机电控制 PPT课件

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第一章概述
机电控制技术
按输入量的特征分类
恒值控制系统：系统输入量为恒定值。控制任务是保证在任何 扰动作用下系统的输出量为恒值。
C 控制系统
基本类型
D 基本要求
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第一章概述
机电控制技术
什么是控制
1.1 控制系统基本概念
？
控制 :为了达到某种目的对事物进行支配、管束、管制、管理、
监督、镇压。
例1.[钢铁轧制]:轧出厚度一致的高精度铁板
温度控制,生铁成分控制,厚度控制,张力控制等等。
自动控制 :
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第一章概述
控制器在工业中的地位 ➢生产过程、设备、系统自动化 离不开控制器； ➢控制器是系统、产品的核心单 元； ➢控制器的品质往往决定了整个 系统（或产品）的质量等级。
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机电控制技术
为什么开设 机电控制 技术课程 ？
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第一章概述
数控机床
机电控制技术
美国MIT的Servomechanism Laboratory研制出第一台数控机 床(1952)
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第一章概述
机电控制技术
➢自动控制过程
（1）恒温箱实际温度由热 电偶转换为对应的电压u2
（2）恒温箱期望温度由
电压u1给定，并与实际 温度u2比较得到温度偏 差信号u=u1-u2
（3）温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动执行电动机， 并通过传动机构拖动调压器动触头。当温度偏高时，动触头向 减小电流的方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为 止，此时，偏差u=0,电机停止转动。
在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置 （称 控制装置或控制器 ）,使机器、设备或生产过程 （ 被控对象 ）的某个工作状态或参数（即 被控量 ）自动地按 照预定的规律运行（或变化）。
例2.[程控机床]:自动进刀切削，加工出预期的几何形 状直线、圆弧等各种差补控制，进给量控制,等等。
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机电控制技术
基本概念 基本方法 基本技能
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第一章概述
教材及参考资料
➢教材
机电传动控制 芮延年主编 机械工业出版社
机电控制技术
➢参考书籍、期刊、网站
✓机电控制技术，杨汝清，2008，科学出版社 ✓http://WWW.gongkong.com.cn(中国工控网） ✓http://www.chianjournal.net.cn （中国期刊网）
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第一章概述
机电控制技术
1.2 控制系统的工作原理 如何实现
例1. 恒温箱控制
恒温？
➢ 人工控制过程
（1）观测恒温箱内的温度（被
控制量）
1
[实质]检测偏差再纠正偏差。
（2）与要求的温度（给定值） 进行比较得到温度偏差的大 小和方向
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（3）根据偏差大小和方向调节 调压器，控制加热电阻丝的 电流（控制量）以调节温度 回复到要求值。
➢知识面广、涉及深度有限； ➢工程性强，结合实例着重方案分析与归纳，介绍软
件功能并结合上机实验讲解基本操作； ➢讲课、上机、个人自学相结合。
成绩构成：
闭卷考试70%+考勤15%+作业15%
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第一章概述
掌握
教学要求与目标
达到
懂原理 会分析 能设计
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第一章概述
机电控制技术
1.3 控制系统的基本类型
按输入量 按传递信 按系统构 按系统中 按信号传递
特征分类 号分类 成分类 元件特性
方向
恒值控制 连续控制 开环控制 线性控制
程序控制 离散（数 闭环控制 非线性控制 字）控制
前馈控制 反馈控制
随动控制
半闭环控 制
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第一章概述
机电控制技术
理论教学内容及学时安排
➢第一章 概述
2学时
➢第二章 机电控制系统模型
3学时
➢第三章 继电器接触器控制系统 16学时
➢第四章 可编程序控制器原理及应用 18学时
➢第五章 单片机原理及应用
24学时
注：教材中的第三章传感器技术不讲述！
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运动控制卡
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第一章概述
机电控制技术
工业计算机
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PAC
DCS集散系统
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第一章概述
本课程的主要内容：
工业中常用控制器的工作原理及系统设计 ➢低压电器 ➢PLC ➢单片微型计算机
机电控制技术
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第一章概述
机电控制技术
课程的特点：
t u2 u ua n v u t
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第一章概述
[实质] 检测偏差 纠正偏差
机电控制技术
系统输入量
偏差
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反馈
系统原理方块图
系统输出量
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第一章概述
例2 .水箱液位控制 人工控制
自动控制
机电控制技术
偏差
系统输入量 上海交大继续教育学院
航天航空
世界第一颗人造地球卫星(Sputnik)由苏联发射成功(1957)
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第一章概述
机电控制技术
中国嫦娥3号在月面软着陆成功(2013)
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第一章概述
工业中常用控制器
机电控制技术
低压电器
可编程序控制器
单片微型计算机
DSP数字信号处理器 上海交大继续教育学院
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第一章概述
实验教学内容及学时安排
机电控制技术
➢第一部分 低压电器仿真
4学时
➢第二部分 PLC硬件组态、软件开发 4学时
➢第三部分 单片机硬、软件仿真
4学时
理论学时+实验学时=75学时
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第一章概述
本章主要介绍内容
A 基本概念
B 工作原理
机电控制技术
系统输出量 反馈
系统原理方块图
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第一章概述
机电控制技术
控制系统的工作原理：检测偏差再纠正偏差
➢检测输出量（被控制量）的实际值；
➢将输出量的实际值与给定值（输入量）进行比较 得出偏差；
➢用偏差值产生控制调节作用去消除偏差，使得输 出量维持期望的输出。（反馈控制）
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数控车床
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第一章概述
机电控制技术
机器人
美国George Devol研制出第一台工业机器人样机(1954)，两年后，被称 为机器人之父的Joseph Engelberger创立了第一家机器人公司，Unimation。
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第一章概述
机电控制技术