电气运动控制
电气运动控制实训总结报告
一、引言随着我国经济的快速发展，电气运动控制技术得到了广泛的应用。
为了提高我国电气运动控制技术的水平，培养高素质的技术人才，我校特开设了电气运动控制实训课程。
通过本课程的学习和实践，我深刻认识到了电气运动控制技术的重要性，以下是我对本次实训的总结。
二、实训目的与意义1. 熟悉电气运动控制系统的基本组成和原理；2. 掌握电气运动控制系统的安装、调试和维护方法；3. 提高动手能力和解决实际问题的能力；4. 为今后从事电气运动控制相关工作打下坚实基础。
三、实训内容1. 电气运动控制系统概述本次实训首先介绍了电气运动控制系统的基本组成和原理，包括电动机、控制器、传感器、执行器等。
通过学习，我对电气运动控制系统的整体框架有了清晰的认识。
2. 电动机及驱动器实训中，我们学习了电动机的种类、特点、参数以及驱动器的选择。
通过实际操作，掌握了电动机的安装、接线、调试和维护方法。
3. 传感器及执行器传感器是电气运动控制系统中的重要组成部分，实训中，我们学习了各类传感器的原理、特性及安装方法。
执行器则包括气缸、电磁阀等，实训中，我们掌握了执行器的安装、调试和维护方法。
4. 控制器及编程控制器是电气运动控制系统的核心，实训中，我们学习了PLC、变频器等控制器的原理、特性及编程方法。
通过实际操作，掌握了控制器的基本编程和调试技巧。
5. 电气运动控制系统应用实训中，我们学习了电气运动控制系统在各类设备中的应用，如数控机床、电梯、机器人等。
通过实际操作，掌握了电气运动控制系统在实际工程中的应用方法和技巧。
四、实训过程及收获1. 实训过程本次实训分为理论学习和实际操作两个阶段。
理论学习阶段，我们系统地学习了电气运动控制系统的相关知识；实际操作阶段，我们在指导老师的带领下，完成了电动机、驱动器、传感器、执行器、控制器等设备的安装、调试和维护。
2. 实训收获（1）提高了动手能力：通过实际操作，掌握了电气运动控制系统的安装、调试和维护方法，为今后从事相关工作打下了坚实基础。
施耐德电气Modicon M310运动控制器
施耐德电气Modicon M310运动控制器
佚名
【期刊名称】《现代制造》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】日前,施耐德电气发布新一代Modicon M310运动控制器。
作为施耐德电气运动控制家族产品的最新力作,Modicon M310运动控制器基于Intel X86硬件平台和Codesys 3.5 SP19软件平台开发,支持EtherCAT总线,拥有强大算力、高易用性和高灵活度,能够助力工业企业打造高端制造设备及自动化产线。
【总页数】1页(P8-8)
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
【相关文献】
1.施耐德电气Modicon系列可编程逻辑控制器PLC在综合管廊弱电系统中的应用
2.施耐德电气（中国）有限公司Modicon M580 Safety ePAC专业安全控制器
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4.智能制造时代的传承与创新——记施耐德电气自动化MODICON50周年
5.施耐德电气MODICON培训启动
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电力电子技术及运动控制实验指导书
DJDK —1型电力电子技术及电机控制实验装置面板介绍DJK01电源控制屏1、三相电网电压指示1. 三相电网电压指示主要用于检测输入的电网电压是否有缺相的情况，操作交流电压表下面的切换开关，可以观测三相电网各线间电压是否平衡。
为防止电源开关频繁动作对交流电压表的冲击，平时请将波段开关置于空挡以切除电压表。
2、定时器兼报警记录仪图1-1 电源控制屏DJK01真有效值交流电压表、电流表日光灯开关调速电源选择开关 三相主电路输出直流 电流表直流 电压表 励磁电源 定时器兼报警记录仪 电源控制部分 三相电网电压指示 三相隔离变压器 电流互感器平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警和切断电源等功能，它还可以自动记录由于接线操作错误所导致的告警次数。
（具体操作方法详见DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置使用说明书）3、电源控制部分它的主要功能是控制电源控制屏的各项功能，它由电源总开关、启动按钮及停止按钮组成。
当打开电源钥匙总开关时，停止按钮的红灯亮；当按下启动按钮后，红灯灭，启动按钮的绿灯亮，此时控制屏的三相主电路及励磁电源都有电压输出。
4、三相主电路输出三相主电路输出可提供三相交流200V/3A或240V/3A电源。
输出电压的大小由“调速电源选择开关”控制，当开关置于“直流调速”侧时，A1、B1、C1输出的线电压为200V，可完成电力电子实验以及直流调速实验；当开关置于“交流调速”侧时，A1、B1、C1输出的线电压为240V，可完成交流电机调压调速及串级调速等实验。
在主电源输出回路中装有测定输出电流值的电流互感器，供电流反馈和过流保护使用，面板上TA1、TA2、TA3的三处观测点用于观测三路电流互感器输出电压信号。
5、励磁电源在按下启动按钮后将励磁电源开关拨向“开”侧，励磁电源输出220V的直流电压，励磁电源由0.5A熔丝做短路保护，由于励磁电源的容量有限，仅作为直流电机提供励磁电流，故一般不能作为大电流的直流电源使用。
电力拖动与运动控制
电力拖动与运动控制讲 义马 昕目录绪 论 (1)0.1 什么是运动控制系统 (1)0.1.1 什么是运动控制 (1)0.1.2 运动控制系统的研究内容 (1)0.1.3 运动控制系统的动力源 (1)0.2 运动控制系统的应用 (2)0.2.1 典型的运动控制系统 (2)0.2.2 应用举例 (2)0.3 运动控制系统的基本结构 (5)0.3.1 电力传动装置与系统 (5)0.3.2 运动参数的测量和反馈 (6)0.3.3 控制策略 (7)第一章 直流电动机 (10)1.1 直流电动机的基本工作原理与结构 (10)1.1.1 直流电动机的基本工作原理 (10)1.1.2 直流电动机的基本结构 (11)1.1.3 直流电动机的铭牌数据 (13)1.2 直流电动机的电枢反应 (13)1.2.1 直流电动机的空载磁场 (14)1.2.2 直流电动机的电枢磁场 (14)1.2.3 电枢反应 (15)1.3 直流电动机的电枢电动势和电磁转矩 (16)1.3.1 直流电动机的电枢电动势 (16)1.3.2 直流电动机的电磁转矩 (16)1.4 直流电动机 (17)1.4.1 直流电动机的励磁方式 (17)1.4.2 他励直流电动机的基本方程式 (17)1.5 电力拖动系统的运动方程式 (18)1.5.1 单轴拖动系统的运动方程式 (19)1.5.2 运动方程式中正、负号的规定 (19)1.5.3 拖动系统的运动状态 (20)1.5.4 他励直流电动机的反转 (20)1.6 生产机械的负载转矩特性 (21)1.6.1 恒转矩负载特性 (21)1.6.2 恒功率负载特性 (22)1.6.3 通风机型负载特性 (22)1.7 他励直流电动机的机械特性 (22)1.7.1 机械特性方程式 (23)1.7.2 固有机械特性和人为机械特性 (23)1.8 他励直流电动机的启动 (25)1.8.1 直接启动 (25)1.8.2 电枢回路串电阻启动 (25)1.8.3 降低电枢电压启动 (26)1.9 他励直流电动机的电气制动 (26)1.9.1 能耗制动 (26)1.9.2 反接制动 (28)1.9.3 回馈制动 (29)1.10 他励直流电动机的调速 (29)1.10.1 调速指标 (30)1.10.2 调速方法 (31)1.10.3 直流调速系统使用的可控直流电源 (33)第二章 三相交流异步电动机 (36)2.1 结构 (36)2.1.1 定子部分 (36)2.1.2 转子部分 (37)2.1.4 铭牌数据 (38)2.2 工作原理和转动原理 (39)2.2.1 工作原理 (39)2.2.2 转动原理 (40)2.3 空载运行 (41)2.3.1 电磁关系 (41)2.3.2 定子电压平衡关系 (42)2.4 负载运行 (44)2.4.1 电磁关系 (44)2.4.2 转子绕组各电磁量的特点 (45)2.4.3 磁动势平衡方程式 (46)2.4.4 电压平衡方程式 (46)2.5 等效电路 (46)2.5.1 频率折算 (47)2.5.2 绕组折算 (48)2.5.3 T型等效电路 (49)2.6 功率和电磁转矩 (49)2.6.1 功率平衡方程式 (49)2.6.2 转矩平衡方程式 (51)2.7 机械特性 (51)2.7.1 固有机械特性 (52)2.7.2 人为机械特性 (53)2.8 启动和制动 (55)2.8.1 鼠笼型异步电动机的启动 (55)2.8.2 绕线型异步电动机的启动 (56)2.8.3 异步电动机的电气制动 (57)2.9 交流调速的基本方法 (57)2.9.1 变极对数调速 (58)2.9.2 变转差率调速 (58)第三章 速度闭环控制的直流调速系统 (61)3.1 开环调速系统 (61)3.1.1 开环调速系统的机械特性 (61)3.1.2 开环调速系统的性能和存在的问题 (62)3.2 速度单闭环控制的调速系统 (63)3.2.1 速度闭环调速系统的组成及其静特性 (63)3.2.1.1 单闭环调速系统的组成 (63)3.2.1.2 转速负反馈单闭环调速系统的静特性 (63)3.2.1.3 开环系统机械特性与闭环系统静特性的比较 (64)3.2.1.4 单闭环调速系统的基本特征——反馈控制规律 (66)3.2.2 单闭环调速系统的限流保护——电流截止负反馈 (67)3.2.2.1 问题的提出 (67)3.2.2.2 电流截止负反馈环节 (68)3.2.2.3 带电流截止负反馈的单闭环转速负反馈调速系统 (68)3.2.3 速度闭环控制调速系统的动态数学模型及稳定性分析 (70)3.2.3.1 动态数学模型 (70)3.2.3.2 稳定性分析 (72)3.2.4 采用PI调节器的单闭环无静差调速系统 (72)3.3 多环控制直流调速系统 (74)3.3.1 转速电流双闭环调速系统的组成及静特性 (74)3.3.1.1 问题的提出 (74)3.3.1.2 转速、电流双闭环调速系统的组成 (75)3.3.1.3 转速、电流双闭环调速系统的静特性 (75)3.3.2 双闭环调速系统的启动过程分析 (77)3.3.2.1 启动过程的三个阶段 (77)3.3.2.2 启动过程特点 (78)3.3.3 双闭环调速系统的动态性能 (78)第四章 可逆调速系统 (81)4.1 结构与特点 (81)4.1.2 励磁反接可逆线路 (82)4.2 晶闸管装置的逆变状态与直流电动机的回馈制动 (82)4.2.1 晶闸管整流电路的整流与逆变的状态 (82)4.2.2 直流电动机的回馈制动 (84)4.3 环流 (86)4.3.1 环流及其种类 (86)4.3.2 直流平均环流与配合控制 (86)4.3.3 自然环流可逆调速系统 (87)第五章 交流调速基础 (91)5.1 概述 (91)5.1.1 交流调速系统与直流调速系统的比较 (91)5.1.2 交流调速系统的难点和复杂性 (93)5.1.3 交流调速系统的技术突破 (94)5.1.4 交流调速系统的主要应用领域 (95)5.2 交流调速涉及的知识 (96)5.3 电力变换电路 (96)5.3.1 变频器的基本构成 (96)5.3.2 跟踪型PWM控制 (101)第六章 VVVF调速 (104)6.1 VVVF调速 (104)6.1.1 VVVF控制的电压模式 (104)6.1.2 异步电动机变频调速时的机械特性 (104)6.1.3 转矩提升的Uω控制 (106)116.1.4 VVVF控制的基本结构 (107)6.2 转差频率控制 (109)6.2.1 转差频率控制概念 (109)6.2.2 转差频率控制规律 (109)6.2.3 转差频率控制的基本结构 (110)第七章 矢量控制技术 (112)7.1 异步电动机等效电路变换 (112)7.1.1 T型等效电路 (112)7.1.2 通用等效电路 (113)7.1.3 不对称T型等效电路 (114)7.2 坐标变换 (115)7.2.1 3φαβ−变换 (115)7.2.2 d qαβ−−变换 (116)7.2.3 3d qφ−变换 (116)7.3 矢量控制异步电动机数学模型 (117)7.3.1 异步电动机基本方程 (118)7.3.2 异步电动机d-q轴理论 (120)7.3.3 异步电动机的电磁转矩 (121)7.4 矢量控制的思路 (121)7.5 矢量控制类型 (123)7.5.1 直接型矢量控制 (123)7.5.2 间接型矢量控制 (124)7.6 矢量控制系统 (126)7.6.1 电流源驱动异步电动机矢量控制系统 (126)7.6.2 电压源驱动异步电动机矢量控制系统 (127)7.6.3 带有直流控制环的异步电动机矢量控制系统 (128)绪论0.1 什么是运动控制系统0.1.1 什么是运动控制运动控制的主要研究内容是机械运动过程中涉及的力学、机械学、动力驱动、运动参数检测和控制等方面的理论和技术问题。
运动控制
1.运动控制系统是以电动机及其拖动的机械设备为控制对象，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。
2.运动控制不同的分类方法：（1）被控物理量：转速被控的系统叫调速系统，以角位移或直线位移叫伺服系统（位置随动系统）；（2）驱动电机类型：直流电动机叫直流传动系统，交流电机叫交流传动系统；（3）控制器：模拟电路叫模拟控制系统，数字电路叫数字控制系统。
3.运动控制三要素：控制器、功率驱动装置、电动机。
4.运动控制发展趋势：（1）运动控制的交流化（2）功率变换装置高频化（3）功率系统的高速、超小和超大化（4）系统实现的集成化（5）控制的数字化、智能化和网络化5.直流电机的种类：他励，幷励，串励，复励，永磁。
6.直流电机启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动7.他励直流电机的调速方法：（1）改变电枢电阻，即串电阻调速（2）改变电枢电压U （3）减弱电机励磁磁通φ8.调速系统的静态及动态指标：（1）静态指标:1.调速范围D（可调速度的范围，即D=；2.静差率S指负载变化时转速的稳定程度，即s==X100%。
（2）动态指标：1.跟随性指标。
1）上升时间2）超调量3）调节时间；2.抗扰性指标。
9.直流电机调压调速：旋转变流机组；晶闸管相控静止整流；直流脉宽调制。
10.晶闸管相控静止整流的缺点：功率因数低，谐波大，是造成电力公害的主要原因之一11.（1）在相同负载下，闭环系统的转降速只是开环系统的1/（1+K）；（2）在相同负载下，闭环系统的静差率只是开环系统的1/（1+K）；（3）静差率相同时，闭环系统的调速范围是开环系统的（1+K）倍。
(4) 当给定电压相同时，闭环系统的空载转速是开环系统的1/(1+K),也就是说闭环系统的理想空载转速大大降低，如果希望闭环系统和开环系统的理想空载转速相同，则闭环系统的给定电压必须是开环系统的(1+K)倍，如果希望两者给定电压相同、理想空载转的理想空载转速相同，则闭环系统必须设置放大器。
运动控制系统的发展历程
运动控制系统的发展历程1. 概述运动控制系统是一个广泛应用于机械设备中的系统，用于控制和监测物体的运动。
随着科技的发展和工业自动化的推动，运动控制系统也得到了长足的发展。
本文将详细探讨运动控制系统从诞生到现在的发展历程。
2. 早期运动控制系统2.1 机械式运动控制系统最早的运动控制系统可以追溯到19世纪，在当时主要是以机械式的方式实现。
机械式运动控制系统通过连杆、凸轮和曲柄等机械元件的配合来实现对物体的运动控制。
这种系统结构简单，但受限于机械元件的耐久性和精度，应用范围有限。
2.2 电气式运动控制系统随着电气技术的发展，人们开始探索使用电气元件来实现运动控制系统。
1920年代，电机和电子管的应用为电气式运动控制系统的发展奠定了基础。
在这个阶段，人们主要使用继电器和电磁接触器来控制电机的运动，实现简单的运动控制功能。
2.3 数字式运动控制系统20世纪60年代，随着计算机技术的迅速发展，数字式运动控制系统开始兴起。
这种系统使用数字信号处理器（DSP）和微处理器来实现对运动的精确控制。
数字式运动控制系统具有更高的精度和灵活性，广泛应用于机械加工、自动化生产线等领域。
3. 现代运动控制系统3.1 高级运动控制算法现代运动控制系统注重增强系统性能和精确度。
高级运动控制算法的应用使得系统能够更加灵活地控制物体的运动。
例如，PID控制算法能够实现对物体位置、速度和加速度的精确控制。
同时，模糊控制、遗传算法等也逐渐应用于运动控制系统中，提高了系统的稳定性和响应速度。
3.2 传感技术的发展运动控制系统的发展不仅依赖于控制算法的改进，还离不开传感技术的发展。
随着传感器技术的进步，运动控制系统能够更准确地感知物体的位置和状态。
光电编码器、加速度传感器、激光测距仪等传感器的应用，为运动控制系统提供了更大的灵活性和精确度。
3.3 网络化和智能化随着信息技术的快速发展，运动控制系统向网络化和智能化方向发展。
通过将运动控制系统与网络相连接，可以实现远程监控和远程控制。
电机学坐标变换基础知识总结
电机学坐标变换：让电气运动控制更高效
电机学坐标变换是一项重要的电气控制技术，可以将电机系统中
的三相坐标系和两相坐标系相互转换，从而实现更高效的电气运动控制。
以下是一些关于电机学坐标变换的基础知识总结，供大家参考。
一、坐标系的定义
电机系统中最常见的坐标系是直角坐标系、极坐标系和三相坐标系。
其中，直角坐标系（x，y）是一种平面坐标系，极坐标系（r，θ）则用极径和极角描述二维空间中的位移，而三相坐标系则涉及到三个
正弦波。
二、电机中的坐标变换
在电机系统中，直角坐标系可转换为极坐标系，极坐标系也可通
过三角函数转换为三相坐标系。
在三相交流电机控制中，常用的坐标
变换有卡氏变换和帕克变换。
卡氏变换可将三相坐标系转换为两相坐
标系，而帕克变换则将三相坐标系转换为定子坐标系和转子坐标系。
三、坐标变换在电气运动控制中的应用
电气运动控制中，坐标变换可以用来控制电机的转速、转矩和位置。
通过坐标变换，我们可以实现电机的矢量控制、转子定向控制和
磁场定向控制，从而提高电机的控制精度和效率，并实现更灵活的控
制策略。
总结：电机学坐标变换是电气控制领域中的一项重要技术，通过转换坐标系，可以实现更高效的电气控制策略。
电机工作者需要掌握基础的坐标变换知识，以便在实际应用中更好地控制电机的转速、转矩和位置。
电气运动控制实训报告范文
一、实训概述随着科技的飞速发展，电气运动控制技术在工业、交通、医疗等领域得到了广泛应用。
为了提高学生对电气运动控制技术的理解和实践能力，本实训课程旨在让学生通过实际操作和实验，掌握电气运动控制的基本原理、系统组成、调试方法以及故障排除等技能。
本次实训共分为四个部分：运动控制系统原理学习、运动控制系统硬件搭建、运动控制系统软件编程以及运动控制系统调试与测试。
二、实训内容1. 运动控制系统原理学习首先，我们对运动控制系统的基本原理进行了深入学习。
主要包括以下几个方面：（1）运动控制系统的基本组成：运动控制器、驱动器、执行机构、传感器等。
（2）运动控制系统的分类：开环控制系统、闭环控制系统、多轴联动控制系统等。
（3）运动控制系统的常用控制算法：PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
2. 运动控制系统硬件搭建在掌握了运动控制系统原理的基础上，我们开始进行硬件搭建。
具体步骤如下：（1）根据实验要求，选择合适的运动控制器、驱动器、执行机构和传感器。
（2）按照电路图连接运动控制系统的各个部件，包括电源、信号线等。
（3）对连接好的电路进行测试，确保电路正常工作。
3. 运动控制系统软件编程完成硬件搭建后，我们开始进行软件编程。
主要包括以下内容：（1）编写运动控制程序，实现运动控制器的初始化、参数设置、控制算法等功能。
（2）编写执行机构控制程序，实现执行机构的启动、停止、速度、位置等控制。
（3）编写传感器数据采集程序，实现传感器数据的实时采集和处理。
4. 运动控制系统调试与测试完成软件编程后，我们对运动控制系统进行调试与测试。
具体步骤如下：（1）对运动控制系统进行初步调试，确保硬件和软件正常工作。
（2）对执行机构进行速度、位置等参数调整，实现精确控制。
（3）对传感器进行校准，提高数据采集的准确性。
（4）进行系统性能测试，包括响应时间、精度、稳定性等指标。
三、实训总结通过本次电气运动控制实训，我们取得了以下成果：1. 掌握了运动控制系统的基本原理、系统组成和控制算法。
电力拖动自动控制系统—运动控制系统第1章绪论
03 电力拖动系统基础知识
电力拖动系统概述
电力拖动系统的定义
利用电动机将电能转换为机械能，实 现对机械运动过程的控制。
电力拖动系统的组成
电力拖动系统的分类
根据电动机类型、传动方式和控制要 求等不同，可分为直流电力拖动系统 和交流电力拖动系统。
包括电动机、传动机构、控制设备和 电源等部分。
直流电机与交流电机原理及应用
插补功能
根据预设轨迹生成中间点，实 现平滑运动。
输入输出处理
接收外部信号并处理，输出控 制信号给执行器。
传感器与执行器
传感器类型
包括光电编码器、磁编码器、霍尔传感器等。
传感器与执行器的匹配
根据被控对象和控制要求选择合适的传感器 和执行器。
执行器类型
包括直流电机、交流电机、步进电机、伺服 电机等。
性能参数
为了提高跟踪精度和响应速度，常采 用先进的控制算法，如自适应控制、 滑模变结构控制等。
关节控制系统通过接收来自上位控制器的指 令，驱动伺服电机或步进电机等执行机构， 实现关节的精确角速度或角位移跟踪。
包装机械中物料传输线速度调节
包装机械中的物料传输线负责 将待包装物品传输到包装工位， 其速度调节对于保证包装效率 和质量至关重要。
智能化、网络化的发展推动了运 动控制系统的变革和升级，但同 时也需要解决相关的技术难题和
安全问题。
未来研究方向和热点问题探讨
新型传感器和执行器的研发与应用
探索新型传感器和执行器的原理、结构、制造工艺等关键技术，提高 其性能、可靠性和寿命。
先进控制策略的研究与优化
针对复杂非线性系统，研究更为先进的控制策略，提高系统的控制精 度和稳定性。
性能指标定义及分类
电力拖动自动控制系统——运动控制系统 复习指导必考
电力拖动自动控制系统——运动控制系统1、电力拖动实现了电能与机械能之间的能量转换，电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是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。
P12、运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成。
P13、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是控制速度和位移。
要控制转速和转角，唯一的途径是控制电动机的电磁转矩T e，转矩控制是运动控制的根本问题。
P54、有三种调节电机转速的方法：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。
P76、在动态过程中，晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。
P147、一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足系统所需的静差率的转速可调范围。
P238、调速范围和静差率是一对互相制约的性能指标，如果既要提高调速范围，又要降低静差率，唯一的办法是减少负载所引起的转速降落Δn N。
P259、反馈控制规律：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）系统的精度依赖于给定的反馈检测精度。
P3110、反馈控制系统对它们都有抑制作用，但是有一种扰动除外，如果在反馈通道上的测速反馈系数α受到某种影响而发生变化，它非但不会能够得到反馈控制系统的抑制，反而会造成被调量的误差。
P3111、信号的离散化是微机数字控制系统的第一个特点。
信号的数字化是微机数字系统的第二个特点。
P4112、M法和T法测速特点与适用范围。
M法测速是在一定时间内测取旋转编码器输出的脉冲个数来计算转速；M法测速适用与高速段。
T法测试是测出旋转编码器两个编码器输出脉冲之间的间隔时间来计算转速；T法测速适用与低速段。
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。
P43-4513、从闭环结构上看，电流环在里面，称为内环；转速环在外边，称作外环。
第6章电力拖动自动控制系统运动控制系统第5版ppt课件
差功率、减小输出功率来换取转速的降低。
增加的转差功率全部消耗在转子电阻上，
这就是转差功率消耗型的由来。
6.2.2 异步电动机调压调速 的机械特性
增加转子电阻值， 临界转差率加大， 可以扩大恒转矩负 载下的调速范围， 这种高转子电阻电 动机又称作交流力 矩电动机。
缺点是机械特性
较软。
图6-6 高转子电阻电动机（交流力矩 电动机）在不同电压下的机械特性
6.2.3 闭环控制的调压调速系统
要求带恒转 矩负载的调 压系统具有 较大的调速 范围时，往 往须采用带 转速反馈的 闭环控制系 统。
图6-7 带转速负反馈闭环控 制的交流调压调速系统
6.2.3 闭环控制的调压调速系统
当系统带负载稳定时，如果负载增大或减 小，引起转速下降或上升，反馈控制作用 会自动调整定子电压，使闭环系统工作在 新的稳定工作点。
由于受电动机绝缘和磁路饱和的限制， 定子电压只能降低，不能升高，故又 称作降压调速。
异步电动机调压调速
调压调速的基本特征：电动机同步转速保 持额定值不变
n1
n1N
60 f1N np
气隙磁通
Φm
Us 4.44 f1NskNS
随定子电压的降低而减小，属于弱磁调速。
6.2.1 异步电动机调压调速 主电路
12
Lls
L'lr
2
异步电动机的机械特性
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
3n p
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
运动控制工作原理
运动控制工作原理
运动控制是一种基于电气和机械技术的系统，旨在实现对物体的运动、位置和力量的精确控制。
它通常由电动驱动器、传感器、控制器和执行器等组成，通过运动控制算法实现对目标物体的精确控制。
运动控制的工作原理主要分为三个步骤：信号采集、处理和执行。
首先，传感器被用于采集目标物体的位置、速度和力量等信息，这些信息会被转化成电信号并传送给控制器。
控制器会对这些信号进行处理，计算出所需的控制指令。
最后，控制器会将指令传递给执行器，执行器会根据指令控制电动驱动器，从而实现对物体的运动控制。
在运动控制的过程中，控制器通常会采用闭环控制系统。
闭环控制系统通过不断监测目标物体的运动状态，并与给定的目标值进行比较，及时调整控制指令。
这种反馈机制可以有效地纠正运动误差，提高控制精度，并使系统具有较强的鲁棒性和稳定性。
此外，运动控制还涉及到一些重要的技术和算法，如位置控制、速度控制、力控制等。
位置控制是通过控制目标物体的位置来实现运动控制，速度控制是通过控制目标物体的运动速度来实现运动控制，力控制是通过控制目标物体受到的作用力来实现运动控制。
这些控制技术都需要根据具体的应用场景和要求进行选择和调优，以实现更加精确和可靠的运动控制效果。
综上所述，运动控制是一种基于电气和机械技术的系统，通过
传感器采集目标物体的位置、速度和力量等信息，并经过控制器的处理和执行器的控制，实现对物体的精确运动控制。
在实际应用中，需要根据具体的需求选择合适的控制技术和算法，以实现更好的控制效果。
电气专业(运动控制系统分析调试)总复习
10. 变频调速中，稳态性能最好的方式是（D ） D A．定子压降补偿 B．恒 Us/ω1 控制 D．恒 Er/ω1 控制 C．恒 Eg/ω1 控制 11. 变频调速中，定子电流检测是为了（C ） A．电流负反馈 B. 限流保护 C. 定子压降补偿 D. 电流无静差 12、典型 II 型系统动态跟随性能指标与参数最佳配比，中频带宽 h 为（B ） B A、3<h<10 B、h=5 C、h=3 D、h=10 13、 比较交流调速与直流调速的机械特性，交流调速的电磁转矩 Te（D） 。 A、 与ωs 成正比 B、 Us 成正比 C、与 Is 成正比 D、 与 存在最大值 Tem 14、转速开环变压变频调速系统，电压故障检测是通过单片机控制（A ） A 。 A、泵升电压 B、定子电压 C、定子电流 D、电压频率 15、转速闭环转差频率控制系统中，ASR 为转速调节器，构成外环（D ） 。 A、PI 调节器 B、转速反馈 C、正反馈 D、负反馈 16、转速闭环转差频率控制系统中，内环设计为（D ） ，保持加速启动，使 D 得频率与转速同步。 A、PI 调节器 B、转速反馈 C、正反馈 D、负反馈 17、已知系统的时间常数 Tl=0.01s，Tm=0.05s，Ts=0.001s，系统稳定条件 下，系统开环放大系数 K 应小于（A ） 。 A、55.1 B、101 C、5.51 D、551 18、已知系统的时间常数 T l =0.02s，Tm=0.06s，Ts=0.017s，系统稳定条件 下，系统开环放大系数 K 应小于（C ） C 。
K 为典型Ⅰ型系统，系统稳定时的参数 S (TS + 1)
间的关系是（D ） A．K≥1 /T B．K > 1 /T C．K≤1 /T D． K < 1 /T 8. 典型Ⅰ型系统动态跟随性能指标与参数最佳配比，阻尼系数ξ为（C ） C A．ξ>1 B. 0<ξ<1 C. ξ=0.707 D. 0.5<ξ<1 9. 变频调速时，动态过程中转速调节器 ASR 输出为（C ） 。
运动控制介绍
新一代交流调速系统的兴起与发展， 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。
1.2 运动控制系统的历史与发展
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。
电力拖动自动控制系统 -------运动控制系统
中南林业科技大学 计信学院
王明芳
运动控制系统
第 1章
绪论
运动控制系统
课程性质：电气工程及其自动化专业必修课 学时数：40学时 学分：2.5学分 教材：电力拖动自动控制系统 -------运动控制系统（第4版）
陈伯时 编 著
机械工业出版社 2013年1月出版
模拟控制器
并行运行，控制器的滞后时间小。 微处理器数字控制器 串行运行方式，其滞后时间比模拟 控制器大得多，在设计系统时应予以 考虑。
运动控制系统的信号检测与处理
信号检测
电压、电流、转速和位置等信号 信号转换 电压匹配、极性转换、脉冲整形等 数据处理 信号滤波
1.2 运动控制系统的历史与发展
交流调速系统
基于动态模型的交流调速系统
矢量控制系统 直接转矩控制系统 动态性能良好，取代直流调速系统
1.2 运动控制系统的历史与发展
同步电动机交流调速系统
同步电动机的转速与电源频率严 格保持同步，机械特性硬。 电力电子变频技术的发展，成功地 解决了阻碍同步电动机调速的失步 和启动两大问题。
1.2 运动控制系统的历史与发展
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。
常见的运动控制器有哪些
常见的运动控制器有哪些运动控制器介绍运动控制（Motion Control）通常是指在复杂条件下，将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制。
按照使用动力源的不同，运动控制主要可分为以电动机作为动力源的电气运动控制、以气体和流体作为动力源的气液控制和以燃料（煤、油等）作为动力源的热机运动控制等。
据资料统计，在所有动力源中，90%以上来自于电动机。
电动机在现代化生产和生活中起着十分重要的作用，所以在这几种运动控制中，电气运动控制应用最为广泛。
电气运动控制是由电机拖动发展而来的，电力拖动或电气传动是以电动机为对象的控制系统的通称。
运动控制系统多种多样，但从基本结构上看，一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位机、运动控制器、功率驱动装置、电动机、执行机构和传感器反馈检测装置等部分组成。
其中的运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心、以传感器为信号敏感元件、以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。
运动控制器就是控制电动机的运行方式的专用控制器：比如电动机在由行程开关控制交流接触器而实现电动机拖动物体向上运行达到指定位置后又向下运行，或者用时间继电器控制电动机正反转或转一会停一会再转一会再停。
运动控制在机器人和数控机床的领域内的应用要比在专用机器中的应用更复杂，因为后者运动形式更简单，通常被称为通用运动控制（GMC）。
运动控制器的类型1、是以单片机等微处理器作为控制核心的运动控制器。
这类运动控制器速度较慢、精度不高、成本相对较低，只能在一些低速运行和对轨迹要求不高的轮廓运动控制场合应用。
2、是以专用芯片（ASIC）作为核心处理器的运动控制器，这类运动控制器结构比较简单，大多只能输出脉冲信号，工作于开环控制方式。
由于这类控制器不能提供连续插补功能，也没有前馈功能，特别是对于大量的小线段连续运动的场合不能使用这类控制器。
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课程名称：电气运动控制系统
课程性质：选修课
学分：3
学时： 48学时
先修课程：电气传动及控制基础
一、目的与任务
通过一种典型自动控制系统调节器的设计、调试，掌握各环节和整个系统的调试步骤与方法，加强基本技能训练；掌握参数变化对系统性能影响的规律。
在设计调试实验系统基础上，要对控制器进行初步的研究，或对控制系统结构进行分析研究；培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力；学会实验数据的分析与处理，培养独立分析问题、解决问题的能力。
培养求实严谨之科学作风，鼓励学生对所遇到的特殊问题进行深入探讨；编写课程设计报告书。
二、教学内容及学时分配
1．介绍电气传动综合试验台，简要讲述电气传动的基础理论知识以及典型电气传动控制系统设计的基本方法。
（2学时）
2. 电枢回路R、L参数及时间常数T
、T m的实验测定（4学时）
3．带电流截止负反馈的转速负反馈直流调速系统（4学时）
4. 转速、电流双闭环直流调速系统（4学时）
5. 转速、电流、电流变化率三闭环直流调速系统（4学时）
6. 转速、电流、电压三闭环直流调速系统（4学时）
7. 自然环流可逆直流调速系统（4学时）
8. 给定和可控环流可逆直流调速系统（4学时）
9. 逻辑无环流可逆直流调速系统（4学时）
10.错位无环流可逆直流调速系统（4学时）
11.脉宽调制（PWM）直流调速系统的研究（4学时）
12．总结（6学时）。
三、考核与成绩评定
从以下几个方面进行考核：
1．学习态度和纪律表现；
2．创新思维及回答问题的情况；
3．达到的性能指标；
4．完成设计报告的质量；
5．对某些特殊问题进行钻研、探讨情况。
成绩的评定采用等级制，即优、良、中、及格和不及格。
各考核项目所占比重为：1．学习态度和纪律表现10%；
2．创新思维及回答问题的情况15%；
3．达到的性能指标30%；
4．完成设计报告的质量40%；
5．对某些特殊问题进行钻研、探讨情况5%。
四、大纲说明
1．课程性质
电气运动控制系统是电气自动化专业的一门专业选修实验课程，具有综合性特点。
该课程所涉及的知识内容共包括《电子技术》，《电力电子技术》，《电气传动》，《电磁控制元件》以及《自动控制原理》等。
电气运动控制系统包含了多个典型教学实验内容，基本函盖了“电力拖动自动控制”直流调速系统从单环到多环、单向到可逆以及脉宽调制（PWM）直流控制方面的有关内容。
2．教学要求
（1）认真阅读课程设计指导书，熟悉实验平台和各控制单元的工作原理，画出系统原理图。
（2）熟悉实践环节中用到的仪器仪表、装置的结构、电机和其他设备的额定数据及控制开关的作用。
（3）按照课程设计指导书的要求拟定实验的具体线路和步骤、选择测量仪表、编制记录表格。
（4）通过闭环特性与开环特性的对比，强调闭环系统的优越性。
通过本设计，使学生真正明白闭环系统的每项性能指标与系统参数之间的对应关系，使学生懂得若想进一步改善某项性能指标应该从何做起。
（5）掌握自然环流可逆直流调速系统基本原理和特点。
（6）掌握给定和可控环流可逆直流调速系统基本原理和特点。
（7）掌握逻辑无环流可逆直流调速系统基本原理和特点。
（8）掌握错位无环流可逆直流调速系统基本原理和特点。
（9）熟悉脉宽调制（PWM）直流调速系统的调试方法。
（10）明确强电安全措施。
整个教学过程使用强电，又有旋转的机组，一定要注意安全，避免造成人身伤害或设备损坏。
3．教学方法
以学生设计、实验为主，教师授课为辅。
设计、实验以电气控制综合实验台为中心，依托实验室的仪器设备进行。
学生分组完成设计、实验任务，教师承担授课、辅导和答疑等。
五、教材、参考书
[1] 电气传动课程设计指导书。
自编。
[2] 廖晓钟 . 电力电子技术及电气传动[M].北京：北京理工大学出版社，2000.
[3] 夏新顺 . 拖动自动控制系统实验指导[M].上海：机械工业出版社，1984.。