运动控制系统总结
运动控制实训总结
运动控制实训总结标题:运动控制实训总结正文:运动控制是机器人控制技术中的重要组成部分,是机器人实现自主运动的关键。
本次实训旨在让学生掌握运动控制的基本理论和应用技能,为后续的机器人实践应用打下坚实的基础。
在实训过程中,我们按照以下步骤进行:一、学习运动控制基础知识在实训开始前,我们首先学习了运动控制基础知识,包括运动控制算法、传感器和执行器的应用、运动控制系统的建模等内容。
通过学习这些内容,学生了解了运动控制的基本思想和实现方法,为后续的实训操作打下了坚实的基础。
二、进行实验操作在实训过程中,我们按照课程要求进行了多个实验操作,包括使用PID控制算法实现机器人的平滑运动、使用模糊控制算法实现机器人的避障运动、使用神经网络实现机器人的运动预测和控制等。
通过实验操作,学生掌握了不同的运动控制算法和传感器/执行器的应用技巧,并且对运动控制系统的建模和调试有了更深入的理解。
三、进行仿真实验在实验操作的基础上,我们进行了仿真实验,通过搭建运动控制系统并进行仿真测试,验证运动控制算法的性能和效果。
通过仿真实验,学生可以更加直观地了解运动控制系统的运行状况,并对运动控制算法的参数进行调整和优化,以提高系统的性能和可靠性。
四、总结与反思在实训结束后,我们对所有实验操作进行了总结和反思。
通过总结,我们了解到学生在运动控制实训中取得了哪些成果和进步,同时也发现了哪些不足之处。
通过反思,我们提高了学生的实验操作能力和系统调试能力,为今后的机器人实践应用打下了坚实的基础。
拓展:除了本次运动控制实训,学生还可以参考相关书籍、论文和视频教程,进一步深入学习和了解运动控制的相关理论和应用。
同时,学生也可以参加机器人比赛和实践项目,将所学的运动控制技能应用于实际问题中,不断提高自己的机器人控制技术和实践能力。
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。
运动控制实验报告
运动控制实验报告篇一：运动控制实验报告“运动控制系统”专题实验报告篇二：运动控制系统实验报告运动控制系统实验报告姓名：杜文划学号：912058XX02同组人：杜文坚，周文活，黎霸俊异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统一、实验目的1. 通过实验掌握异步电动机变压变频调速系统的组成与工作原理。
2. 加深理解用单片机通过软件生成SPWM波形的工作原理特点。
以及不同不同调制方式对系统性能的影响。
3. 熟悉电压空间矢量控制的原理与特点。
4. 掌握异步电动机变压变频调速系统的调试方法。
二、实验过程一、采用SPWM方式调制1. 同步调制30HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示:定子端电压波形如下示：50HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：波形分析：电机气隙磁通两相绕组之间相差约60°。
电机磁通轨迹50Hz时更接近圆形。
对定子电流：30Hz时和50Hz时呈正弦波，但其中有很多的高频分量。
IGBT的疏密程度反映了脉冲宽度调制的过程，越密表示频率越高。
定子电压呈正弦分布。
同步调制方式在50Hz比较好。
2、异步调制30HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示：IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：50HZ下电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹如下：定子电流波形如下示： IGBT两端波形如下示：定子端电压波形如下示：异步调制与同步调制想比，气隙磁通分量更接近正弦波，气隙磁通轨迹更接近圆形，此时30Hz比50Hz效果好些。
3、混合调制混合调制在不同的输出频率段采用不同的载波比10HZ下，载波比为100电机气隙磁通分量波形如下示：电机气隙磁通轨迹下：篇三：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 XX03080414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。
运动控制系统 复习知识点总结
1 运动控制系统的任务是通过对电动机电压、电流、频率等输入电量的控制，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。
（运动控制系统框图）2. 运动控制系统的控制对象为电动机，运动控制的目的是控制电动机的转速和转角，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，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。
第1章可控直流电源-电动机系统内容提要相控整流器-电动机调速系统直流PWM变换器-电动机系统调速系统性能指标1相控整流器-电动机调速系统原理2.晶闸管可控整流器的特点（1）晶闸管可控整流器的功率放大倍数在104以上，其门极电流可以直接用电子控制。
（2）晶闸管的控制作用是毫秒级的，系统的动态性能得到了很大的改善。
晶闸管可控整流器的不足之处晶闸管是单向导电的，给电机的可逆运行带来困难。
晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt都十分敏感，超过允许值时会损坏晶闸管。
在交流侧会产生较大的谐波电流，引起电网电压的畸变。
需要在电网中增设无功补偿装置和谐波滤波装置。
3.V-M系统机械特4.最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流器的类型有关。
5.（1）直流脉宽变换器根据PWM变换器主电路的形式可分为可逆和不可逆两大类（2）简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统（3）有制动电流通路的不可逆PWM-直流电动机系统（4）桥式可逆PWM变换器（5）双极式控制的桥式可逆PWM变换器的优点双极式控制方式的不足之处（6）直流PWM变换器-电动机系统的能量回馈问题”。
（7）直流PWM调速系统的机械特性6..生产机械要求电动机在额定负载情况下所需的最高转速和最低转速之比称为调速范围，用字母D来表示（D的表达式）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电动机转速的变化率，称为静差率s。
运控复习整理
第一章1.基于自动控制理论，对作为原动机的电动机加以控制，使其拖动机械负载按照给定的控制规律自动运行的系统，称为电力拖动自动控制系统。
简称为电力拖动控制系统，也被称为运动控制系统。
2.电力拖动自动控制系统的组成：电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等。
3.运动控制系统转矩控制规律4.转矩控制是运动控制的根本问题要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的电磁转矩Te 5.电动：转矩与转速方向一致制动：转矩与转速方向相反6.典型的生产机械的负载转矩特性：①恒转矩负载特性②恒功率负载特性③风机、泵类负载特性第二章1.晶闸管整流器-电动机系统（简称V-M 系统）开环瞬时电压平衡方程式R=R rec +R a +R L U d =K S U C0dd d di u E i R L dt=++2.直流PWM 变换器-电动机系统（不可逆调速系统）改变占空比ρ，即可改变直流电动机电枢平均电压U d ，实现直流电动机的调压调速。
ρ==sonds t UU U TVD 的作用：为电流i d 提供一个续流的通道.电路之所以不可逆是因为平均电压U d 始终大于0。
3.对转速控制的要求：①调速②稳速③加、减速4.稳态调速性能指标①调速范围：生产机械要求电动机提供的最高转速n max 和最低转速n min 之比。
②静差率：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所对应的转速降落Δn N 与理想空载转速n 0之比。
静差率是用来衡量调速系统在负载情况变化下转速的稳定度的。
它和机械特性的硬度有关，机械特性越硬，静差率越小，转速的稳定度就越高。
m a xm i nnD =n ()dN N eI Rn C ∆=100%Nn s n ∆=⨯n max 、n min 是在额定负载的最高和最低转速5.硬度是指机械特性的斜率。
调速范围和静差率必须同时提才有意义。
在调速过程中，若额定速降相同，则转速越低，静差率越大。
运动控制系统简答题总结
运动控制系统简答题总结编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（运动控制系统简答题总结）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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转速调节器和电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用分别是什么？转速调节器的作用1.转速调节器是调速系统的主导调节器,它使转速n很快地随给定电压Un变化,稳态时可减少转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。
2.对负载变化起抗绕作用3.其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。
电流调节器的作用1.作为内环的调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压Ui（既外环调节器的输出量）变化.2.对电网电压的波动起及时抗绕的作用。
3.在转速动态过程中,保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程。
4.当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。
一旦故障消失，系统立即自动恢复正常.这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。
在交流调速系统中，转差频率控制的规律为：(1)在Ws≤Wsm的范围内，如果气隙磁通保持不变，转矩Te基本上与ωs成正比。
（2)定子电流不同时,按照一定的US=f(w1，IS)函数关系控制定子的电压和频率,可以保持气隙磁通恒定。
按转子磁链定向矢量控制系统的基本思路：通过坐标变换,在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中,得到等效的直流电动机模型,仿照直流电动机的控制方法控制电磁转矩与磁链，然后将转子磁链定向坐标系中的控制量反变换得到三相坐标系的对应量,以实施控制.正弦波脉宽调制（SPWM）:以频率与期望的输出电压波相同的正弦波作为调制波，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波，当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得幅值相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列，这种调制方法称为正弦波脉宽调制.试述直流调速中开环机械特性与闭环静特性的关系闭环静特性可以比开环机械特性硬得多.闭环静特性的静差率比开环系统小得多。
运动控制系统填空题总结
运动控制系统填空题总结1、各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。
2、转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制和转速超调。
3、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
4、V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电抗器。
5、自动控制系统的动态性能指标包括对给定输入信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的抗扰性能指标、6、SPWM控制技术包括单极性和双极性两种方式。
7、调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。
8、交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控制三种。
9、三相异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合、的多变量系统。
10、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压Un* 、ASR的输出量取决于负载电流Idl 。
11、直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M 系统）、静止可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器。
12、衡量直流调速系统常见的指标为调速范围，静差率，额定速降。
三者的关系为：P22 。
13、直流调速系统若采用V-M调速，一般应用在_ 大功率 _场合；若采用PWM调速，一般应用在中小容量场合。
14、转速、电流反馈控制系统起动过程中的三个特点为：饱和非线性控制、转速超调、准时间最优。
15、数字测速的精度指标有：分辨率、测速误差率。
16、数字PI调节器的位置式算法为_ P46 。
17、V-M可逆系统中会存在瞬时脉动环流，消除直流平均环流可采用α=β配合控制控制，抑制瞬时脉动环流可采用环流电抗器。
18、异步电机采用恒压频比控制时，随着频率的降低，n0会降低，△n会不变，Temax会不变。
19、基于稳态模型的变频调速系统有转速开环调压系统、转速闭环转差系统两类。
20、异步电动机三相模型的非线性强耦合性质主要体现在磁链方程和（电压）转矩方程。
运动控制系统
一、运动控制系统的定义与分类定义：以机械运动的驱动设备－－电动机为被控对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论指导下组成的电力传动自动控制系统。
分类：（1）按被控物理量分：以转速为被控量的系统叫调速系统，以角位移或直线位移为被控量的系统叫随动系统（或伺服系统）。
（2）按驱动电动机的类型分：用直流电动机带动生产机械的为直流传动系统，用交流电动机带动生产机械的为交流传动系统。
（3）按控制器的类型分：用模拟电路构成控制器的系统为模拟控制系统，用数字电路构成控制器的系统为数字控制系统。
二、直流调速方法答：（1）调节电枢供电电压U；（2）减弱励磁磁通 ；（3）改变电枢回路电阻R。
三、常用的可控直流电源答：（1）旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。
（2）静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。
（3）直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压四、三种调速方法的性能与比较答：对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
五、V-M系统的特点答：晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
在控制作用的快速性上，变流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级, 这将大大提高系统的动态性能六、V-M系统的问题答：（1）由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。
（2）晶闸管对过电压、过电流和过高的d V/d t与d i/d t 都十分敏感，若超过允许值会在很短的时间内损坏器件。
（3）由谐波与无功功率引起电网电压波形畸变，殃及附近的用电设备，造成“电力公害”。
运动控制系统复习整理
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ห้องสมุดไป่ตู้
,静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度； 机械特
性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落 1.8 脉宽调速系统的开关频率是否越高越好？为什么？ 不是，当开关频率非常高时，当给直流电动机供电时，有可能导致电流还未上 升至负载电流时，就已经开始下降，导致平均电流小于负载电流，电机无法运 转 1.9 泵升电压是如何产生的？对系统有何影响？如何抑制？ 泵升电压是当电动机工作在回馈制动状态时，将动能转换为电能回馈到直流侧， 由于二极管整流器的能量单向传递性，电能不能通过整流装置送回交流电网， 只能向滤波电容充电，造成滤波电容侧电压升高，即为泵升电压。泵升电压过 大将导致电力电子功率开关器件被击穿。 适当选择电容的电容量，或采用泵升电压限制电路 1.10 V-M 开环调速系统中为什么转速随负载增加而降低？ 负载增加，负载转矩变大，则电枢电流（负载电流 Id）变大，根据其机械特性 表达式 n
泵升电压是当电动机工作在回馈制动状态时将动能转换为电能回馈到直流侧由于二极管整流器的能量单向传递性电能不能通过整流装置送回交流电网只能向滤波电容充电造成滤波电容侧电压升高即为泵升电压
1.1 直流电动机有哪几种调速方法？各有什么特点？ 答：直流电动机的调速方法有： （1）调节电枢电压调速（连续基速向下） ； （2 ） 改变电枢回路电阻调速（有级基速向下） ； （3）减弱磁通调速（连续基速向上） 前两种调速方法适用于恒转矩负载，后一种调速方法适用于恒功率负载。调节 电枢电压调速可实现无级调速，机械特性斜率不变，速度稳定性好，调速范围 较大。改变电枢回路电阻调速为有级调速，调速平滑性差，机械特性斜率增大， 速度稳定性差，受静差率的限制，调速范围很小。减弱磁通控制方便，能量损 耗小，调速平滑，受最高转速限制，调速范围不大。直流调速系统往往以调压 调速为主，只有当转速要达到基速以上时才辅以弱磁调速。 1.2 为什么 PWM 变换器-电动机系统比相控整流器-电动机系统能够获得更好的控 制性能？ PWM 开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，低速性能好，稳速 精度高动态响应快，动态抗扰能力强，电机损耗和发热小，开关损耗小，效率 高 1.3 直流 PWM 变换器驱动电路的特点是什么？ 直流 PWM 变换器采用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率 一定，宽度可变的脉冲序列，通过调节占空比改变平均输出电压的大小，以调 节直流电动机的转速 1.4 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构 直流 PWM 变换器包括 IGBT 和续流二极管，三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来改变其输 出电压的大小，二极管起续流作用 1.5 PWM 变换器在双极性工作制下会不会产生电流断续现象？不会
运动控制系统的概念
运动控制系统的概念
运动控制（Motion Control）是自动化技术中的部分内容，是指让系统中的可动部分以可控制的方式移动的系统或子系统。
运动控制系统包括运动控制器（Motion Controller）、驱动器（Driver）、电机（Motor），可以是没有反馈信号的开环控制，也可以带有反馈信号的闭环控制，闭环控制也分为全闭环和半闭环控制。
控制器是可以产生控制目标（理想的输出或运动曲线），或是闭环控制系统中需要根据反馈信号运算调整执行速度和位置的器件。
驱动器是可以将控制器的控制信号转换为提供给电机能量的器件。
电机是实际使物体移动的装置，是运动控制的执行端。
执行端还包含编码器、减速机、导轨丝杆等机械装置。
分类
1、开环控制系统
控制器传输信号给驱动器，驱动器驱动电机运动，驱动器和控制器都无法知道电机是否达到预期的动作，典型的步进电机和风扇控制系统，是属于开环控制。
2、半闭环控制系统
对控制要求更准确的系统，在电机侧增加测量器件（如旋转编码器)，反馈信号进入驱动器和控制器中，让驱动器或控制器根据反馈调整电机的动作，使实际与命令的误差降到最小，如普通伺服电机控制系统。
3、全闭环控制系统
需要比半闭环更精准的运动系统，在执行端增加直线编码器，直接测量运动的实际位置，使执行更加准确，如直线电机控制系统。
运动控制系统
电力电子器件组成电力电子装置。
电力电子器件：
第一代：半控型器件，如SCR，方便地应用于相控整流器 (AC→DC)和有源逆变器(DC→AC) ，但用于无源逆变 (DC→AC)或直流PWM方式调压（DC→DC）时，必须 增加强迫换流回路，使电路结构复杂。
第二代：全控型器件，如GTO、BJT、IGBT、MOSFET等 。 此类器件用于无源逆变(DC→AC) 和直流调压 （DC→DC）时，无须强迫换流回路，主回路结构简单。 另一个特点是可以大大提高开关频率，用脉宽调制 （PWM）技术控制功率器件的开通与关断，可大大提高 可控电源的质量。
3．微电子技术－－控制基础
微电子技术的快速发展，各种高性能的大规模或超大规 模的集成电路层出不穷，方便和简化了运动控制系统的 硬件电路设计及调试工作，提高了运动控制系统的可靠 性。高速、大内存容量、多功能的微处理器或单片微机 的问世，使各种复杂的控制算法在运动控制系统中的应 用成为可能，并大大提高了控制精度。
4．计算机控制技术－－系统控制核心
(1) 计算机控制
(2) 计算机仿真
(3) 计算机辅助设计
计算机具有强大的逻辑判断、数据计算和处理、信息传 输等能力，能进行各种复杂的运算，可以实现不同于一 般线性调节的控制规律，达到模拟控制系统难以实现的 控制功能和效果。计算机控制技术的应用使对象参数辨 识、控制系统的参数自整定和自学习、智能控制、故障 诊断等成为可能，大大提高了运动控制系统的智能化和 系统的可靠性。
计方法和运行性能，新型电机的发明就会带出新的运 动控制系统。 2．电力电子技术－－以电力电子器件为基础的功率 放大与变换装置是弱电控制强电的媒介，是运动控制 系统的执行手段。在运动控制系统中作为电动机的可 控电源，其输出电源质量直接影响运动控制系统的运 行状态和性能。新型电力电子器件的诞生必将产生新 型的功率放大与变换装置，对改善电动机供电电源质 量，提高系统运行性能，起到积极的推进作用。
运动控制或者电力拖动自动控制知识点整理
33、开环调速系统的机械特性
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34、开环调速系统稳态结构图
35、采用反馈控制技术构成转
速闭环的控制系统。转速闭环 控制可以减小转速降落，降低 静差率，扩大调速范围 36、反馈控制的基本作用。 根据自动控制原理，将系统的 被调节量作为反馈量引入系 统，与给定量进行比较，用比 较后的偏差值对系统进行控 制，可以有效地抑制甚至消除 扰动造成的影响，而维持被调 节量很少变化或不变，这就是 反馈控制的基本作用。 37、在负反馈基础上的“检测误 差，用以纠正误差”这一原理组 成的系统，其输出量反馈的传 递途径构成一个闭合的环路， 因此被称作闭环控制系统。在 直流调速系统中，被调节量是 转速，所构成的是转速反馈控 制的直流调速系统。 38、带转速负反馈的闭环直流 调速系统原理框图
速系统（V-M 系统）原理 图
VT 是晶闸管整流器，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，改变可 控整流器平均输出直流电压 Ud，事先平滑调速。 14、V-M 系统有点 门极电流可以直接用电子控 制；有快速的控制作用；效率 高 15、 触发装置 GT 的作用 把控制电压 Uc 转换成触发脉 冲的触发延迟角α，用以控制 整流电压，达到变压调速的目 的。 16、带负载单相全控桥式整流 电路的输出电压和电流波形 由于电压波形的脉动，造成了
1、电力拖动实现了电能与机械 能之间的能量转变。 2、电力拖动自动控制系统—— 运动控制系统的任务是什么？ 通过控制电动机电压、电流、 频率等输入量，来改变工作机 械的转矩、速度、位移等机械 量，是各种工作机械按人们期 望的要求运行，以满足生产工 艺及其他应用的需要。 3、运动控制系统及其组成 运动控制系统由电动机及负 载、功率放大与变换装置、控 制器及相应传感器构成
运动控制系统总结
• 电流环设计完成后，把电流环等效成转速环（外 环）中的一个环节，再用同样的方法设计转速环 为典型II型系统。
图3-26 双闭环调速系统内环和外环的开环对数幅频特性 I——电流内环 n——转速外环
（3）内、外环开环对数幅频特性的比较 • 外环的响应比内环慢，这是按上述工程设计方法设计多环控
• 准确的测速时间是用所得的高频时钟脉冲个数M2 计算出来的，即 Tt M2/ f0，
• 电动机转速为
n 60 60 f0 ZTt ZM2
（2-80）
• T(M法2-测1)速时的转分速辨的率变定化义量为，时钟脉冲个数由M2变成
Q 6f0 0 6f0 0 6f0 0 Z(M 21 ) Z2 MZ2 M (M 21 )
h
3
4
5
6
7
Hale Waihona Puke 89 1052.6% 43.6% 37.6% 33.2% 29.8% 27.2% 25.0% 23.3%
tr / T 2.4 2.65 2.85 3.0 3.1 3.2 3.3 3.35
ts / T 12.15 11.65 9.55 10.45 11.30 12.25 13.25 14.20
异步电动机传递的电磁功率
Pm
3I
'2 r
Rr'
s
机械同步角速度
m1
1
np
异步电动机的机械特性
异步电动机的电磁转矩（机械特性方程式 ）
Te
Pm
m1
3np
1
Ir'2
Rr' s
1Rs
3npUs2Rr' /s
运动控制综合实训总结
运动控制综合实训总结一、前言运动控制综合实训是机械工程专业的一门重要课程，通过该课程的学习，可以让学生深入了解运动控制系统的原理及应用，提高其实践能力和创新能力。
本文将对我在运动控制综合实训中所学到的知识和经验进行总结。
二、实验内容1.基于PLC控制的单轴伺服系统设计本次实验旨在通过使用PLC编程语言对单轴伺服系统进行控制，从而达到对电机转速、位置等参数进行精确调节的目的。
在该实验中，我们需要完成以下任务：（1）掌握PLC编程语言的基本语法和程序设计流程；（2）熟悉伺服电机驱动器和编码器等相关硬件设备；（3）完成伺服电机转速和位置控制等功能。
2.基于PC机控制的多轴步进电机系统设计该实验主要是通过使用PC机来对多轴步进电机系统进行控制，从而达到对多个电机同时运行或者按照特定顺序进行运行的目的。
在该实验中，我们需要完成以下任务：（1）学习并熟悉PC端软件开发环境；（2）掌握多轴步进电机控制的原理和应用；（3）完成多个步进电机的同时或者顺序运行等功能。
3.基于DSP控制的直线运动系统设计该实验主要是通过使用DSP芯片来对直线运动系统进行控制，从而达到对系统位置、速度等参数进行精确调节的目的。
在该实验中，我们需要完成以下任务：（1）学习并熟悉DSP芯片的编程语言和开发环境；（2）了解直线运动系统中相关硬件设备如电机、传感器等；（3）完成直线运动系统位置、速度等参数调节。
三、实验经验与收获1.团队协作能力得到提高在实验过程中，我们需要分工合作，共同完成实验任务。
通过合理分配任务和密切配合，我们成功地完成了实验任务。
这不仅提高了我们的团队协作能力，还让我们更好地理解了“团队合作”的重要性。
2.技术能力得到提升在本次实践过程中，我们不仅学习了理论知识，还亲手操作了各种设备，并且进行了大量的调试工作。
通过这些操作和调试过程，我们不断地摸索和尝试，最终成功地完成了实验任务。
这不仅提高了我们的技术能力，还让我们更好地理解了理论知识的应用。
运动控制系统_复习知识点总结
1 运动控制系统的任务是通过对电动机电压、电流、频率等输入电量的控制，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺与其他应用的需要。
（运动控制系统框图）2. 运动控制系统的控制对象为电动机，运动控制的目的是控制电动机的转速和转角，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，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。
第1章可控直流电源-电动机系统容提要相控整流器-电动机调速系统直流PWM变换器-电动机系统调速系统性能指标1相控整流器-电动机调速系统原理2.晶闸管可控整流器的特点（1）晶闸管可控整流器的功率放大倍数在104以上，其门极电流可以直接用电子控制。
（2）晶闸管的控制作用是毫秒级的，系统的动态性能得到了很大的改善。
晶闸管可控整流器的不足之处晶闸管是单向导电的，给电机的可逆运行带来困难。
晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt都十分敏感，超过允许值时会损坏晶闸管。
在交流侧会产生较大的谐波电流，引起电网电压的畸变。
需要在电网中增设无功补偿装置和谐波滤波装置。
3.V-M系统机械特4.最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流器的类型有关。
5.（1）直流脉宽变换器根据PWM变换器主电路的形式可分为可逆和不可逆两大类（2）简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统（3）有制动电流通路的不可逆PWM-直流电动机系统（4）桥式可逆PWM变换器（5）双极式控制的桥式可逆PWM变换器的优点双极式控制方式的不足之处（6）直流PWM变换器-电动机系统的能量回馈问题”。
（7）直流PWM调速系统的机械特性6..生产机械要求电动机在额定负载情况下所需的最高转速和最低转速之比称为调速围，用字母D来表示（D的表达式）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电动机转速的变化率，称为静差率s。
电力拖动自动控制系统——运动控制系统总结
电力拖动自动控制系统——运动控制系统总结电力拖动自动控制系统——运动控制系统总结一、复习：直流调速系统问题1-1：电机的分类？①发电机（其他能→电能）直流发电机交流发电机②电动机（电能→其他能）直流电动机：有换向器直流电动机（串励、并励、复励、他励）无换向器直流电动机（又属于一种特殊的同步电动机）交流电动机：同步电动机异步电动机：鼠笼式绕线式：伺服电机旋转变压器控制电机自整角机力矩电机测速电机步进电机（反应式、永磁式、混合式）问题1-2：衡量调速系统的性能指标是哪些？①调速范围D=nmax/nmin=nnom/nmin②静差率S=△nnom/n0*100%对转差率要求高，同时要求调速范围大（D大S 小）时，只能用闭环调速系统。
③和负载匹配情况：一般要求：恒功率负载用恒功率调速，恒转矩负载用恒转矩调速。
问题1-3：请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点，并说明今后电力传动系统的发展的趋势.*直流电机调速系统优点：调速范围广，易于实现平滑调速，起动、制动性能好，过载转矩大，可靠性高，动态性能良好。
缺点：有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；换向产生火花，使用环境受限；结构复杂，容量、转速、电压受限。
*交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉，使用环境广，行可靠，便于制造大容量、高转速、高电压电机。
大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。
缺点：调速性能比直流电机差。
*发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统，达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统.问题1-4：直流电机有哪几种？直流电机调速方法有哪些请从调速性能、应用场合和优缺点等方面进行比较.哪些是有级调速？哪些是无级调速？直流电动机中常见的是有换向器直流电动机，可分为串励、并励、复励、他励四种，无换向器直流电动机属于一种特殊的同步电动机。
根据直流电机的转速nUIR公式，调速方法有变压调速、变电Ke阻调速和变转差率调速。
运动控制系统心得体会
运动控制系统心得体会运动控制系统是一种通过控制运动装置的运动状态的系统，广泛应用于各个领域，如机械制造、机器人、汽车行业等。
经过这段时间的学习和实践，我对运动控制系统有了更加深入的理解和体会。
首先，运动控制系统的设计和调试是一个相当复杂的过程。
在设计过程中，我们需要考虑运动装置的运动方式、运动速度、运动精度等因素。
同时，还需要根据实际需求选择合适的传感器和执行器。
在调试过程中，我们需要对控制算法进行优化，以提高系统的性能和稳定性。
这些工作都需要经验和专业知识的支持。
因此，我认为在设计和调试运动控制系统时应该注重理论与实践相结合，不断学习和积累经验，以提高技术水平和解决问题的能力。
其次，运动控制系统的性能对于运动装置的运动效果和生产效率具有重要影响。
一个良好的运动控制系统能够使运动装置运动起来更加平稳、准确，并且能够实现复杂的运动轨迹。
这不仅能提高产品的质量和可靠性，还能提高生产效率和降低成本。
因此，在运动控制系统的设计和调试过程中，我们应该注重对控制算法的优化和对硬件设备的选择。
只有通过不断优化和改进，才能提高系统的性能，满足实际需求。
再次，运动控制系统的故障诊断和排除是一个非常关键的环节。
在实际运行中，由于各种原因，运动控制系统可能会出现故障，导致运动装置无法正常运行。
这时，我们需要通过故障诊断和排除来找到问题的原因，并采取相应的措施进行修复。
因此，在平时的工作中我们应该注重对运动控制系统的日常维护和保养，及时发现和处理问题，以降低故障的发生率和影响。
最后，运动控制系统的发展是一项持久而繁重的任务。
随着科技的不断进步和行业的发展，运动控制系统也在不断地发展和改进。
新的传感器、执行器和控制算法的出现，为运动控制系统带来了更多的可能性和挑战。
因此，我们应该保持对新技术和新方法的学习和研究，不断提高自身的技术水平和创新能力。
只有不断追求进步，才能适应社会的发展和满足人们日益增长的需求。
总之，运动控制系统是一项需要理论和实践相结合的技术工作，需要不断学习和积累经验，才能设计出性能优良、稳定可靠的系统。
《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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Te
TL
• 磁链控制同样重要
Te KTIa
生产机械的负载转矩特性
• 生产机械的负载转矩TL是一个必然存 在的不可控扰动输入。
J
dm
dt
Te
TL
恒转矩负载
a）位能性恒转矩负载 b) 反抗性恒转矩负载
恒功率负载
TL
PL
m
常数
m
直流调速系统
• 电枢回路
ud0 EidRLdddit
调节直流电动机转速的方法
图3-1 时间最优的理想过渡过程
起动电流呈矩形波，转速按 线性增长。这是在最大电流 （转矩）受限制时调速系统 所能获得的最快的起动（制 动）过程。是运动控制系统
• 运动控制系统是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。
运动控制系统及其组成
直流调速系统
直流电动机的数学模型简单，转矩易 于控制。
换向器与电刷的位置保证了电枢电流 与励磁电流的解耦，使转矩与电枢电流成 正比。
• 特性a和b的硬 度相同，
• 特性a和b额定 速降相同，
• 特性a和b的静 差率不相同。
图2-14 不同转速下的静差率
调速范围、静差率和额定速降之间的关系
D nNs nN (1 s)
转速反馈控制直流调速系统
•
n K pK sU n *IdRK pK sU n * R Id
C e(1K pK s /C e) C e(1K ) C e(1K )
id
四个管子轮流导通。
1
2
0
t4
4
ton
t2 T
t
3
(d) 轻载电动状态的电流波形
U s R d IE R d IC en
直流PWM调速系统（电流连续）的机械特性
转速控制的要求和稳态调速性能指标
调速范围
静差率s
D n max n min
s nN 100% n0
静差率指标应以最低速时所能达到的数值为准
交流调速系统
交流电动机（尤其是笼型感应电动机） 结构简单
交流电动机动态数学模型具有非线性 多变量强耦合的性质，比直流电动机复杂 得多。
运动控制系统的转矩控制规律
忽略阻尼转矩和扭转弹性转矩，运动 控制系统的简化运动方程式
J
d m
dt
Te
TL
d m
dt
m
• 转矩控制是运动控制的根本问题
J
dm
• 综合这两种测速方法的特点，产生了M/T测速法， 它无论在高速还是在低速时都具有较高的分辨能力 和检测精度。
• 在高速段，与M法测速的分辨率完全相同。
• 在测低速速完段 全， 相M同1。＝1，M2随转速变化，分辨率与T法
• M/T法测速无论是在高速还是在低速都有较强的 分辨能力。
2.5.2带电流截止负反馈环节的 直流调速系统
• 准确的测速时间是用所得的高频时钟脉冲个数M2 计算出来的，即 Tt M2/ f0，
• 电动机转速为
n 60 60 f0 ZTt ZM2
（2-80）
• T(M法2-测1)速时的转分速辨的率变定化义量为，时钟脉冲个数由M2变成
Q 6f0 0 6f0 0 6f0 0 Z(M 21 ) Z2 MZ2 M (M 21 )
晶闸管整流器-电动机系统
•
Ud KsUc
电流连续时V-M系统的机械特性
•
n 1 Ce
(Ud0
IdR)
晶闸管触发电路与整流装置的传递函数
• 输入输出关系为
U d0K sU c 1 (tT s)
Ws(s)U Udc0((ss))KseTss
Ws
(
s
)
Ks 1Ts
s
直流PWM变换器-电动机系统
不可逆PWM变换器-直流电动机系统
（2-78）
• M法测速的分辨率与实际转速的大小无关。
• M法的测速误差率的最大值为
60 M1 6(0M11)
ma x
ZcT
ZcT 60 M1
ZcT
10% 0 1 10% 0
M1
（2-79）
• δ大ma。x与M1成反比。转速愈低，M1愈小，误差率愈
T法测速
• T法测速是测出旋转编码器两个输出脉冲之间的间隔 时间来计算转速，又被称为周期法测速。
Qn2 n1
• 转速实际值和测量值之差与实际值之比定 义为测速误差率
n100%
n
M法测速
• 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，又称频率
法测速。
n 60M1 r/min ZTc
(2-77)
• M法测速分辨率为
Q6(0M11)6M 0160 ZcT ZcT ZcT
（2-81）
• 综合式（2-80）和式（2-81），可得
Q Zn2 60 f0 Zn
(2-82)
• T法测速的分辨率与转速高低有关，转速越低，Q 值越小，分辨能力越强。
M/T法测速
• 在M法测速中，随着电动机的转速的降低，计数值 减少，测速装置的分辨能力变差，测速误差增大。
• T法测速正好相反，随着电动机转速的增加，计数 值减小，测速装置的分辨能力越来越差。
电压和电流波形
Ud tTonUs Us
有制动电流通路的不可逆 PWM变换器-直流电动机系统
一般电动状态的 电压、电流波形
Ud E
U g 1 的正脉冲比 负脉冲窄 ，
E Ud
i d 始终为负。
制动状态的电压、电流波形 图2-11 有制动电流通路的不可逆PWM变换器-直流电动机系统
VT1、VD2、VT2和VD1
（1）调节电枢供电电压； （2）减弱励磁磁通； （3）改变电枢回路电阻。
n U IR Ke
n
n0
nN
n1
UN
n2
U1
n3
U2
U3
O
IL
I
调压调速特性曲线
n
n0
nN
n1
Ra
n2 n3
R1
R2
R3
O
IL
I
调阻调速特性曲线
n
n3
n0
nn12 nN
N
O
TL
1 2 3
Te
调磁调速特性曲线
第2章
转速反馈控制的直流调速系统
转速负反馈闭环直流调速系统稳态 结构框图
•
图2-21 额定励磁下直流电动机 的动态结构框图
(a)电压电流间的结构框图 (b)电流电动势间的结构框图 (c)直流电动机的动态结构
框图
反馈控制规律
2.4 直流调速系统的数字控制
数字测速方法的精度指标
• 当被测转速由n1变为n2时，引起记数值增量 为1，则该测速方法的分辨率是
图2-38 电流截止负反馈环节 （a）利用独立直流电源作比较电压（b）利用稳压管产生比较电压
图2-40 带电流截止负反馈的闭环直流调速系统稳态结构框图
• CA段 : 电流负反馈被截止
• AB段 : 电流负反馈起作用
图2-41 带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的静特性
第3章
转速、电流反馈控制 的直流调速系统