第1章 绪论
• 1.2 运动控制系统的历史与发展
• 直流电动机电力拖动与交流电动机电力拖动在19世纪中叶先后诞 生（1866年德国人西门子制成了自激式的直流发电机；1890年 美国西屋电气公司利用尼古拉· 特斯拉的专利研制出第一台交流 同步电机；1898年第一台异步电动机诞生），在20世纪前半叶， 约占整个电力拖动容量80%的不可调速拖动系统采用交流电动机， 只有20%的高性能可调速拖动系统采用直流电动机。20世纪后半 叶，电力电子技术和微电子技术带动了带动了新一代的交流调速 系统的兴起与发展，逐步打破了直流调速系统一统高性能拖动天 下的格局。进入21世纪后，用交流调速系统取代直流调速系统已 成为不争的事实。 • 直流电动机的数学模型简单，转矩易于控制。其换向器与电刷
《运动控制系统》复习题
图 异步电动机的机械特性
有特性或自然特性。
异步电动机
异步电动机的调速方法
所谓调速，就是人为地改变机械特性的参数，
使电动机的稳定工作点偏离固有特性，工作在
人为机械特性上，以达到调速的目的。 能够改变的参数可分为3类： 电动机参数、电源电压和电源频率（或角频率）
异步电动机
调压调速：
保持电源频率为额定频率，只改变定子电压的调 速方法称作调压调速。
最大转矩，又称临界转矩
Tem
21 Rs Rs2 12 ( Lls L'lr ) 2
3n pU s2
临界转差率：对应最大转矩的转差率
sm
' Rr 2 Rs
2 1 ( Lls
' 2 Llr )
异步电动机
当s很小时，忽略分母中含s各项
Te
3npU s
1R
2 s ' r
异步电动机
交-直-交变频器主回路结构图
异步电动机
变压变频调速系统—转速开环变压变频调速系统
图5-40 转速开环变压变频调速系统
异步电动机
交流电动机工作在发电制动状态时，能量
从电动机侧回馈至直流侧，导致直流电压 上升，称为泵升电压。 电动机储存的动能较大、制动时间较短或 电动机长时间工作在发电制动状态时，泵 升电压很高，严重时将损坏变频器。
异步电动机调压调速的机械特性
异步电动机
变压变频调速
变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一种 调速方法，同步转速随频率而变化
60 f1 601 n1 np 2n p
异步电动机
变压变频调速
运动控制系统
知识创造未来
运动控制系统
运动控制系统是指利用电子设备和软件来实现运动控制的一种系统。
它可以用于控制机械设备、机器人、汽车等进行运动控制。
运动控制系统通常包括以下几个部分：
1. 传感器：用于检测实际运动的位置、速度、加速度等参数，并将
其转换为电信号。
2. 控制器：负责接收传感器的信号，并根据预设的控制算法，计算
出相应的控制命令。
3. 执行器：根据控制命令，进行相应的机械运动，如电机、气缸等。
4. 软件系统：包括控制算法、运动规划、通信协议等，用于实现运
动控制的逻辑和功能。
运动控制系统的主要功能包括位置控制、速度控制和力控制等。
通
过调整控制器的参数和算法，可以达到不同的控制效果。
运动控制系统广泛应用于各个领域，如工业自动化、机器人、航空
航天、医疗器械等。
它可以提高设备的精度、稳定性和生产效率，
实现自动化生产和操作。
1。
《运动控制系统》教案
《运动控制系统》教案一、教学目标1. 理解运动控制系统的概念和组成2. 掌握运动控制系统的分类和原理3. 了解运动控制系统在实际应用中的重要性二、教学内容1. 运动控制系统的概念和组成1.1 运动控制系统的定义1.2 运动控制系统的组成要素2. 运动控制系统的分类和原理2.1 模拟运动控制系统2.2 数字运动控制系统2.3 位置控制、速度控制和加速度控制3. 运动控制系统在实际应用中的重要性3.1 运动控制系统在工业生产中的应用3.2 运动控制系统在技术中的应用3.3 运动控制系统在自动驾驶技术中的应用三、教学方法1. 讲授法：讲解运动控制系统的概念、分类和原理，引导学生理解并掌握相关知识。
2. 案例分析法：分析运动控制系统在实际应用中的重要性，帮助学生了解运动控制系统的应用价值。
3. 讨论法：组织学生探讨运动控制系统的发展趋势和挑战，培养学生的创新思维和问题解决能力。
四、教学资源1. 教材：《运动控制系统》2. 多媒体课件：PPT、动画、视频等3. 网络资源：相关论文、案例、新闻报道等五、教学评价1. 课堂参与度：评估学生在课堂讨论、提问等方面的积极性。
2. 课后作业：布置相关练习题，评估学生对运动控制系统知识的理解和掌握程度。
3. 小组项目：组织学生团队合作完成一个运动控制系统的应用案例，评估学生的实践能力和问题解决能力。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，每课时45分钟2. 教学计划：第1-4课时：运动控制系统的概念和组成第5-8课时：运动控制系统的分类和原理第9-12课时：运动控制系统在实际应用中的重要性第13-16课时：运动控制系统的的发展趋势和挑战七、教学步骤1. 引入：通过一个实际应用案例，引出运动控制系统的重要性，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解：讲解运动控制系统的概念、分类和原理，引导学生理解并掌握相关知识。
3. 案例分析：分析运动控制系统在实际应用中的重要性，帮助学生了解运动控制系统的应用价值。
《运动控制系统》实验指导书[新][152023]
![《运动控制系统》实验指导书[新][152023]](https://img.taocdn.com/s3/m/f651f848ddccda38376baf9e.png)
一、运动控制系统实验项目一览表实验室名称：电机拖动实验室课程名称：运动控制系统适用专业：电气工程及自动化、自动化实验总学时：16设课方式：课程实验（“课程实验”或“独立设课”二选一）是否为网络实验：否（“是”或“否”二选一）实验一晶闸管直流调速系统主要单元调试一．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2．电平检测器的调试3．反号器的调试4．逻辑控制器的调试三．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏。
2．NMCL—31A组件3．NMCL—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”。
注意：正常使用时应“封锁”，以防停机时突然启动。
（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NMCL—31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，并画出曲线。
（3）观察PI特性拆除“5”、“6”端短接线接入5~7uf电容，（必须按下选择开关，绝不能开路），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。
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，使输出正负最大值大于 6V。
（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。
运动控制系统考试简答题
绪论1、运动控制系统：以机械运动的驱动设备——电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。
工作原理：通过控制电动机的转矩、转速和转角，将电能转换为机械能，实现运动机械的运动要求。
2、分类（1）按被控量分：以转速为被控量的系统——调速系统以角位移或直线位移为被控量的系统——位置随动(伺服)系统。
（2）按驱动电机的类型分：直流电机带动生产机械——直流传动系统交流电机带动生产机械——交流传动系统（3）按控制器类型分：以模拟电路构成的控制器——模拟控制系统以数字电路构成的控制器——数字控制系统（4）按控制系统中闭环的多少分：单环、双环、多环控制系统3、运动控制系统的功率放大与变换装置：一方面按控制量的大小将电网中的电能作用于电动机上，调节电动机的转矩大小，另一方面按电动机的要求把恒压恒频的电网供电转换成电动机所需的交流电或直流电；4、反抗性恒转矩负载不是转矩作用方向和运动方向相反吗？那为什么n>0时T>0,n<0时T<0?答：n>0,T>0 和n<0,T<0意味着电机目前处于正转电动和反转电动状态，这个和负载转矩没有关系。
第二章转速反馈控制的直流调速系统1、直流电动机的稳态转速调节转速方法Φ-=eKIRUn2、直流电动机点数两端的平均电压 三种改变输出平均电压的调制方法：（1）T 不变，变 ton —脉冲宽度调制(PWM)（2）ton 不变，变 T —脉冲频率调制(PFM)（3）ton 和 T 都可调，改变占空比—混合调制(两点式控制)。
当负载电流或电压低于某一最小值，开关器件导通，当高于某一最大值时，使开关器件关断。
3、UPE 是由电力电子器件组成的变换器，其输入接三组(或单相)交流电源，输出为可控的直流电压，控制电压为Uc 。
UPE 变换器的器件选择：中、小容量系统,多采用IGBT 或P-MOSFET 构成较大容量系统,采用GTO 、IGCT 电力电子开关器件特大容量系统,则常用晶闸管触发与整流装置4、 系统稳态参数计算例： 用线性集成电路运算放大器作为电压放大器的转速负反馈闭环直流调速系统如图1-28所示，s s ond ρU U T t U ==5、PID调节器的类型和功能比例微分(PD)：由PD调节器构成的超前校正,可提高系统的稳定裕度，并获得足够的快速性, 但稳态精度可能受到影响；比例积分(PI)：由PI调节器构成的滞后校正,可以保证稳态精度，却是以对快速性的限制来换取系统稳定的；比例积分微分(PID)：PID调节器实现的滞后—超前校正则兼有二者的优点,可以全面提高系统的控制性能，但具体实现与调试要复杂一些。
《运动控制系统》课程教学大纲
《运动控制系统》课程教学大纲一、教学内容本节课的教学内容来自于《运动控制系统》课程的第五章，主要讲述运动控制系统的组成、原理及其应用。
具体内容包括：1. 运动控制系统的组成：包括控制器、执行器和传感器等基本组成部分，以及它们之间的相互作用。
2. 运动控制系统的原理：包括控制算法、反馈控制和开环控制等基本原理。
3. 运动控制系统的应用：包括在工业、数控机床和电动汽车等领域的应用实例。
二、教学目标1. 使学生了解运动控制系统的组成、原理及其应用，掌握基本概念和知识点。
2. 培养学生运用运动控制系统的基本原理解决实际问题的能力。
3. 提高学生对运动控制技术在现代工业和科技领域的重要性的认识。
三、教学难点与重点1. 教学难点：运动控制系统的原理和应用。
2. 教学重点：运动控制系统的组成及其在工作中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备、投影仪、白板等。
2. 学具：教材、笔记本、彩色笔等。
五、教学过程1. 实践情景引入：以工业为例，介绍运动控制系统在实际工作中的应用。
2. 知识点讲解：讲解运动控制系统的组成、原理及其应用。
3. 例题讲解：分析运动控制系统在实际工作中的应用案例，引导学生理解并掌握运动控制系统的原理。
4. 随堂练习：让学生结合所学内容，分析并解决实际问题。
5. 课堂讨论：引导学生探讨运动控制系统在现代工业和科技领域的重要性。
6. 板书设计：对本节课的主要知识点进行板书，方便学生复习和巩固。
7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、作业设计1. 题目：分析下列运动控制系统的应用案例，并说明其工作原理。
（1）数控机床；（2）电动汽车；（3）工业。
2. 答案：（1）数控机床：数控机床是一种采用数字控制技术进行运动的机床。
通过控制器预设机床的运动轨迹，执行器按照控制器的指令进行运动，实现对工件的加工。
（2）电动汽车：电动汽车采用电动机作为动力来源，通过控制器调节电动机的转速和扭矩，实现车辆的运动控制。
《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 =n N s∆n N (1−s) ，额定速降 ∆n N ，D =n maxn min ，s =∆n N n 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：⎰∆=t0n c d 1t U U τ 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。
《运动控制系统》吴贵文(习题参考答案)
《运动控制系统》习题参考答案1-1 简述运动控制系统的类型及其优缺点。
答：运动控制系统主要有三种类型：液压传动系统、气压传动系统和电气传动系统，它们各自优缺点如下：液压传动具有如下优点：1）能方便地实现无级调速，调速范围大。
2）运动传递平稳、均匀。
3）易于获得很大的力和力矩。
4）单位功率的体积小，重量轻，结构紧凑，反映灵敏。
5）易于实现自动化。
6）易于实现过载保护，工作可靠。
7）自动润滑，元件寿命长。
8）液压元件易于实现通用化、标准化、系列化、便于设计制造和推广使用。
但也有一系列缺点：1）由于液压传动的工作介质是液压油，所以无法避免会有泄漏，效率降低，污染环境。
2）温度对液压系统的工作性能影响较大。
3）传动效率低。
4）空气的混入会引起工作不良。
5）为了防止泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件的制造精度要求高，使成本增加。
6）液压设备故障原因不易查找。
气压传动的优点是：1）气动装置结构简单、轻便，安装维护简单；压力等级低，故使用安全。
2）工作介质是空气，取之不尽、用之不竭，又不花钱。
排气处理简单，不污染环境，成本低。
3）输出力及工作速度的调节非常容易，气缸工作速度快。
4）可靠性高，使用寿命长。
5）利用空气的可压缩性，可储存能量，实现集中供气；可短时间释放能量，以获得间歇运动中的高速响应；可实现缓冲，对冲击负载和过负载有较强的适应能力。
在一定条件下，可使气动装置有自保护能力。
6）全气动控制具有防火、防爆、耐潮的能力。
与液压方式比较，气动方式可在高温场合使用。
7）由于空气流动压力损失小，压缩空气可集中供气，较远距离输送。
气压传动的缺点是：1）由于空气具有压缩性，气缸的动作速度易受负载的变化影响。
2）气缸在低速运动时，由于摩擦力占推力的比例比较大，气缸的低速稳定性不如液压缸。
3）虽然在许多应用场合气缸的输出力能满足工作要求，但其输出力比液压缸小。
电气传动系统具有控制方便、体积紧凑、噪声小、节能、容易实现自动化、智能化、网络化等优点，不过其控制线路复杂，对软硬件要求较高，维修较困难。
《运动控制系统》教案
《运动控制系统》教案一、教学目标1. 了解运动控制系统的概念、组成和作用。
2. 掌握运动控制系统的分类及其原理。
3. 熟悉运动控制系统的应用领域和发展趋势。
4. 培养学生对运动控制系统的兴趣和创新能力。
二、教学内容1. 运动控制系统概述运动控制系统的定义运动控制系统的组成运动控制系统的功能2. 运动控制系统的分类开环运动控制系统闭环运动控制系统混合运动控制系统3. 运动控制系统的原理位置控制原理速度控制原理力控制原理4. 运动控制系统的应用领域工业数控机床电动汽车航空航天5. 运动控制系统的发展趋势智能化网络化绿色化三、教学方法1. 讲授法：讲解运动控制系统的基本概念、原理和应用。
2. 案例分析法：分析具体运动控制系统的实例，加深学生对运动控制系统的理解。
3. 讨论法：引导学生探讨运动控制系统的发展趋势及其在我国的应用前景。
4. 实践操作法：安排实验室参观或动手实践，让学生亲身体验运动控制系统的工作原理。
四、教学安排1. 第1-2课时：运动控制系统概述2. 第3-4课时：运动控制系统的分类和原理3. 第5-6课时：运动控制系统的应用领域4. 第7-8课时：运动控制系统的发展趋势5. 第9-10课时：实验室参观或实践操作五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对运动控制系统基本概念的理解。
2. 课后作业：巩固学生对运动控制系统知识的掌握。
3. 小组讨论：评估学生在探讨运动控制系统发展过程中的创新能力。
4. 实践报告：评价学生在实验室参观或实践操作中的表现。
六、教学资源1. 教材：《运动控制系统》2. 课件：运动控制系统的基本概念、原理、应用和趋势3. 视频资料：运动控制系统的实际应用案例4. 实验室设备：的运动控制系统实验装置5. 网络资源：关于运动控制系统的相关论文和新闻七、教学过程1. 导入：通过一个运动控制系统的实际应用案例，引发学生对运动控制系统的兴趣。
2. 讲解：结合教材和课件，详细讲解运动控制系统的基本概念、原理、应用和趋势。
运动控制系统吴贵文习题参考答案
《运动控制系统》习题参考答案1-1 简述运动控制系统的类型及其优缺点。
答：运动控制系统主要有三种类型：液压传动系统、气压传动系统和电气传动系统，它们各自优缺点如下：液压传动具有如下优点：1）能方便地实现无级调速，调速范围大。
2）运动传递平稳、均匀。
3）易于获得很大的力和力矩。
4）单位功率的体积小，重量轻，结构紧凑，反映灵敏。
5）易于实现自动化。
6）易于实现过载保护，工作可靠。
7）自动润滑，元件寿命长。
8）液压元件易于实现通用化、标准化、系列化、便于设计制造和推广使用。
但也有一系列缺点：1）由于液压传动的工作介质是液压油，所以无法避免会有泄漏，效率降低，污染环境。
2）温度对液压系统的工作性能影响较大。
3）传动效率低。
4）空气的混入会引起工作不良。
5）为了防止泄漏以及满足某些性能上的要求，液压元件的制造精度要求高，使成本增加。
6）液压设备故障原因不易查找。
气压传动的优点是：1）气动装置结构简单、轻便，安装维护简单；压力等级低，故使用安全。
2）工作介质是空气，取之不尽、用之不竭，又不花钱。
排气处理简单，不污染环境，成本低。
3）输出力及工作速度的调节非常容易，气缸工作速度快。
4）可靠性高，使用寿命长。
5）利用空气的可压缩性，可储存能量，实现集中供气；可短时间释放能量，以获得间歇运动中的高速响应；可实现缓冲，对冲击负载和过负载有较强的适应能力。
在一定条件下，可使气动装置有自保护能力。
6）全气动控制具有防火、防爆、耐潮的能力。
和液压方式比较，气动方式可在高温场合使用。
7）由于空气流动压力损失小，压缩空气可集中供气，较远距离输送。
气压传动的缺点是：1）由于空气具有压缩性，气缸的动作速度易受负载的变化影响。
2）气缸在低速运动时，由于摩擦力占推力的比例比较大，气缸的低速稳定性不如液压缸。
3）虽然在许多应用场合气缸的输出力能满足工作要求，但其输出力比液压缸小。
电气传动系统具有控制方便、体积紧凑、噪声小、节能、容易实现自动化、智能化、网络化等优点，不过其控制线路复杂，对软硬件要求较高，维修较困难。
运动控制系统试题及答案
运动控制系统试题及答案运动控制系统这本书内容主要包括直流调速、交流调速和随动系统三局部。
以下是由关于运动控制系统试题的内容，希望大家喜欢!一、选择填空：(每空2分、共20分)1、一个调速系统的调速范围，是指在时还能满足所需静差率的转速可调范围。
答案：( 1 )1)最低速; 2)最高速;3)平均速; 4)不能确定;2、闭环调速系统可以获得比开环调速系统的稳态特性。
答案：( 2 )1)硬得不多; 2)硬得多;3)软得多; 4)软得不多;3、无静差调速系统的最高转速nmax，最高给定电压U*nmax其速度反应系数为。
答案：( 2 )1)nmax/U*nmax 2)U*nmax/nmax3)nmax×U*nmax 4)不确定4、反并联无环流配合控制的条件是答案：( 4 )1)α+β=240o 2)α+β=300o3)α+β=360o 4)α+β=180o5、无环流逻辑环节切换到正组晶闸管工作时，。
答案：( 4 ) 1)正、反组同时封锁; 2)封锁正组开放反组;3)正、反组同时开放; 4)封锁反组开放正组;6、在理想情况下电压型逆变器直流环节采用大电容滤波，它是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压波形是。
答案：( 3 ) 1)锯齿波;2)正弦波3)矩形波; 4)不能确定;7、在理想情况下电流型逆变器直流环节采用电感滤波，它是一个相当于一个恒流源，输出交流电流波形是。
答案：( 1 ) 1)矩形波; 2)正弦波3)锯齿波; 4)不能确定;8、SPWM变频器中，如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做方式。
答：( 3)1)多极性控制; 2)双极性控制;3)单极性控制; 4)没用定义9、调速系统的动态性能就是控制的能力。
答案：( 2 ) 1)磁场;2)转矩;3)转速; 4)转差率;10、矢量控制系统是控制系统。
答案：( 2 )1)静止坐标; 2)旋转坐标;3)极坐标; 4)不能确定;二、什么是有静差闭环调速系统?怎样减少静差?什么是无静差闭环调速系统?怎样实现?(12分)答：系统在稳态时，需要一定的速度偏差来维持的速度控制系统为有静差调速系统。
《运动控制系统》教案
《运动控制系统》教案一、教学目标1. 了解运动控制系统的概念、组成和作用。
2. 掌握运动控制系统的分类及其特点。
3. 熟悉运动控制系统的主要组成部分及其功能。
4. 理解运动控制系统在实际应用中的重要性。
二、教学内容1. 运动控制系统的概念与组成1.1 运动控制系统的定义1.2 运动控制系统的组成要素2. 运动控制系统的分类与特点2.1 模拟运动控制系统2.2 数字运动控制系统2.3 现代运动控制系统3. 运动控制系统的主要组成部分及其功能3.1 控制器3.2 执行器3.3 传感器3.4 反馈环节4. 运动控制系统在实际应用中的重要性4.1 运动控制系统在工业生产中的应用4.2 运动控制系统在交通运输中的应用4.3 运动控制系统在生物医学中的应用三、教学方法1. 讲授法：讲解运动控制系统的概念、组成、分类、特点及应用。
2. 案例分析法：分析实际应用中的运动控制系统案例，加深学生对运动控制系统的理解。
3. 讨论法：组织学生就运动控制系统相关问题进行讨论，提高学生的思考能力。
四、教学准备1. 教材：《运动控制系统》相关章节。
2. 课件：制作涵盖教学内容的课件。
3. 案例材料：收集运动控制系统在实际应用中的案例。
五、教学过程1. 导入：简要介绍运动控制系统的基本概念，激发学生兴趣。
2. 讲解：详细讲解运动控制系统的组成、分类、特点及应用。
3. 案例分析：分析实际应用中的运动控制系统案例，让学生理解运动控制系统的作用。
4. 讨论：组织学生就运动控制系统相关问题进行讨论，提高学生的思考能力。
6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对运动控制系统概念、组成、分类和应用的理解。
2. 练习题：布置课后练习题，评估学生对运动控制系统知识的掌握程度。
3. 案例分析报告：评估学生在案例分析环节的思考深度和分析能力。
七、教学拓展1. 介绍运动控制系统领域的最新研究成果和技术发展动态。
《运动控制系统》教学模式改革与实践
《运动控制系统》教学模式改革与实践运动控制系统是现代机器人控制的基础，它可以控制机器人的运动，使机器人实现更加复杂的任务和执行更多的功能。
目前，运动控制系统的教学模式已经不适应新的任务要求，为解决这一问题，我们在改革运动控制系统教学模式方面做出了努力。
首先，我们从理论教学上下功夫，介绍了运动控制系统的基本原理和方法，加强了学生对运行环境下机器人控制的认知能力；其次，从实际操作上集中力量，采用系统设计的前后合作机制，使学生在实际操作中逐步掌握相关技能；最后，在实践实验中不仅锻炼学生的实践能力，而且把运动控制的理论应用到实际生活中，让学生深入学习实际问题的解决方案。
这种教学模式改革受到了学生的积极反响，学生可以将所学的知识与技能运用到实践中，对后续课题和研究有更深入的理解。
运动控制系统的教学模式虽然改革了，但还有许多细节可以进一步完善，未来还将继续努力，持续改善运动控制系统的教学模式，以使后续的学习取得更大的进步。
《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。
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单项选择题1、直流电动机转速单闭环调速系统中，（）环节是一阶惯性环节。
1.测速反馈环节2.电力电子器件3.比例放大器4.直流电动机2、交—交变频调速系统适用的调频范围为（）。
1.1/3fN~ fN2.1/3fN~ 1/2fN3.1/2fN~ fN4.0~fN3、转速、电流双闭环直流调速系统起动过程中，当系统处于转速调节阶段，ASR处于（）工作状态。
1.饱和2.不饱和3.退饱和4.不定4、转速电流双闭环调速系统中，不属于电流环结构图的简化的是（）。
1.忽略反电动势的动态影响2.小惯性环节近似处理3.电流环降阶处理4.等效成单位负反馈系统5、SPWM逆变器是利用正弦波信号与三角波信号相比较后，而获得一系列（）的脉冲波形。
1.等幅不等宽2.等宽不等幅3.等幅等宽4.不等宽不等幅6、典型Ⅱ型系统对称最佳整定方法一般取中频宽h为（）。
1. 32. 43. 54. 67、带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出1.零2.大于零的定值3.小于零的定值4.保持原先的值不变8、采用旋转编码器的数字测速方法不包括（）。
1.M法2.T法3.M/T法4.F法9、Ⅱ型系统在阶跃输入信号作用下的稳态误差为（）。
1.02.固定值3.∞4.取值不固定10、采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于( )。
1.无静差调速系统2.有静差调速系统3.双闭环调速系统4.交流调速系统11、对于变电阻调速，当总电阻R越大，机械特性越（）。
1.软2.硬3.大4.小12、 PWM变频器中，（）控制方式可在异步电动机内部空间形成圆形旋转磁场。
1.消除指定次数谐波的PWM（SHEPWM）2.电流滞环跟踪控制(CHBPWM)3.电压空间矢量PWM（SVPWM）4.SPWM13、典型Ⅱ型系统对称最佳整定方法一般取中频宽h为（）。
1. 32. 43. 54. 614、在转速、电流双闭环直流调速系统中，根据ASR的饱和与不饱和，整个系统处于完全不同的两调节的单闭环系统；当 ASR不饱和时，转速环闭环，整个系统是一个无静差调速系统，而电流内1.转速环开环2.转速环闭环3.电流环闭环4.电流环开环15、在基频以上调速时，频率应该从向上升高，但定子电压却不可能超过额定电压，最多只能保持，这将迫使磁1.正比2.反比3.等比4.无规律16、下列（）整流电路的整流电路脉波数是31.单相全波2.三相半波3.三相桥式4.六相半波17、转速单闭环调速系统对下列哪些扰动无克服能力（）。
1.电枢电阻2.负载转矩3.电网电压4.速度反馈电位器18、在电机调速控制系统中，对于（）的扰动，系统是无能为力的。
1.运算放大器的参数的变化2.电机励磁电压的变化3.转速反馈参数的变化4.电网电压的变化19、闭环调速系统设置了两个调节器，即电流调节器和（）调节器。
1.转速2.转差3.电压4.电流20、SPWM逆变器是利用正弦波信号与三角波信号相比较后，而获得一系列（）的脉冲波形。
1.等幅不等宽2.等宽不等幅3.等幅等宽4.不等宽不等幅21、采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于（）。
1.无静差调速系统2.有静差调速系统3.双闭环调速系统4.交流调速系统22、当负载相同时，闭环系统稳态速降只为开环系统稳态速降的（）倍（K为开环放大倍数）。
1.1/K2.1/(1+K）3.K4.(1+K)23、异步电动机变压变频调速系统的机械特性最好的是（）。
1.2.3.4.24、Ⅱ型系统在斜坡输入信号作用下的稳态误差为（）。
1.02.固定值3.∞4.取值不固定25、双闭环直流调速系统，一般来说，双闭环调速系统具有比较满意的动态性能。
对于调速系统，最重要的动1.传感器误差2.抗负载扰动和抗电网电压扰动3.参数变化4.给定变化26、双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压U ct的大小取决于（）。
1.I dl2.n3.n和I dl4.α和β27、在单闭环调速系统中，为了实施限流保护，可以引进（）环节。
1.电流截止正反馈2.电流截止负反馈3.电压截止正反馈4.电压截止负反馈28、三相半波整流电路的平均失控时间是（）。
1.5ms2. 3.3ms3.10ms4. 1.67ms29、目前直流调速系统采用的主要方案是（）。
1.变电阻调速2.变电流调速3.变电枢电压调速4.变励磁磁通调速30、转速、电流双闭环直流调速系统带额定负载起动过程中，当转速n达到峰值时，电枢电流值为（）。
1.Id=02.Id<="" label="" style="box-sizing: border-box;">3.Id= IdL4.Id= Idm31、在调节器的工程设计方法中，高频段小惯性环节（）。
1.变成了I型系统2.近似地等效成积分环节3.采用降阶处理4.合并为一个小时间常数惯性环节来代替判断题32、要保持正六边形定子磁链不变，必须使为常数，这意味着在变频的同时必须调节直流电1. A.√2. B.×33、转速、电流双闭环直流调速系统中，稳态运行时，转速调节器ASR的输出取决于负载的大小1. A.√2. B.×34、系统常用的抗扰性能指标有上升时间、超调量和调节时间。
1. A.√2. B.×35、直流电机变电压调速适用于基频以下。
1. A.√2. B.×36、SPWM型逆变器其输出的基波频率取决正弦波（调制波）。
1. A.√2. B.×37、无静差直流调速系统的实质是调节器包含比例环节。
1. A.√2. B.×38、当电动机由三相平衡正弦电压供电时，电动机定子磁链幅值恒定，其空间矢量以恒速旋转，1. A.√2. B.×39、转速电流双闭环调速系统中，从稳态要求上看，希望转速无静差，因此转速环采用典型I型1. A.√2. B.×40、PI调节器的双重作用是指：一是积分部分加快动态进程；二是比例部分最终消除偏差。
1. A.√2. B.×41、典型I型系统的开环传递函数中包含两个参数：开环增益K 和时间常数T。
1. A.√2. B.×42、为了把采用信号输入微型机，必须在采样时刻把连续信号变成脉冲信号，即离散的模拟信号1. A.√2. B.×43、转速单闭环直流调速系统的测速反馈环节，它的响应时间是瞬时的，传递函数就是它的放大1. A.√2. B.×44、运动控制的目的是控制电动机的转速和转角唯一的途径就是控制电动机的电磁转矩，使转速变化率按照期1. A.√2. B.×45、双闭环调速系统中，在电流上升阶段时，两个调节器的状态是ACR 是不饱和的、ASR不饱和1. A.√2. B.×46、反馈控制系统的作用是：抵抗给定，服从扰动。
1. A.√2. B.×47、双极式控制桥式可逆PWM变换器—电动机系调速时，定义，的可调范围为0~1。
当r=0.5时，电机正转。
1. A.√2. B.×48、电流调节器的输出限幅值决定电机允许的最大电流。
1. A.√2. B.×49、转速调节器的输出限幅值决定电机允许的最大电流。
1. A.√2. B.×50、经典的SPWM控制主要着眼于使变压变频器的输出电流尽量接近正弦波，并未顾及电压输出1. A.√2. B.×51、直流电机采用调压调速，当电压下降时，转速下降，机械特性曲线平行下移。
1. A.√2. B.×52、在单闭环调速系统中，为了增大电流，可以采用电流截止负反馈环节。
1. A.√2. B.×53、直流调速系统的理论依据；交流调速系统的理论依据。
1. A.√2. B.×54、微机数字控制系统的主要特点是离散化和数字化。
1. A.√2. B.×55、三相半波整流电路的整流整流输出电压和输入电压以及导通角的关系式为。
1. A.√2. B.×56、带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出1. A.√2. B.×57、转速、电流双闭环直流调速系统中，速度调节器采用PI调节器时转速总是有超调。
1. A.√2. B.×58、转差功率消耗型交流调速系统是指系统的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中。
1. A.√2. B.×59、按照交流异步电动机对转差功率的处理方式的不同，可把交流调速系统分成三类，分别是转差率不变型调速系统。
1. A.√2. B.×60、电流调节器的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化。
1. A.√2. B.×61、模拟控制系统与数字控制系统相比，其硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件1. A.√2. B.×62、晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统），通过调节触发装置的控制电压 Uc 来改变整流电压Ud，在理想1. A.√2. B.×63、双极式控制的桥式可逆PWM变换器，在电动机停止时仍有高频微振电流，起着所谓“动力润滑”的作用。
1. A.√2. B.×64、积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行。
1. A.√2. B.×65、在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网波动时，电流ACR调节器起主要作用；出现负载1. A.√2. B.×主观题66、M法测速参考答案：记取一个采样周期内旋转编码器发出的脉冲个数来算出转速的方法称为M法测速，又称测频法测M法测速在高速段分辨率强67、抗扰性能指标中的动态降落参考答案：在系统稳定时，突加一个约定的标准负载扰动量，所引起的输出量最大降落值称作动态降落68、静差率参考答案：当系统在某一转速下运行时，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69、PWM调速系统参考答案：脉冲宽度调制调速系统。
晶闸管工作在开关状态，晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上；变晶闸管的导通时间（即调占空比ton）就可以调节电机电压，从而进行调速。
70、试从下述两个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统：（1）调速系统的静态特性；（2）动态限流性能；参考答案：71、直流电机调速有哪些方法？各有什么特点？参考答案：答：直流电机调速方法：（1）调节电枢供电电压U。
（2）减弱励磁磁通Ф。
（3）改变电枢回路电阻R。
调压调速转速下降，机械特性曲线平行下移；改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速72、转速负反馈单闭环无静差调速系统的稳态精度是否受给定电源和测速发电机精度的影响？并参考答案：是的，稳态时，即系统的精度还受给定电源和测速发电机精度的影响。