运动控制系统 复习知识点总结教学文案
《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 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。
运动控制(一)复习
运动控制系统（一）复习大纲第一章 绪论1、熟悉运动控制系统的基本组成；2、掌握运动控制系统的转矩控制规律及各种典型负载特性。
第二章 转速反馈控制的直流调速系统1、 直流电动机的调速方法（三种）、直流调速系统用的可控直流电源。
2、 可控直流电源及其特点：（1）晶闸管—电动机系统（V-M 系统）：相位控制、电流脉动、电流连续时的电机机械特性、晶闸管触发电路和整流装置的数学模型。
（2）直流脉宽调制PWM 调速系统：电路形式和波形分析、电压关系、机械特性、数学模型。
3、 转速控制要求和稳态调速性能指标（调速范围和静差率）。
4、 掌握调速范围、静差率和额定速降之间的关系：)s 1(n sn D N N -=∆5、 转速单闭环调速系统的组成、原理及静特性（会画静态结构图及推导静特性）、闭环控制规律及开环调速系统的机械特性与闭环调速系统的静特性的关系。
正确理解为什么闭环系统静特性会变硬？6、 反馈控制规律（比例控制有静差、服从给定抵制扰动、系统精度取决于给定电源和反馈检测的精度）及闭环系统的抗扰作用。
7、 开环系统机械特性和比例控制闭环系统静特性的关系：负载相同情况下：K1n n opcl +=∆∆；理想空载转速相同情况下：K1s s op cl +=在相同的静差率约束下，闭环系统的调速范围为开环系统的（1+K ）倍：op cl D )K 1(D +=8、 闭环直流调速系统的稳态参数计算。
（作业）9、 电流截止负反馈的作用及其系统组成原理（原理图、静态结构图）。
10、 带电流截止负反馈转速闭环控制系统的静态结构图及有关计算。
11、 转速反馈控制直流调速系统的数学模型及闭环系统稳定性分析。
12、 比例积分控制规律以及无静差调速系统的理解和稳态参数计算。
13、 数字控制系统的主要特点（离散化和数字化）；14、 数字测速方法（M ，T, M/T ）原理示意图、计算表达式及适应场合。
15、 模拟PI 调节器的数字化，差分方程，两种实现方法（位置式、增量式）及限幅。
运动控制系统 复习知识点总结讲课稿
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。
老师期末复习运动控制讲课要点
运动控制技术一、什么是运动控制系统，它由什么组成？运动控制系统（Motion Control System）也可称作电力拖动控制系统（Control Systems of Electric Drive）。
它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。
现代运动控制已成为电机学、电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术、控制理论、信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科二、什么是机床的数字控制以数字指令方式控制机床各部件的相对运动和动作。
将数字代码输入机床的数字控制装置（即控制机床的专用计算机）中去，经过计算机的计算处理、伺服控制、驱动机床各部件运动，完成上述空间直线段的加工。
用这种控制技术控制的机床就称为“数控机床”或“NC机床”。
（Numerically Controlled Machine Tool）轮廓加工控制：不仅对坐标的移动量进行控制，而且对各坐标的速度及它们之间比率都要行严格控制，以便加工出给定的轨迹。
在允许的误差范围内,从微观上看,用沿直线（精确地说沿逼近函数）的各轴最小单位移动量合成的分段运动来代替曲线运动，从而加工出轮廓。
基本名词术语：1.点位控制：控制点到点的距离；2.轮廓控制：控制轮廓加工，实时控制位移和速度；3. 分辨率：闭环数控机床的最小监测单位，也叫设定单位。
它代表了数控系统和数控机床的精度。
4、脉冲当量：数控系统中，一个指令脉冲代表的位移量(开环)；5、插补:数据密化,用已知线型（已有插补轨迹）代替未知线型。
6、直线插补：数控机床加工时，刀具运动轨迹是直线的，称为直线插补。
7、圆弧插补：数控机床加工时，刀具运动轨迹是圆弧的，称为圆弧插补；三、什么是开放式数控系统？及开放式数控系统的特点是什么？IEEE（国际电气电子工程师协会）是这样定义开放式数控系统的：“符合系统规范的应用系统可以运行在多个销售商的不同平台上，可以与其它系统的应用进行互操作，并且具有一致风格的用户交互界面。
运动控制系统教学教案
运动控制系统教学教案一、教学目标1. 让学生了解运动控制系统的概念、组成和作用。
2. 使学生掌握运动控制系统的常见类型及特点。
3. 培养学生运用运动控制系统知识解决实际问题的能力。
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. 运动控制系统的常见类型及特点2.1 开环运动控制系统2.2 闭环运动控制系统2.3 混合运动控制系统3. 运动控制系统的应用实例3.1 运动控制系统3.2 数控机床运动控制系统3.3 电动汽车运动控制系统三、教学方法1. 讲授法：讲解运动控制系统的概念、组成、类型及应用。
2. 案例分析法：分析具体运动控制系统的实例，让学生深入了解原理及应用。
3. 讨论法：组织学生讨论运动控制系统在不同领域的应用及优缺点。
四、教学准备1. 教案、课件及教学素材。
2. 相关领域的实际案例资料。
3. 讨论话题及问题。
五、教学过程1. 引入：介绍运动控制系统在现代工业及日常生活中的应用，激发学生的兴趣。
2. 讲解：详细讲解运动控制系统的概念、组成、类型及应用。
3. 案例分析：分析具体运动控制系统的实例，让学生深入了解原理及应用。
4. 讨论：组织学生讨论运动控制系统在不同领域的应用及优缺点。
5. 总结：对本节课内容进行总结，强调运动控制系统的重要性和应用价值。
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基本概念的理解。
3. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与程度和问题解决能力。
七、教学拓展1. 介绍运动控制系统在最新的技术发展中的应用，如、智能制造等。
2. 探讨运动控制系统在未来的发展趋势和挑战。
八、教学反思1. 评估学生对运动控制系统知识的掌握程度，反思教学效果。
2. 根据学生反馈调整教学方法和内容，提高教学质量。
九、教学资源1. 推荐学生阅读关于运动控制系统的书籍、学术论文和在线资源。
运动控制系统-复习知识点总结教学文案
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。
《运动控制系统》教案
《运动控制系统》教案第一章：运动控制系统概述1.1 运动控制系统的定义1.2 运动控制系统的作用1.3 运动控制系统的发展历程1.4 运动控制系统的应用领域第二章：运动控制系统的组成2.1 控制器2.2 执行器2.3 传感器2.4 驱动器2.5 运动控制器与执行器的接口第三章：运动控制算法3.1 PID控制算法3.2 模糊控制算法3.3 神经网络控制算法3.4 自适应控制算法3.5 预测控制算法第四章：运动控制系统的性能评估4.1 动态性能评估4.2 静态性能评估4.3 稳态性能评估4.4 鲁棒性评估4.5 节能性能评估第五章：运动控制系统的应用案例5.1 运动控制5.2 数控机床运动控制5.3 电动汽车运动控制5.4 无人机运动控制5.5 生物医学运动控制第六章：运动控制系统的建模与仿真6.1 运动控制系统的数学建模6.2 运动控制系统的计算机仿真6.3 仿真软件的选择与应用6.4 系统建模与仿真的实际案例6.5 建模与仿真在运动控制系统设计中的应用第七章：运动控制系统的故障诊断与容错控制7.1 运动控制系统的常见故障及诊断方法7.2 故障诊断算法及其在运动控制系统中的应用7.3 容错控制策略及其在运动控制系统中的应用7.4 故障诊断与容错控制在提高运动控制系统可靠性方面的作用7.5 故障诊断与容错控制的实际案例分析第八章：运动控制系统的优化与调整8.1 运动控制系统的性能优化方法8.2 控制器参数的整定方法8.3 系统调整过程中的注意事项8.4 优化与调整在提高运动控制系统性能方面的作用8.5 运动控制系统优化与调整的实际案例第九章：运动控制系统在工业中的应用9.1 运动控制系统在制造业中的应用9.2 运动控制系统在自动化生产线中的应用9.3 运动控制系统在技术中的应用9.4 运动控制系统在电动汽车技术中的应用9.5 运动控制系统在其他工业领域中的应用第十章：运动控制系统的发展趋势与展望10.1 运动控制系统技术的发展趋势10.2 运动控制系统在未来的应用前景10.3 我国运动控制系统产业的发展现状与展望10.4 运动控制系统领域的研究热点与挑战10.5 面向未来的运动控制系统教育与人才培养重点和难点解析重点一：运动控制系统的作用和应用领域运动控制系统在现代工业和科技领域中起着至关重要的作用。
运动控制系统 教案
运动控制系统教案教案标题：运动控制系统教案目标：1. 了解运动控制系统的基本概念和组成要素。
2. 理解运动控制系统在不同实际应用中的作用。
3. 掌握运动控制系统的设计和调试方法。
教案内容：一、引入（5分钟）1. 引导学生思考：你们平时在生活中见过哪些运动控制系统？2. 介绍运动控制系统的定义和基本概念。
二、运动控制系统的组成要素（15分钟）1. 介绍运动控制系统的基本组成要素，包括传感器、执行器、控制器等。
2. 分别解释各个组成要素的作用和功能。
三、运动控制系统的实际应用（20分钟）1. 介绍运动控制系统在工业自动化、机器人、航空航天等领域的应用案例。
2. 引导学生思考：为什么运动控制系统在这些领域中非常重要？四、运动控制系统的设计和调试方法（25分钟）1. 介绍运动控制系统的设计流程，包括需求分析、系统设计、硬件选型等。
2. 介绍运动控制系统的调试方法，包括参数调整、信号采集与分析等。
五、小结与展望（5分钟）1. 总结本节课学到的内容。
2. 展望运动控制系统在未来的发展前景。
教案评估：1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的积极参与程度。
2. 课堂讨论：评估学生对于运动控制系统的理解和应用能力。
3. 小组作业：布置小组作业，要求学生设计一个简单的运动控制系统，并在下节课展示。
教学资源：1. PPT演示文稿：用于呈现教学内容和案例分析。
2. 实物展示：准备一些实际的运动控制系统设备或模型，供学生观摩和实践。
教学延伸：1. 实践应用：组织学生参观工厂或实验室，了解运动控制系统的实际应用。
2. 拓展阅读：推荐学生阅读相关的专业书籍或论文，深入了解运动控制系统的发展和研究方向。
备注：根据不同教育阶段的要求，可以适当调整教案的深度和难度。
以上教案适用于高中或大学相关专业的教学。
《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。
运动控制系统教学教案
运动控制系统教学教案一、教学目标1. 让学生了解运动控制系统的概念、组成和作用。
2. 使学生掌握运动控制系统的常用传感器、执行器和控制器。
3. 培养学生运用运动控制系统解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 运动控制系统的概念及其组成1.1 运动控制系统的定义1.2 运动控制系统的组成：传感器、执行器、控制器等。
2. 运动控制系统的分类及应用2.1 位置控制2.2 速度控制2.3 加速度控制3. 常用传感器3.1 光电传感器3.2 磁电传感器3.3 编码器4. 常用执行器4.1 电动机4.2 液压执行器4.3 气动执行器5. 控制器及其算法5.1 PID控制器5.2 模糊控制器5.3 神经网络控制器三、教学方法1. 采用讲授法，讲解运动控制系统的相关概念、原理和应用。
2. 利用示例和实物展示，使学生更好地理解运动控制系统的工作原理。
3. 开展小组讨论，引导学生分析实际问题，并提出解决方案。
4. 利用仿真软件，让学生动手调试和优化运动控制系统。
四、教学资源1. 教材：运动控制系统相关教材。
2. 课件：运动控制系统的基本原理、结构和应用。
3. 示例：运动控制系统的实际应用场景。
4. 仿真软件：运动控制系统仿真实验。
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. 小组讨论：评估学生在解决实际问题时的分析和创新能力。
3. 实验报告：评估学生在运动控制系统仿真实验中的操作和优化能力。
4. 期末考试：全面测试学生对运动控制系统的掌握程度。
六、教学重点与难点教学重点：运动控制系统的组成及其功能常用传感器、执行器和工作原理控制器的基本算法和应用教学难点：运动控制系统的建模与仿真控制器算法的选择与优化实际应用中可能遇到的复杂性问题七、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，每课时45分钟。
2. 教学计划：第1-4课时：运动控制系统概述第5-8课时：常用传感器及其应用第9-12课时：执行器的工作原理与选用第13-16课时：控制器的基础算法第17-20课时：运动控制系统的建模与仿真第21-24课时：运动控制系统的实际应用案例分析第25-28课时：综合实验与实践第29-32课时：课程总结与拓展学习八、教学过程1. 导入：通过生活中的运动控制实例，如智能家居中的窗帘自动调节，引出运动控制系统的基本概念。
最新运动控制系统-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SoD与s的相互约束关系对系统的调速精度要求越高，即要求s越小，则可达到的D必定越小。
《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常见类型及其原理。
3. 学会分析运动控制系统的性能指标。
4. 能够运用运动控制系统的基本原理解决实际问题。
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应用领域2. 运动控制系统的类型模拟运动控制系统数字运动控制系统单片机运动控制系统计算机运动控制系统3. 运动控制系统的原理位置控制原理速度控制原理加速度控制原理4. 运动控制系统的性能指标稳态性能指标动态性能指标系统误差指标5. 运动控制系统的硬件组成控制器执行器反馈元件辅助元件三、教学方法1. 讲授法：讲解运动控制系统的基本概念、原理和性能指标。
2. 案例分析法：分析实际运动控制系统的应用案例，加深学生对运动控制系统的理解。
3. 实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作运动控制系统。
4. 小组讨论法：分组讨论运动控制系统的设计和优化方法。
四、教学资源1. 教材：《运动控制系统》2. 课件：运动控制系统的图片、图表、动画等。
3. 实验室设备：运动控制系统实验装置。
4. 网络资源：相关学术论文、企业案例等。
五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业、实验报告等。
2. 考试成绩：期末考试，包括选择题、填空题、计算题和论述题。
3. 实践能力：实验室操作运动控制系统的表现。
4. 综合素质：小组讨论、课堂提问、问题解答等。
六、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，包括16次课堂讲授，8次实验操作，8次小组讨论。
2. 授课方式：课堂讲授与实验操作相结合，小组讨论与个人作业相辅相成。
3. 进度安排：按照教材和课件内容，依次讲解各个章节，安排实验和小组讨论。
七、实验环节1. 实验目的：通过实际操作，让学生深入了解运动控制系统的原理和应用。
2. 实验内容：包括运动控制系统的搭建、调试和性能测试。
八、小组讨论1. 讨论主题：运动控制系统的设计与优化。
《运动控制系统》复习指南
《运动控制系统》复习指南第⼀章绪论1、运动控制系统的组成：电动机（控制对象）、功率放⼤与变换装置、控制器及相应的传感器等构成。
2、直流电动机的稳态转速表达式：n=(U-IR)/(K eФ)由此可以得出三种直流电动机的调速⽅法：A. 调节电枢供电电压U：PWM斩控、移相相控B. 减弱励磁磁通Ф：弱磁控制C. 改变电枢回路电阻R第⼆章转速反馈控制的直流调速系统1、抑制电流脉动的措施：A．增加整流电路相数，或采⽤多重化技术B．设置电感量⾜够⼤的平波电抗器平波电抗器的电感量按低速轻载时保证电流连续的条件选择：L=XU2/I dmin(X的取值有三相桥式整流0.693、三相半波整流1.46、单相桥式全控整流2.87)，⼀般取I dmin=5%~10%I N 2、晶闸管触发和整流装置的放⼤系数Ks=ΔUd/ΔUc，当触发电路控制电压Uc的调节范围是0~10V时，对应的整流电压Ud的变化范围是0~220V时，取Ks=223、最⼤失控时间T smax=1/(mf)；平均失控时间T s=T smax/24、★晶闸管触发和整流装置的传递函数(近似成⼀个⼀阶惯性环节)：W s(s)≈K s/(1+T s s)Ts为平均失控时间；Ks为整流装置的放⼤系数5、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6、机械特性：平均转速与平均转矩(电流)的关系7、★PWM控制器与变换器的传递函数(近似成⼀个⼀阶惯性环节)：W s(s)≈K s/(1+T s s)Ts为PWM装置的延迟时间；Ks为PWM装置的放⼤系数8、“泵升电压”：对滤波电容⼀直充电，造成直流侧电压升⾼9、调速系统转速控制的3⼤要求：调速、稳速、加减速10、调速系统的2⼤稳态性能指标：调速范围、静差率A．调速范围D=n max/n min：电动机提供的最⾼转速与最低转速之⽐（⼀般取n max=n N）B．静差率s=100%Δn N/n0：负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速之⽐（★调速系统的静差率应以最低速时所能达到的数值为准，因为额定速降相同，转速越低，静差率越⼤，如果最低速时的静差率都满⾜，则⾼速时必满⾜）11、调速范围D、静差率s、额定速降Δn N的关系：D=n N s/[Δn N(1-s)] s=DΔn N/(n N+DΔn N)12、转速反馈控制的直流调速系统的数学模型：A．静特性：闭环系统电动机转速与负载电流(转矩)之间的关系转速负反馈闭环直流调速系统静特性⽅程：n=K p K s U n*/[C e(1+K)]-RI d/[C e(1+K)]B．动态特性：动态过程是线性微分⽅程的解，解由两部分组成——动态响应、稳态解闭环传递函数：W cl(s)=(K p K s/C e)/[(T s s+1)(T m T l s2+T m s+1)+K p K sα/Ce]13、闭环静特性与开环系统机械特性⽐较：1，闭环系统的机械特性要硬得多；2，闭环系统的静差率要⼩得多；3，如果静差率⼀定，闭环系统⼤⼤地提⾼了调速范围14、反馈控制的3⼤基本特征：1，⽐例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统；2，反馈控制系统的作⽤是抵抗扰动、服从给定；3，系统精度依赖于给定和反馈检测的精度15、积分调节器P的传递函数（积分环节）：W I(s)=1/(τs) τ是积分时间常数16、⽆静差调速：积分控制可以在⽆静差的情况下保持恒速运⾏17、P、I调节器的根本区别：⽐例调节器P的输出只取决于输⼊偏差量的现状，⽽积分调节器I的输出则包含了输⼊偏差量的全部历史18、PI调节器的传递函数（PI环节）：W PI(s)=K p+1/(τs)=(K pτs+1)/(τs)K p=R1/R0τ=R0C1令τ1=K pτ则有 W PI(s)=K p(τ1s+1)/(τ1s)19、稳态误差：输⼊量与反馈量的差值，ΔU n(t)= U n*(t)- U n(t)20、有静差调速系统：0型系统对于阶跃给定输⼊稳态有差；⽆静差调速系统：Ⅰ型系统对于阶跃给定输⼊稳态⽆差21、微机数字控制系统的2⼤特点：信号的离散化、信号的数字化22、⾹农采样定理：如果模拟信号的最⾼频率为f max，只要按照采样频率f≥2f max进⾏采样，那么取出的样品序列就可以代表模拟信号23、数字测速⽅法的精度指标：分辨率——当引起记数值增量为1时，被测转速由n1变为n2，Q=n2-n1，Q越⼩，表明对转速变化检测越敏感，测速精度越⾼；测速误差率——转速实际值与测量值之差Δn与实际值n 之⽐，δ=100%Δn/n，其值越⼩，表明准确度越⾼24、旋转编码器的3⼤数字测速⽅法：M法（n=60M1/(ZT c)，适合于测⾼速）、T法（也称周期法，n=60/(ZT t)=60f0/(ZM2)），适合于测低速）、M/T法（⾼低速都有较强的分辨能⼒）25 数字PI调节器的2⼤算法：位置式、增量式第三章转速、电流反馈控制的直流调速系统26 转速调节器ASR的2种状态：(要使电流调节器ACR不能进⼊饱和状态)不饱和（n=U n*/α，I d=Ui*/β）、饱和（I d=I dm=U im*/β，退饱和条件是负载电流减⼩Idln0，ASR反向积分）27 双闭环直流调速系统起动过程的3⼤阶段：电流上升、恒流升速、转速调节（ASR对应3阶段——快速⼊饱和、饱和、退饱和）28 转速调节器ASR的作⽤：是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压Un*变化，稳态时可减⼩转速误差，采⽤PI调节器则⽆静差；对负载变化起抗扰作⽤；其输出限幅值决定电动机允许的最⼤电流29、电流调节器ACR的作⽤：使电流紧跟给定电压Ui*变化；对电⽹电压的波动起及时抗扰的作⽤；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；在电动机过载或堵转时，限制电枢电流的最⼤值，起到快速的⾃动保护作⽤30控制系统的动态性能指标包括：跟随性能指标（上升时间tr、超调量σ、峰值时间tp、调节时间ts）、抗扰性能指标（动态降落ΔC max、恢复时间tv）31 ★★★调节器⼯程设计：Ⅰ型电流环⼯程近似设计（例题3-1）、Ⅱ型转速环⼯程近似设计（例题3-2）第四章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统33 可逆调速系统：为了实现⽣产机械快速的减速、停车与正、反向运⾏等功能，在转速n和电磁转矩Te的坐标系上，四象限运⾏的功能，可实现正反转的调速系统34 动⼒润滑：在电动机停⽌时仍有⾼频微振电流，从⽽消除了正反向时的静磨擦死区35 直流PWM可逆调速系统转速反向的过度过程：36 泵升电压：由于⼆极管整流器的单相导电性，电能不可能通过整流器送回交流电⽹，只能向滤波电容充电，使得电容两端电压不断地升⾼37 环流：两组装置同时⼯作时，会产⽣不流过负载⽽直接在两组晶闸管之间流的短路电流38 转矩极性鉴别信号Ui*——采⽤Ui*作为逻辑控制环节的⼀个输⼊信号；零电流检测信号U i0——在Ui*改变极性后，还需要等到电流真正到零，再发出U i0第五章基于稳态模型的异步电动机调速系统39 基于稳态模型的异步电动机的2⼤调速⽅法：调压调速（保持电源频率f1为额定频率f1N，只改变定⼦电压Us的调速⽅法，当Фm随Us的降低⽽减⼩，属于弱磁调速）、变压变频调速（改变的是异步电动机的同步转速，在极对数n p⼀定时，同步转速n1随频率f1的变化）40 变压变频调速：n1=60f1/n p=60ω1/(2πn p)A．基频以下调速：f1下降，Фm不变，Id不变，采⽤恒压频⽐控制⽅式，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”⽅式B．基频以上调速：f1上升，保持U SN不变，Id不变，转速升⾼时，磁通减⼩，允许输出转矩也降低，但输出功率基本不变，属于“近似恒功率调速”⽅式41 变频器的分类：（按变流⽅式分）交-直-交变频器、交-交变频器42 脉冲宽度调制PWM的基本思想：控制逆变器中电⼒电⼦器件的开通或关断，输出电压为幅值相等，宽度按⼀定规律变化的脉冲序列，⽤这样的⾼频脉冲序列代替输出电压43 正弦脉冲宽度调制技术的分类：电流跟踪PWM控制技术(CFPWM)、电压空间⽮量PWM控制技术(SVPWM)44 正弦波脉宽调制SPWM：以频率与期望输出电压波相同的正弦波作调制波，以频率⽐期望波⾼得多的等腰三⾓波作载波，当调制波与载波相交时，由他们的交点来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45 电流跟踪控制技术CFPWM：他的精度与滞环宽度有关（当环宽2h选较⼤，开关频率低，电流失真较多，谐波分量⾼；当环宽选得⼩，电流跟踪性能就好，但开关频率就要增⼤），同时还受开关器件允许开关频率的制约（电流滞环跟踪控制⽅法精度⾼，响应快）46 磁链跟踪控制：把逆变器与交流电动机视为⼀体，以圆形旋转磁场为⽬标来控制逆变器的⼯作，磁链轨迹的控制是通过交替使⽤不同的电压空间⽮量来实现的，故⼜称“电压空间⽮量PWM控制”47 空间⽮量：交流电动机绕组的电压、电流、磁链等物理量都是随时间变化的，考虑其所在绕组的空间位置48 磁链幅值ψs等于压频⽐u s/ω1，u s⽅向与磁链⽮量ψs正交，三相合成电压空间⽮量与参考点⽆关49 基本电压空间⽮量：⼀共8个，两个⽆效的空间⽮量，六个有效⼯作⽮量50 插⼊零⽮量：π/(3ω1)=Δt=Δt1+Δt0，当零⽮量作⽤时，定⼦磁链⽮量增量为0，表明定⼦磁链⽮量停留原来的状态不动，零⽮量的插⼊有效的解决了定⼦磁链⽮量幅值与旋转转速的⽭盾51 SVPWM的基本思想：平⾏四边形合成法则——相邻的两个有效⼯作⽮量合成期望的输出⽮量52 SVPWM的实现⽅法：零⽮量集中的实现⽅法、零⽮量分散的实现⽅法A．零⽮量集中：按照对称原则，将两个基本电压⽮量u1、u2的作⽤时间t1、t2平分为⼆后，安放在开关周期的⾸端和末端，把零⽮量的作⽤时间放在开关周期的中间，并以开关次数最少的原则选择零⽮量B．零⽮量分散：将零⽮量平均分为四份，在开关周期的⾸尾各放⼀份，在中间放两份，将两个基本电压⽮量u1、u2的作⽤时间t1、t2平分为⼆后，插在零⽮量间，按开关损耗最⼩的原则，⾸位选u0，中间选u7第六章基于动态模型的异步电动机调速系统53 异步电动机的动态模型的4⼤组成：磁链⽅程、转矩⽅程（代数⽅程）；电压⽅程、运动⽅程（微分⽅程）54 ★★★坐标变换的计算：(习题6-1)A．3/2变换：三相绕组ABC变换到两相绕组αβ的变换[1 -1/2 -1/2]C3/2=√(2/3) [0 √3/2 -√3/2]B．2/3变换：两相绕组αβ变换到三相绕组ABC的变换[1 0]C3/2=√(2/3) [-1/2 √3/2][-1/2 -√3/2]C．2s/2r变换：从静⽌两相正交坐标系α-β，变换到旋转正交坐标系d-q[cosυ sinυ]C2s/2r=[-sinυ cosυ]D．2r/2s变换：从旋转正交坐标系d-q，变换到静⽌两相正交坐标系α-β[cosυ -sinυ]C2r/2s=[sinυ cosυ]PS：⼤题⽅向——第⼀道，电流环或转速环设计，83页例题3-1，85页例题3-2第⼆道，坐标变换，202页习题6-1，6-2。
运控知识点总结
运控知识点总结1. 运控系统概述运控系统（SCADA）是指监控与数据采集系统（Supervisory Control and Data Acquisition），它是一种综合利用计算机技术、通信技术和自动化技术对现场生产和设备运行过程进行监控、数据采集、设备控制、报警处理等工作的中央监控系统，其目的是实时监控、数据采集、设备控制与参数调整，以提高生产效率和保障生产安全。
2. 运控系统组成运控系统通常由人机界面（HMI）、远程终端单元（RTU）、通信网络、数据采集与处理系统、远程控制中心、数据库等组成。
2.1 人机界面（HMI）人机界面是运控系统与操作人员之间的信息交互平台，它通过图形界面、报警提示、数据采集与处理等功能，将监控系统的运行状态实时显示给操作人员，让操作人员可以方便地监控设备的运行状态，进行参数设置与调整等。
2.2 远程终端单元（RTU）远程终端单元是运控系统的核心设备，它负责与现场设备进行数据采集、参数监控、信号转换与控制等工作。
RTU通常包括信号输入与输出模块、数据处理与存储模块、通信模块、控制执行模块等。
2.3 通信网络通信网络是运控系统的基础设施，它负责将各个RTU与控制中心之间的数据进行传输与交换。
通信网络通常包括有线网络（如以太网、串口通信、现场总线等）和无线网络（如无线通信、无线传感器网络等）等。
2.4 数据采集与处理系统数据采集与处理系统负责对现场各种传感器、仪表等设备进行数据采集与处理，将各种传感器信号进行采集、数字化处理与存储，以便控制中心进行实时监控、报警处理与参数调整等工作。
2.5 远程控制中心远程控制中心是全系统的监控与控制中心，它负责对各个RTU进行监控与控制，同时也是系统的报警接收、故障诊断、参数设置与调整等中心。
3. 运控系统原理运控系统的原理是基于实时数据采集与分析，以及智能控制与决策制定，通过自动化与智能化技术使整个生产与设备运行过程实现自动监控、自动控制与自动优化。
《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。
运动控制系统教学教案
运动控制系统教学教案一、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常见类型及其工作原理。
3. 熟悉运动控制系统的主要应用领域和发展趋势。
4. 培养学生的动手实践能力和团队协作精神。
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1.3 运动控制系统的作用2. 运动控制系统的常见类型2.1 模拟式运动控制系统2.2 数字式运动控制系统2.3 混合式运动控制系统3. 运动控制系统的工作原理3.1 模拟式运动控制系统的工作原理3.2 数字式运动控制系统的工作原理3.3 混合式运动控制系统的工作原理4. 运动控制系统的主要应用领域4.1 工业自动化领域4.2 领域4.3 交通运输领域4.4 生物医学领域5. 运动控制系统的发展趋势5.1 智能化发展趋势5.2 网络化发展趋势5.3 模块化发展趋势5.4 高效能发展趋势三、教学方法1. 讲授法：讲解运动控制系统的概念、组成、类型、工作原理等基本知识。
2. 案例分析法：分析运动控制系统的实际应用案例，加深学生对运动控制系统的理解。
3. 讨论法：组织学生探讨运动控制系统的发展趋势，培养学生的创新思维。
4. 实践操作法：安排实验室实践活动，让学生动手操作，提高实际操作能力。
四、教学资源1. 教材：运动控制系统相关教材。
2. 实验室设备：运动控制系统实验设备。
3. 网络资源：相关学术论文、企业案例等。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的课堂表现、讨论参与度等。
2. 实验报告：评估学生在实验室实践活动的成果。
3. 期末考试：测试学生对运动控制系统的全面理解掌握程度。
六、教学安排1. 课时：本课程共32课时，其中理论课时24课时，实验课时8课时。
2. 教学安排：第1-8课时：讲述运动控制系统的概念与组成第9-16课时：介绍运动控制系统的常见类型及其工作原理第17-24课时：分析运动控制系统的主要应用领域和发展趋势第25-32课时：实验室实践活动及总结七、教学步骤1. 引入新课：通过相关案例引出运动控制系统的基本概念。
《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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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。
D与s的相互约束关系对系统的调速精度要求越高，即要求s越小，则可达到的D必定越小。
当要求的D越大时，则所能达到的调速精度就越低，即s越大，所以这是一对矛盾的指标。
第二章闭环控制的直流调速系统内容提要⏹转速单闭环直流调速系统⏹转速、电流双闭环直流调速系统调节器的设计方法1.异步电动机从定子传入转子的电磁功率可分成两部分：一部分是机械轴上输出的机械功率；另一部分是与转差率成正比的转差功率。
.异步电动机按调速性能分类第一类基于稳态模型，动态性能要求不高，例如转速开环的变压变频调速系统和转速闭环的转差频率控制系统。
而另一类则基于动态模型，动态性能要求高，例如矢量控制系统和直接转矩控制系统。
同步电动机的调速：同步电动机的转差率恒为零，从定子传入的电磁功率全部变为机械轴上输出的机械功率，只能是转差功率不变型的调速系统。
同步电动机的调速只能通过改变同步转速来实现，由于同步电动机极对数是固定的，只能采用变压变频调速。
2.反馈控制的基本思想3.开环与闭环调速系统的区别：1差率约束下，闭环系统的调速范围为开环系统的（1+K）倍4.反馈控制规律5..电流截止负反馈。
6.积分控制规律和比例控制规律的区别在于：。
7.在阶跃输入作用之下，比例调节器的输出可以立即响应，而积分调节器的输出只能逐渐地变化，调速系统一般应具有快与准的性能，即系统既是静态无差又具有快速响应的性能。
实现的方法是把比例和积分两种控制结合起来，组成比例积分调节器（PI）。
8..对于经常正、反转运行的调速系统，应尽量缩短起、制动过程的时间，完成时间最优控制。
即在过渡过程中始终保持转矩为允许的最大值，使直流电动机以最大的加速度加、减速。
到达给定转速时，立即让电磁转矩与负载转矩相平衡，从而转入稳态运行。
9.（1）双闭环直流调速系统起动过程的转速和电流波（2）双闭环系统在起、制动过程中，电流闭环起作用，保持电流恒定，缩小系统的过渡过程时间。
一旦到达给定转速，系统自动进入转速控制方式，转速闭环起主导作用，而电流内环则起跟随作用，使实际电流快速跟随给定值（转速调节器的输出），以保持转速恒定。
（3）系统的静特性当转速调节器不饱和时表现出来的静特性是转速双闭环系统的静特性，表现为转速无静差；转速调节器饱和时表现出来的静特性是电流单闭环系统的静特性，表现为电流无静差，电流给定值是转速调节器的限幅值。
（4）转速调节器的作用归纳为电流调节器的作用归纳为10 香农（Shannon）采样定理规定：如果随时间变化的模拟信号的最高频率为fmax ，只要按照 f>2fmax采样频率进行采样，则取出的样品序列就可以代表（或恢复）模拟信号11.常用的阶跃响应跟随性能指标有上升时间、超调量和调节时间，12.为了使系统对阶跃给定无稳态误差，不能使用0型系统，至少是Ⅰ型系统；当给定是斜坡输入时，则要求是Ⅱ型系统才能实现无稳态误差。
两种系统的比较⏹典型I型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差上有区别。
⏹典型I型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差。
⏹典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。
⏹这些是设计时选择典型系统的重要依据。
电流调节器的设计(采用 I 型系统)设计分为以下几个步骤：1.电流环结构图的简化简化内容⏹忽略反电动势的动态影响⏹等效成单位负反馈系统⏹小惯性环节近似处理2.电流调节器结构的选择3.电流调节器的参数计算4.电流调节器的实现设计举例：1.电流环的设计①确定时间常数整流装置滞后时间常数T s电流滤波时间常数T oi电流环小时间常数之和T i②选择电流调节器结构⏹要保证稳态电流无差，可按典型I型系统设计电流调节器。
⏹电流环控制对象是双惯性型的，用PI型电流调节器。
③计算电流调节器参数电流调节器超前时间常数电流环开环增益K IACR的比例系数Ki④校验近似条件电流环截止频率满足晶闸管整流装置传递函数的近似条件：满足忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件：满足电流环小时间常数近似处理条件12. 异步电动机T型等效电路异步电动机简化等效电路27(A)异步电动机的机械特性28.变压变频调速是改变同步转速的一种调速方法，同步转速随频率而变化基频以下调速原理：恒压频比控制：基频以上调速28基频以下电流补偿控制：基频以下运行时，采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点，但负载的变化将导致磁通的改变，因此采用定子电流补偿控制，根据定子电流的大小改变定子电压，可保持磁通恒定。
小结：A.恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，低速时需适当提高定子电压，以近似补偿定子阻抗压降B.恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制方式均需要定子电流补偿，控制要复杂一些。
C.恒定子磁通和恒气隙磁通的控制方式虽然改善了低速性能。
但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力仍受到限制。
D.恒转子磁通的控制方式，可以得到和直流他励电动机一样的线性机械特性，性能最佳。
eTs1n1emTms29.异步电动机变频调速需要电压与频率均可调的交流电源，常用的交流可调电源是由电力电子器件构成的静止式功率变换器，一般称为变频器。
间接变频:先将恒压恒频的交流电整成直流电，再将直流电逆变成电压与频率均可调的交流，直接变频;将恒压恒频的交流电直接变换为电压与频率均可调的交流电，无需中间直流环节30.交-直-交变频器主回路结构图30.PWM 基本思想：控制逆变器中电力电子器件的开通或关断，输出电压为高度相等 、宽度按一定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替期望的输出电压31.以频率与期望的输出电压波相同的正弦波作为调制波（Modulation wave ），以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave ），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，从而获得高度相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列，这种调制方法称作正弦波脉宽调制（Sinusoidal pulse Width Modulation ，简称SPWM ）32.三相PWM 逆变器双极性SPWM 波形 ~34 电流跟踪PWM （CFPWM ，Current Follow PWM ）的控制方法是：在原来主回路的基础上，采用电流闭环控制，使实际电流快速跟随给定值，在稳态时，尽可能使实际电流接近正弦波形，这就能比电压控制的SPWM 获得更好的性能。
它是以正弦波电流为控制目标的4-13电流滞环跟踪控制的A 相原理-12d+2dU --*A i A i h 21VD 4VD 1VT 4VT HBC图4-14 电流滞环跟踪控制时的三相电流波形与相电压PWM 波形电流跟踪控制的精度与滞环的宽度有关，同时还受到功率开关器件允许开关频率的制约。
当环宽选得较大时，开关频率低，但电流波形失真较多，谐波分量高；如果环宽小，电流跟踪性能好，但开关频率却增大了。
实际使用中，应在器件开关频率允许的前提下，尽可能选择小的环宽35.把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作，这种控制方法称作“磁链跟踪控制”，磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量实现的，所以又称“电压空间矢量PWM （SVPWM ，Space Vector PWM ）控制”。
图4-17 旋转磁场与电压空间矢量的运动轨迹图4-18 电压矢量圆轨迹（2）零矢量的插入有效地解决了定子磁链矢量幅值与旋转速度的矛盾。
（3）.按空间矢量的平行四边形合成法则，用相邻的两个有效工作矢量合成期望的输出矢量，这就是电压空间矢量PWM（SVPWM）的基本思想。
所谓等效是指在一个开关周期内，产生的定子磁链的增量近似相等。
通常以开关损耗较小和谐波分量较小为原则，安排基本矢量和零矢量的作用顺序，一般在减少开关次数的同时，尽量使PWM输出波型对称，以减少谐波分量。
（4）零矢量集中的实现方法按照对称原则，将两个基本电压矢量的作用时间、平分为二后，安放在开关周期的首端和末端，把零矢量的作用时间放在开关周期的中间，并按开关次数最少的原则选择零矢量。
（5）零矢量分布的实现方法将零矢量平均分为4份，在开关周期的首、尾各放1份，在中间放两份，将两个基本电压矢量的作用时间、平分为二后，插在零矢量间。
按开关损耗较小的原则，选取零矢量（6）会根据要求判别期望定子磁链的轨迹P161（8）SVPWM的实现（7）SVPWM控制模式的特点36.转差频率控制的基本思想若能够保持气隙磁通不变，且在s值较小的稳态运行范围内，异步电动机的转矩就近似与转差角频率成正比。
也就是说，在保持气隙磁通不变的前提下，可以通过转差角频率来控制转矩，这就是转差频率控制的基本思想。
第5章内容提要⏹异步电动机动态数学模型⏹异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统⏹异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统⏹直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较1.异步电动机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。