63运动控制系统模型 ppt课件
合集下载
人体八大系统PPT课件
24
消化道 消化腺
小口 肠腔 大咽 肠食 肛道 门胃
肝 脏 胰 腺
唾 液 腺
小 消 化 腺
25
口腔
牙齿 唾液腺 舌
26
牙齿的结构
27
乳牙
恒牙
乳恒 牙牙 从6岁左右开始到14岁左右结束 28
龋 齿
29
胃
暂时储存食物，还能吸收少量的 水、无机盐、酒精、药物等小分子30
肝脏
31
第五节 泌尿系统
肌腹
肌腱
6
脊柱的生理弯曲
颈曲
胸曲
腰曲 骶曲
7
婴幼儿囟门：前囟 后囟
8
婴幼儿腕骨发育的顺序
年龄（岁）
1
3 4 5
6 10
腕骨名称
头状骨、钩状 骨
三角骨 月状骨 大多角骨、舟
状骨 小多角骨
豆状骨
骨化中心出现总 数
2
3 4 6
7
8
9
第二节 循环系统
10
循环系统包括血液循环和 淋巴循环。血液循环系统其主 要作用，由心脏和血管组成封 闭式的管道系统，血液在这个 封闭的管道里循环流动。淋巴 循环是血液循环的辅助装置。
能活动，并影响全身组织的
新陈代谢。
43
神经活动的方式
反射 非条件反射
（先天的）
条件反射 （后天的）
44
反射弧 完成反射活动的神经结构
45
第七节 感觉器官
46
人体跟外界环境发生联系， 感知周围事物的变化，首先 要通过感觉器官的作用来实 现。感觉器官包括眼、耳、 皮肤、鼻、舌。
47
眼睛（视觉器官）
37
中枢神经系统
脑 脊髓
脑神经
消化道 消化腺
小口 肠腔 大咽 肠食 肛道 门胃
肝 脏 胰 腺
唾 液 腺
小 消 化 腺
25
口腔
牙齿 唾液腺 舌
26
牙齿的结构
27
乳牙
恒牙
乳恒 牙牙 从6岁左右开始到14岁左右结束 28
龋 齿
29
胃
暂时储存食物，还能吸收少量的 水、无机盐、酒精、药物等小分子30
肝脏
31
第五节 泌尿系统
肌腹
肌腱
6
脊柱的生理弯曲
颈曲
胸曲
腰曲 骶曲
7
婴幼儿囟门：前囟 后囟
8
婴幼儿腕骨发育的顺序
年龄（岁）
1
3 4 5
6 10
腕骨名称
头状骨、钩状 骨
三角骨 月状骨 大多角骨、舟
状骨 小多角骨
豆状骨
骨化中心出现总 数
2
3 4 6
7
8
9
第二节 循环系统
10
循环系统包括血液循环和 淋巴循环。血液循环系统其主 要作用，由心脏和血管组成封 闭式的管道系统，血液在这个 封闭的管道里循环流动。淋巴 循环是血液循环的辅助装置。
能活动，并影响全身组织的
新陈代谢。
43
神经活动的方式
反射 非条件反射
（先天的）
条件反射 （后天的）
44
反射弧 完成反射活动的神经结构
45
第七节 感觉器官
46
人体跟外界环境发生联系， 感知周围事物的变化，首先 要通过感觉器官的作用来实 现。感觉器官包括眼、耳、 皮肤、鼻、舌。
47
眼睛（视觉器官）
37
中枢神经系统
脑 脊髓
脑神经
运动控制系统精品课件完整最新版
算机技术、信号处理等相关理论与技术。
特点:综合性,工程性,理论与实践相结合. 前期课程:电力电子技术，电机拖动基础，控制
理论, 电路原理, 电磁学，系统仿真……
1.3 运动控制系统转矩控制规律
运动控制系统的基本运动方程式
J
d m
dt
Te
TL
Dm
K m
d m
dt
m
1.3 运动控制系统转矩控制规律
4 现代的运动控制系统
驱动的交流化和超高速、超大型化、超 小型化
系统实现集成化 控制数字化、智能化和网络化
（2)课程的核心内容：
一个主题：运动控制系统（直流=》交流）； 主线：不断改进系统以提高系统性能，从提高静态
性能到追求动态性能
研究控制系统时要关注： 稳定性，动静态特性； 系统的分析方法、控制方法和设计方法； 与系统的实现相关的电力电子技术、控制理论、计
节能调结方式：取消挡板，阀门，调节转速
调节流量
节能率达20%-30%
调速节能-风机水泵类负载-体量非常大！！
风机主要应用于冶金、石化、电力、城市轨道交通、 纺织、船舶等国民经济各领域以及各种场所的通风换 气
在我国，风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量 分别占全国用电量的10．4％、20．9％、9．4％和6％。
2）知识体系
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
图1-1运动控制及其相关学科
3 运动控制系统的分类
按电机分：直流系统，交流系统； 按被控量分：调速系统,位置随动系统,转矩 控制系统； 按控制器的类型分：模拟型，数字型； 按控制原理分：PID控制,模糊控制,矢量控 制等等； 按闭环数分：单环，双环，多环系统，可交 叉：如数字式双闭环直流调速系统
特点:综合性,工程性,理论与实践相结合. 前期课程:电力电子技术，电机拖动基础，控制
理论, 电路原理, 电磁学，系统仿真……
1.3 运动控制系统转矩控制规律
运动控制系统的基本运动方程式
J
d m
dt
Te
TL
Dm
K m
d m
dt
m
1.3 运动控制系统转矩控制规律
4 现代的运动控制系统
驱动的交流化和超高速、超大型化、超 小型化
系统实现集成化 控制数字化、智能化和网络化
（2)课程的核心内容：
一个主题：运动控制系统（直流=》交流）； 主线：不断改进系统以提高系统性能，从提高静态
性能到追求动态性能
研究控制系统时要关注： 稳定性，动静态特性； 系统的分析方法、控制方法和设计方法； 与系统的实现相关的电力电子技术、控制理论、计
节能调结方式：取消挡板，阀门，调节转速
调节流量
节能率达20%-30%
调速节能-风机水泵类负载-体量非常大！！
风机主要应用于冶金、石化、电力、城市轨道交通、 纺织、船舶等国民经济各领域以及各种场所的通风换 气
在我国，风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量 分别占全国用电量的10．4％、20．9％、9．4％和6％。
2）知识体系
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
图1-1运动控制及其相关学科
3 运动控制系统的分类
按电机分：直流系统，交流系统； 按被控量分：调速系统,位置随动系统,转矩 控制系统； 按控制器的类型分：模拟型，数字型； 按控制原理分：PID控制,模糊控制,矢量控 制等等； 按闭环数分：单环，双环，多环系统，可交 叉：如数字式双闭环直流调速系统
自动武器 PPT课件
自动、半自动与非自动武器的具体区别
3
一种自动武器，包括：一弹性安装的枪管组件（6），其稳固地安装在外壳 （1）内；该枪管组件包含一枪管（7）和一机匣（8）；一气体移动动力装 置（17）包含：一气室（18）和一排气部分（20）；一弹性安装的枪机支承 件（24），其带有一枪机（22）；一缓冲机构（32）；一送弹机构；一装置 （61），其向弹膛内送入子弹；一撞针机构（33）和一带有扣机（43）的板 机机构（50）；其特征在于：撞针机构（33）具有一射击撞锤（36），其可 沿武器的轴向移动，并且安装在机匣（8）内，能够与枪机支承件（24）相 互作用，板机机构（50）由射击扳机（52）、带有长突出部（56）的脱扣器 （53）和带有弹性安装掣子（48）的扣机（43）构成；射击扳机（52）制成 可与脱扣器（53）相互作用，该脱扣器可移动地安装在外壳内；脱扣器（53） 的长突出部（56）设计成可与弹性安装的扣机（53）的掣子（48）相互相互 作用，扣机（43）可与射击撞锤（36）相互作用。
采集自动机的速度信号,并把它转化成电信号,送入控制电路中。在控制电 路中对信号进行放大、滤波、A/D转换、单片机中逻辑处理、D/A转换、 放大,驱动磁流体缓冲装置。
25MM先进班组武器自动机运动控制
11
先进班组武器自动机运动控制系统示意图
12
控制电路由外围电路和单片机控制系统两部分组成。外围电路由放大电 路、滤波电路、刀D转换电路,DA/转换电路、功率放大电路组成。自动 机的运动速度信号作为控制电路的输入,只需测试自动机运动的某定点速 度,就可以根据速度值,给出相应的控制信号的大小,得到最佳的控制效果。
高同国.25mm先进班组武器自动机运动控制技术研究.中国知网.硕士论文
15
自动武器
3
一种自动武器，包括：一弹性安装的枪管组件（6），其稳固地安装在外壳 （1）内；该枪管组件包含一枪管（7）和一机匣（8）；一气体移动动力装 置（17）包含：一气室（18）和一排气部分（20）；一弹性安装的枪机支承 件（24），其带有一枪机（22）；一缓冲机构（32）；一送弹机构；一装置 （61），其向弹膛内送入子弹；一撞针机构（33）和一带有扣机（43）的板 机机构（50）；其特征在于：撞针机构（33）具有一射击撞锤（36），其可 沿武器的轴向移动，并且安装在机匣（8）内，能够与枪机支承件（24）相 互作用，板机机构（50）由射击扳机（52）、带有长突出部（56）的脱扣器 （53）和带有弹性安装掣子（48）的扣机（43）构成；射击扳机（52）制成 可与脱扣器（53）相互作用，该脱扣器可移动地安装在外壳内；脱扣器（53） 的长突出部（56）设计成可与弹性安装的扣机（53）的掣子（48）相互相互 作用，扣机（43）可与射击撞锤（36）相互作用。
采集自动机的速度信号,并把它转化成电信号,送入控制电路中。在控制电 路中对信号进行放大、滤波、A/D转换、单片机中逻辑处理、D/A转换、 放大,驱动磁流体缓冲装置。
25MM先进班组武器自动机运动控制
11
先进班组武器自动机运动控制系统示意图
12
控制电路由外围电路和单片机控制系统两部分组成。外围电路由放大电 路、滤波电路、刀D转换电路,DA/转换电路、功率放大电路组成。自动 机的运动速度信号作为控制电路的输入,只需测试自动机运动的某定点速 度,就可以根据速度值,给出相应的控制信号的大小,得到最佳的控制效果。
高同国.25mm先进班组武器自动机运动控制技术研究.中国知网.硕士论文
15
自动武器
地球的运动PPT课件63 湘教版优质课件
北 西风 风
南 东风 风
风向：风吹来的方向
北 风
北半球
西风 北半球
南 东风 风
南半球 南半球
风向：风吹来的方向
北 风
北半球
西风 北半球
南 东风 风
南半球 南半球
阅读: 地方时 (1) 什么叫地方时？ (2) 地方时与地理位置的关系？ (3) 时间早晚与数字大小的关系? (4) 地方时与经度的关系？
时间计算时要注意每个月的天数 大月31天，小月30天； 2月份平年28天，闰年29天。
地方时——因经度而不同的时刻
经度相差1° ， 地方时相差4分钟; 经度相差15°，地方时相差1小时。
时间计算时要注意每个月的天数 大月31天，小月30天； 2月份平年28天，闰年29天。 原则上能被4整除的年份是闰年； 跨世纪的年份能被400整除的是闰年。
[例] 已知46°W的地方时为2009年4 月30日14点30分，求 98°E的地方时。
2009年5月1日0点06分
[例] 已知46°W的地方时为2008年2 月28日14点30分，求 98°E的地方时。
[例] 已知46°W的地方时为2009年4 月30日14点30分，求 98°E的地方时。
2009年5月1日0点06分
[例] 已知46°W的地方时为2009年4 月30日14点30分，求 98°E的地方时。
2009年5月1日0点06分
题型2：已知两地的地方时和其中 一地的经度，求另一地的经度；
[例] 已知济南(117°E)日影最短时, 成都的地方时为11时08分，求成都的经 度。
题型2：已知两地的地方时和其中 一地的经度，求另一地的经度；
[例] 已知46°W的地方时为2008年2 月28日14点30分，求 98°E的地方时。
《机器人的控制系统》PPT课件
完整的传感器组成：包括敏感元件、转换元件、基本转 换电路三部分。 A、敏感元件和转换元件的功能：将某种不便测量的物 理量转换为易于测量的物理量，构成传感器的结构部分
B、基本转换电路：将敏感元件产生的易测量小信号进 行变换，使传感器的信号输出符合具体工业系统的要求 (如4～20mA、–5～5V)。
(5.9)
机器人杆件某点的力与用力和力矩传感 器测出的8个应变的关系为
(5.10)
W1
Fx 0
Fy
k21
F
MFzx
0 0
M
y
0
Mz k61
0 0 k32 0 k52 0
k13 0 0 0 0 k63
0 0 k34 k44 0 0
0 k25 0 0 0 k650 0 k36 0 k5 0编辑ppt18
第5章 机器人的控制系统 5.1 机器人传感器
图5.6 机器人速度伺服控制系统
测速发电机线性度好，灵敏度高，输出信号强 ，目前检测范围一般为20～40 r/min，精度为 0.2 %～0.5 %。
编辑ppt
19
第5章 机器人的控制系统 5.1 机器人传感器
5.1.2 机器人内部传感器
5.1 机器人传感器
5.1.2 机器人内部传感器
图5.3 绝对式编码器码盘
编辑ppt
12
第5章 机器人的控制系统
5.1 机器人传感器
5.1.2 机器人内部传感器
表5.1 循环码(格雷码)与二进制码及真值表
真值 0 1 2 3 4 5 6 7
格雷码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
度 ，则编码器在该时间内的平均转速为
(5.8)
B、基本转换电路：将敏感元件产生的易测量小信号进 行变换，使传感器的信号输出符合具体工业系统的要求 (如4～20mA、–5～5V)。
(5.9)
机器人杆件某点的力与用力和力矩传感 器测出的8个应变的关系为
(5.10)
W1
Fx 0
Fy
k21
F
MFzx
0 0
M
y
0
Mz k61
0 0 k32 0 k52 0
k13 0 0 0 0 k63
0 0 k34 k44 0 0
0 k25 0 0 0 k650 0 k36 0 k5 0编辑ppt18
第5章 机器人的控制系统 5.1 机器人传感器
图5.6 机器人速度伺服控制系统
测速发电机线性度好，灵敏度高，输出信号强 ，目前检测范围一般为20～40 r/min，精度为 0.2 %～0.5 %。
编辑ppt
19
第5章 机器人的控制系统 5.1 机器人传感器
5.1.2 机器人内部传感器
5.1 机器人传感器
5.1.2 机器人内部传感器
图5.3 绝对式编码器码盘
编辑ppt
12
第5章 机器人的控制系统
5.1 机器人传感器
5.1.2 机器人内部传感器
表5.1 循环码(格雷码)与二进制码及真值表
真值 0 1 2 3 4 5 6 7
格雷码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
度 ，则编码器在该时间内的平均转速为
(5.8)
TRIZ培训完整(非常实用)ppt课件
4
精选PPT课件
6
精选PPT课件
7
“不创创新新型、国毋家宁”死”的日本
精选PPT课件
8
价值链
市场定价 88美元
40美元 香港公司
美国开发公司 获利48美元
20美元 广东外贸公司
获利20美元
15美元 广东某制造商 成本12美元
精选PPT课件
获利5美元
获利3美元
9
触摸式发声地球仪
认965 使施肥机适应不同的农作物间距？
精选PPT课件
60
阿奇舒勒的重要发现
精选PPT课件
61
一、TRIZ概述 二、TRIZ的技术系统八大进化法则＋S曲线 三、技术矛盾 四、40个创新原理 五、39个工程参数及矛盾矩阵 六、物理矛盾和四大分离原理 七、物场模型分析 八、资源分析 九、TRIZ应用
精选PPT课件
57
内容大纲
1 创新 2 创新思维 3 TRIZ理论 4 TRIZ案例分析
精选PPT课件
58
阿奇舒勒的重要发现
精选PPT课件
59
阿奇舒勒的重要发现
工程 1994 缩短扭力杆的长度？
船舶 1990 减少船舶双螺旋推进器的体积？
电子 1988 减少电容器的体积？
军工 1979 减少爆破压制超导线圈的废品率？
4
金鱼法
5
小人法
精选PPT课件
48
TRIZ中的理想化
在解决问题之初，先抛开各种客观限制条件
并以取得最终理想结果作为终极追求目标
针对问题情境，设立各种理想模型，即最优的 模型结构来分析问题
精选PPT课件
49
TRIZ中的理想化模型
理想化模型所涉及的要素包括： 理想系统 理想过程 理想资源 理想方法 理想机器 理想物质
运动控制系统 绪论26页PPT
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易Байду номын сангаас
安
。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
运动控制系统 绪论
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
运动控制系统
n s 1 WASR ( s) K n ns
转速调节器的作用
电流调节器
电流调节器的作用
is 1 WACR ( s) K i is
1）调速系统的主导调节器， 跟随给定电压变化，稳态时 可减小转速误差。 2）对负载变化起抗扰作用。 3）其输出限幅值决定电机允 许的最大电流。
1）在转速的调节过程中，使电 流跟随外环调节器的输出量变化。 2）对电网电压波动起抗扰作用。 3）动态过程中，加快动态过程。 4）当电机过载和堵转时，限制 电枢电流，起快速保护作用。
系统动态结构 U*n WASR(s)
+
+
Un
-
U*i -
WACR(s)
Ks Uc Tss+1 Ud0
-
1/R Tl s+1
Id
+
-IdL
R Tms E
1/Ce
n
Ui
图2-6 双闭环直流调速系统的动态结构图
数学模型 转速调节器
起动过程 第 I 阶段 电流上升阶段 第 II阶段 恒流升速阶段 第Ⅲ阶段 转速调节阶段 起动过程的特点 （1）饱和非线性控制； （2）转速超调； （3）准时间最优控制
PWM控制与变换器 的数学模型
Ks Ws ( s ) Ts s 1
电能回馈与泵升电 压的限制 泵升电压形成的原因; 抑制泵升电压的方法
桥式可逆PWM变换器 （1）电流一定连续； （2）可使电机在四象限运行； （3）电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区； （4）低速平稳性好，系统的调速范围可达1:20000左 右； （5）低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利 于保证器件的可靠导通。
nmax D nmin n s N 100% n0
《精品课件》运动控制课件 (1)
-
-
U fn
Ufi
器
TA
T G
模拟电路方式－－数字模拟电路方式－－全数字方式 数字控制器与模拟控制器相比，具有下列优点：
◆能明显地降低控制器硬件成本。 ◆可显著改善控制的可靠性。 ◆数字电路温度漂移小，不存在参数变化的影响，稳定性好。
◆硬件电路易标准化。 ◆为复杂控制算法的实现提供了坚实基础。
运动控制系统的微机数字控制，大体经历三个阶段∶ 第一个阶段: 系统的控制器主要采用具有单一数据处理功能的 微处理器(Microprocessor)。如Intel 8086 。 第二个阶段: 系统主要采用单片微型计算机(Micro－Controller) 和数字信号处理器(DSP)。如MCS-51系列和MCS-96系列单片机 ； 数字信号处理器(DSP)，如TMS320系列、MOTOROLA公司的 68000系列以及NEC公司的μPD7720系列等等 。 第三个阶段: 九十年代后期的具有单片机特点的数字信号处理器 。 1997年TI公司推出了面向电机控制领域的DSP芯片－－ TMS320C240(F240)芯片。
第三代器件的主要特点是采用MOS门极控制和集成化。其代表性器 件是功率MOSFET、IGBT和IPM
现代的电力电子变换装置中，PWM技术是目前主要采用 的变换器控制技术。
IPM（智能功率模块）
P
泵升电阻 (需外接)
VT1
VT3
B U
VT5
V
W
VT7
VT4
VT6
VT2
N
3．电动机方面
与直流电动机相比，交流电动机特别是鼠笼式异步电动机具有一系列 突出的优点：制造成本低廉、重量轻、惯性小、可靠性和运行效率高、基 本上不用维修、能在恶劣的甚至是含有易爆性气体的环境中安全运行。正 是由于交流电动机有这些优势，使它在电力传动系统中的应用范围比直流 电动机广泛得多。据统计，
运动控制系统ppt课件
ud
ua
ub
uc
ud
O
ud
ua
ub
uc
ud
Ud E
t O
id ic O
ia
ib
ic
id
a）电流连续
ic
t O
ia
ib
ic
b）电流断续
图1-9 V-M系统的电流波形
Ud E
t
t
1.2.3 抑制电流脉动的措施
在V-M系统中，脉动电流会产生脉动的 转矩，对生产机械不利，同时也增加电机 的发热。为了避免或减轻这种影响，须采 用抑制电流脉动的措施，主要是：
• 瞬时电压平衡方程
ud0
E
id R
L
did dt
(1-3)
式中
E — 电动机反电动势；
id — 整流电流瞬时值； L — 主电路总电感；
R — 主电路等效电阻；
且有 R = Rrec + Ra + RL；
对ud0进行积分，即得理想空载整流电压 平均值Ud0 。
用触发脉冲的相位角 控制整流电压的
序言
课程的内容、目的
以电动机为控制对象、以实现既定（旋转） 运动规律和特性为目标、以电力能量变换技 术（电力电子应用技术）和自动控制理论及 相关控制技术为手段，探讨如何构成运动控 制系统。
序言
课程的地位、意义
• 自动化学科及自动控制领域背景知识 • 自动化专业的内涵及专业特征 • 本课程的专业地位及重要性
O
TL
2 3
Te
曲线变软。
调磁调速特性曲线
▪ 三种调速方法的性能与比较
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。
运动技能学习与控制PPT课件
11
12
二、误差测量
1、一维动作目标的误差
x1
x5
x3
x2
x4
93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107
13
14
各种误差的计算方法
Constant Error (CE): CE=Σ（xi-T）/n
Variable Error (VE):
运动（movement）:构成动作或运动技能的肢 体或肢体联合的行为特征。
3
2、高水平技能的特征
成功的可能性最大，准确性高 体能和心理能力的消耗最少 时间最短
4
3、运动技能的三种成份
姿势成份为动作提供支持平台。 身体的移动成份是身体和肢体移动到动作
位置。 操作成份产生动作。
能力是指个体所具有的遗传的、相对持久的、 稳定的特质，存在于各种运动和认知技能之 中。
技能是对特定任务的精通。
70
能力的种类
可能有30多种，例如
多肢体协调 空间定向 手指灵活性 手与手臂稳定性 视敏度
反应时 移动速度 操作灵活性 机械资质 运动感觉
71
参照
比较器
肌肉感觉 运动感觉 环境感觉
44
长时间的、连续的任务 短时的、非连续的任务 动作技能的反射控制模型
45
M1应答： 30-50ms
M2应答： 50-80ms
反应激发： 80-
反应时12应0答ms：
120180ms
46
刺激鉴别 应答选择 应答编程
运动程序
M2
脊髓
M1
肌肉
动作
误差 参照
12
二、误差测量
1、一维动作目标的误差
x1
x5
x3
x2
x4
93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107
13
14
各种误差的计算方法
Constant Error (CE): CE=Σ（xi-T）/n
Variable Error (VE):
运动（movement）:构成动作或运动技能的肢 体或肢体联合的行为特征。
3
2、高水平技能的特征
成功的可能性最大，准确性高 体能和心理能力的消耗最少 时间最短
4
3、运动技能的三种成份
姿势成份为动作提供支持平台。 身体的移动成份是身体和肢体移动到动作
位置。 操作成份产生动作。
能力是指个体所具有的遗传的、相对持久的、 稳定的特质，存在于各种运动和认知技能之 中。
技能是对特定任务的精通。
70
能力的种类
可能有30多种，例如
多肢体协调 空间定向 手指灵活性 手与手臂稳定性 视敏度
反应时 移动速度 操作灵活性 机械资质 运动感觉
71
参照
比较器
肌肉感觉 运动感觉 环境感觉
44
长时间的、连续的任务 短时的、非连续的任务 动作技能的反射控制模型
45
M1应答： 30-50ms
M2应答： 50-80ms
反应激发： 80-
反应时12应0答ms：
120180ms
46
刺激鉴别 应答选择 应答编程
运动程序
M2
脊髓
M1
肌肉
动作
误差 参照
运动控制和学习ppt课件
运动控制卡广泛应用于各种自 动化设备和生产线，如包装机 械、印刷机械等。
运动控制器
运动控制器是一种集成了运动控 制算法和硬件接口的控制器，用
于实现多轴协调运动控制。
运动控制器通常采用高速计算机 或DSP等技术实现，具有强大的
计算和控制能力。
运动控制器广泛应用于数控机床、 机器人、自动化生产线等领域， 是实现高效、高精度加工的关键
伺服控制系统通常由伺服电机、伺服驱动器和控制器三部分组成，具有快速响应、 高精度和高稳定性的特点。
伺服控制技术的应用范围广泛，包括数控机床、机器人、自动化生产线等领域。
步进控制技术
步进控制技术是一种通过控制步进电 机的步进角度来实现精确位置控制的 技术。
步进控制技术的应用范围也较广，如 打印机、扫描仪、自动化设备等。
位置、稳定性等。
学习控制的方法
监督学习
通过输入输出数据，学习 一个从输入到输出的映射 关系，实现对被控对象的 控制。
无监督学习
通过学习数据的内在规律 和结构，对被控对象进行 控制。
强化学习
通过与环境交互，学习如 何最优地选择行为以最大 化累积奖励，实现对被控 对象的控制。
学习控制的实现
数据采集
采集被控对象的输入输出数据 ，为学习提供数据支持。
设备之一。
03 学习控制理论
学习控制的概念
学习控制
指通过一定的控制策略， 使被控对象达到所期望 的性能指标，实现最优
控制。
控制策略
指在控制过程中所采用 的方法和手段，包括开 环控制、闭环控制、最
优控制等。
被控对象
指被控制的系统或设备， 可以是机械系统、电气
系统、化工系统等。
性能指标
运动控制系统PPT参考课件
9
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
10
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
25
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
26
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
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
10
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
25
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
26
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
运动控制系统基础PPT课件
Servo Drive
Position Feedback To
Motion Controller
9
第9页/共43页
伺服电机——抱闸的概念
伺服电机可以选择带有抱闸装置。 例如在垂直负载应用中，为了防 止在电机失电的情况下自由落体 状况的发生。 通常，在抱闸线圈通电的时候， 弹簧压紧，抱闸处于打开状态； 而当电机失电，抱闸在弹簧作用 下关闭，防止轴的坠落。 在其他需要的场合，也需要使用 抱闸电机。
Motor Power ( 3 phase) •Motor Current •Motor Voltage
−115VAC −230VAC −460VAC
Typical Servo Drive Line
Voltage
Servo Drive
•100-240VAC (Single Phase) •100-240VAC (3-Phase)
Motion Controller
Motion Software
8
第8页/共43页
伺服电机——反馈的概念
Servo Motor Feedback 伺服电机反馈设备通常安装在电机上，用来提供实际位置 反馈给控制器，以确保位置精度。反馈类型的选择则取决于实际应用和用户需求。 目前有很多不同的反馈检测技术和产品可供选择。
Motor with Feedback
Motor Power
Position Feedback
Servo Drives 伺服驱动 接受运动控制器的指令信号，控制电机所提 供的速度和扭矩（电流），要完成这些，驱动器需要将主进线电能 转换成电机所需要的电压和电流，以完成营工控制要求。
Plant Power
伺服电机 驱动器 执行和传动机构 电机电流 电机电压 运动控制器 运动控制软件 行程限位 回零 抱闸
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
17
PD控制器的闭环Bode图 (353Hz带宽，0dB凸峰)
PD控制器的开环Bode图 (63oPM，8.8dB GM)
PID控制
比例增益设置了控制器性能的边界， 积分增益改善了系统在低频区的性能， 微分增益可以大大改善系统在高频区的性能。
PID控制器的闭环Bode图 18 (359Hz带宽，1.0dB凸峰)
第 六章 控制系统模型
1
6.3运动控制系统模型
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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。
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。
21
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。
4
拉普拉斯变换 拉普拉斯算子
Fs f testdt
sj
s稳态=j2f
5
6
性能测量 增益用来测量输入与输出的幅值之间的差异； 相位描述输入与输出之间的时间移动。
增益=20lg出幅/入幅
相位=-360FtDELTA 指令响应 调节时间是用从阶跃的前沿到反馈为指令值的5%（有 时是2%）时刻之间的时间来量度的。
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
19
指令响应Bode图表明前馈增大了系统带宽
20
滤波器
滤波器广泛应用于控制系统，用来消除噪声Biblioteka 减小混叠、24 单运动轴的功能
25
加速度反馈
加速度反馈可以用来提高运动控制系统的抗扰动能力，通 过减缓电动机对被测加速度的响应来实现，有时被称为电 子惯量或者电子飞轮。
26
对于KAFB>0的任何值，系数(1+KAFB)与增长总惯量JT 具有相同的作用。反馈加速度主要作用是增大有效惯量。
点滤波器。
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
12
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。
zesT|sj1 T
13
14
PID控制器
10
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
益为1（0dB),相位为90°，由于有-j 项，故G/s的相
位恒为-90°； 11 反馈环节也被作为一个低通滤波器模型，通常用双极
阶跃响应
频率响应 8
稳定系统
临界稳定系统
不稳定需要两个条件：符号反向及整个控制回路总增益为1。
9
稳定裕度 相位裕度（PM,Phase Margin）:PM由处于增益穿越频率时的 相位来定义（在该处增益为0dB），PM是实际相位与-180°之 差。 增益裕度（GM，Gain Margin）:GM定义为相位穿越频率处 的增(该频率处系统相位为-180 o)，GM实际增益与0dB之差。 经验表明，增益裕度应为10~25dB，而相位裕度应为35 o ~80o。
I增益越大，稳态抗偏差能力越强，但超调量也会越大。
16 PI控制器的闭环Bode图 (206Hz带宽，1.3dB凸峰)
PI控制器的开环Bode图 (56oPM，11.7dB GM)
D控制
D增益借助于微分的90°超前相位提前了控制回路的相位。 使用D增益通常能提升系统的响应能力。 微分增益缺点：在高频时微分有高的增益值，出现明显的 高频振荡。微分增益的另一个问题是微分对噪声很敏感。
一 阶 低 通 滤 波 器 T 单 极 点 S S K K
2
二 阶 低 通 滤 波 器 T 双 极 点 S= S 2 2N N S N 2
陷 波 滤 波 器
T S = S 2 2 S 2+ N S N 2N 2
双 二 阶 滤 波 器T S = S S 2 2 + 2 2N D N D S S N 2 D 2 N D 2 2
P控制
比例控制器是最基本的控制器，其控制律很简单：控制量∝偏差，运行简单， 易于调试。 P控制律的主要缺点是它存在稳态误差，在存在固定扰动时形成固定偏差。
比例系统的闭环Bode图 15 (186Hz带宽，0dB凸峰)
比例系统的开环Bode图 (65oPM，12.1dB GM)
I控制
P控制器存在稳态误差的这一主要缺点，可通过在控制律中增 加一个积分增益来校正。积分增益提供稳态和低频抗偏差能力。
22
二极点低通滤波器的Bode图 23
陷波滤波器的Bode图
单运动轴控制
多轴运动中的每个运动轴都需要执行许多控制功能。 第一，轮廓发生器必须能产生位置轮廓指令信号的时间 序列，即位置指令信号序列与时间的关系代表位置轮廓。 第二，执行位置闭环控制，通常在位置环中的速度环也 执行闭环控制。位置/速度环的输出是转矩指令信号。 此外，必须执行电流闭环控制。功率级向电动机提供功 率并回授电流反馈。
带宽是增益下降到-3dB，或者下降到原增益的70%所对应 的频率。
调节时间与带宽的关系：
t5% 3/ fBW 2
7
t5% 4/ fBW 2
稳定性 超调量表征响应的峰值对指令信号改变量的比值， 可接受范围为0%～30%。 凸峰描述的是系统增益在开始减小前增大了的现象， 允许范围为0～4dB。