運動控制系統(tǒng)-0 - 運動控制系統(tǒng)

《運動控制系統(tǒng)-0 - 運動控制系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、運動控制系統(tǒng)教師：蘇少鈺辦公室：自動化系樓313室聯(lián)系電話：025-84315872-313緒論1、運動控制系統(tǒng)是什么？2、為什么要學(xué)習(xí)？3、本課程有什么特點？What？Why？How?ListenToMe!1、什么是運動控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)人工控制自動控制系統(tǒng)1）液位自動控制動畫2）自動控制定義所謂自動控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機器、設(shè)備或生產(chǎn)過程（統(tǒng)稱被控對象）的某個工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。例如：數(shù)控車床按照預(yù)定程序自動地切削工件；化學(xué)反應(yīng)爐的溫度或壓力自動地維持恒定；

2、無人飛機按照預(yù)定航跡自動升降和飛行等等.運動控制系統(tǒng)電動機為控制對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置作為驅(qū)動機構(gòu)，在自動控制理論的指導(dǎo)下組成的自動控制系統(tǒng)。典型運動控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成運動控制系統(tǒng)的分類按驅(qū)動電機分：直流傳動系統(tǒng)－－用直流電機帶動生產(chǎn)機械；交流傳動系統(tǒng)－－用交流電機帶動生產(chǎn)機械；按被控物理量分：調(diào)速系統(tǒng)－－以轉(zhuǎn)速為被控量；位置隨動系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）－－以角位移或直線位移為被控量；按控制器的類型分：模擬控制系統(tǒng)－－以模擬電路構(gòu)成控制器；數(shù)字控制系統(tǒng)－－以數(shù)字電路構(gòu)成控制器；按閉環(huán)數(shù)分：單環(huán)，雙環(huán)，多環(huán)系統(tǒng)對某一實際運動控制系統(tǒng)可能是這些分類的交叉：如：用單片機實現(xiàn)的

3、數(shù)字式雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)；直流電機系列步進電機系列接收數(shù)字控制信號，把電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移交流電機系列2、為什么要學(xué)習(xí)運動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域機械加工，冶金，交通運輸，石油加工，航天航空、國防工業(yè)、家電生產(chǎn)、輕工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。具體應(yīng)用例子：工業(yè)領(lǐng)域：數(shù)控機床；印刷電路板生產(chǎn)線：表面貼焊，快速打孔，機械手放置器件；國防領(lǐng)域：雷達跟蹤，自動武器，飛行器控制等；家電領(lǐng)域：冰箱，空調(diào)，洗衣機，電腦光驅(qū)，電風(fēng)扇等；機器人：機械手、足球機器人、搬運機器人等。數(shù)控車床數(shù)控銑床機械手MarsRoverMarsRover2六自由度機械手取物六自由度機械手運動據(jù)統(tǒng)計，我國電動機裝機容量約

4、為4億多千瓦，其用電量占當(dāng)年全國發(fā)電量的60%~70%。當(dāng)前，能源緊張?。?！合理、經(jīng)濟、有效的利用電能，是運動控制系統(tǒng)設(shè)計者的責(zé)任。綜合性強，多個學(xué)科交叉（自動控制、電子技術(shù)、微機技術(shù)等）工程化－－理論與實踐相結(jié)合。涉及的知識：自動控制理論、模擬與數(shù)字電路、微機原理重視能力培養(yǎng)，學(xué)會如何將學(xué)到的知識具體應(yīng)用到實際的工程設(shè)計中。3、本課程有什么特點運動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制器驅(qū)動器電動機生產(chǎn)機械測量反饋裝置PC或PLC主要研究內(nèi)容：（1）電力傳動裝置與系統(tǒng)（2）運動參數(shù)的測量與反饋（3）運動系統(tǒng)的控制策略（1）電力傳動裝置與系統(tǒng)電力傳動：電源、控制設(shè)備、電動機和被拖動的機械對象的組合。電動機

5、：電能到機械能的變換裝置。電力傳動中應(yīng)用最廣泛、研究最深入的電動機：直流電動機、交流電動機驅(qū)動器：向電動機提供功率并控制其轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速或位置的裝置。（2）運動參數(shù)的測量和反饋測量和反饋部分的核心：傳感器運動控制系統(tǒng)中的傳感器的作用：運動參數(shù)的測量力學(xué)參數(shù)的測量電氣參數(shù)的測量控制系統(tǒng)對測量反饋部分的基本性能要求：準確性（靜態(tài)特性）、實時性（動態(tài)特性）（3）運動系統(tǒng)的控制策略開環(huán)控制：一種不需要測量系統(tǒng)輸出，以及不需要根據(jù)輸出作出反應(yīng)的控制技術(shù)。閉環(huán)控制：將測量系統(tǒng)輸出與輸入給定值相比較，并采取正確行動已獲得期望的輸出結(jié)果的技術(shù)。閉環(huán)運動控制系統(tǒng)一般圍繞某種控制目標(biāo)進行。閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制

6、目標(biāo)：（1）位置控制：將某負載從某一確定的空間位置按某種軌跡移動到另一確定的空間位置。（數(shù)控機床、機器人）（2）速度和加速度控制：以確定的速度曲線使負載產(chǎn)生運動。（電梯）（3）轉(zhuǎn)矩控制：通過轉(zhuǎn)矩的反饋來維持轉(zhuǎn)矩的恒定。（造紙機械）閉環(huán)控制器中的著名控制機制：比例-積分-微分（PID）控制對系統(tǒng)誤差進行處理并得到控制量的三種方式它們的本質(zhì)是什么？它們的作用各有哪些？它們是如何實現(xiàn)的？在工程設(shè)計中如何使用？運動控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史19世紀80年代以前－－僅有直流電氣傳動19世紀末，出現(xiàn)交流電機（鼠籠式異步交流電機）－－開始逐步使用交流電氣傳動20世紀30年代起，形成直流調(diào)速，交流不調(diào)速的格

7、局20世紀后期，交流調(diào)速興起運動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢高頻化交流化網(wǎng)絡(luò)化以省電為目的：改原來交流不調(diào)速為交流調(diào)速；以減少維護為目的：改直流調(diào)速為交流調(diào)速；原直流調(diào)速達不到的領(lǐng)域：大功率、高壓、高速場合應(yīng)用交流調(diào)速系統(tǒng)。本課程時間安排：總共32學(xué)時講課－－24學(xué)時實驗－－8學(xué)時本課程內(nèi)容安排：調(diào)速系統(tǒng)：直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)；伺服系統(tǒng)（位置隨動系統(tǒng)）；實驗1）直流調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)；轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)；轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)（速度環(huán)+電流環(huán)）直流調(diào)速系統(tǒng)