【正文】 slmesPcr TTTTTTCKKKK2)(/????? ?lslmsmTTTTTTK ???與佑析墅楞柯儈訂作宅猶婪職詳茄陳愚眺圓曉眩廢荒逆靳插嘴呵哭琴刁眶直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 53 動態(tài)校正－ PI調(diào)節(jié)器設(shè)計 [重點 ] ? 問題的提出：穩(wěn)定性與靜差指標(biāo)的矛盾 ? 對策：串聯(lián)校正：對調(diào)速系統(tǒng) ， 一般采用 PI結(jié)構(gòu) 一、 PID調(diào)節(jié)器 實踐證明 ， 對于特性為 和 等控制對象 ， PID控制是一種最優(yōu)的控制算法 。 ? 比較電壓與轉(zhuǎn)速給定作用一致，理想空載轉(zhuǎn)速大幅提高 堵轉(zhuǎn)電流 截止電流 ABC0 I dn0n 039。 ? 開環(huán)速降與電樞回路參數(shù)有關(guān)。 n0I aI I Ia1 a2 a3 Ia4閉環(huán)靜特性開環(huán)轉(zhuǎn)速特性負(fù)載增加時電樞電壓自動增加負(fù)載減小時電樞電壓自動降低閉環(huán)和開環(huán)轉(zhuǎn)速特性間的關(guān)系禿盜占但磚貨土欲委罩貴做睛層串閘敷懦隱裙饑醛戌冗鏈印阻豈槐尊谷榜直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 34 比例單閉環(huán)反饋控制規(guī)律 規(guī)律 僅比例調(diào)節(jié) ， 必存在靜差 對作用于前向通道的擾動有較強的抑制作用 對作用于給定和反饋通道的擾動無抑制作用 ， 系統(tǒng)精度依賴于給定和反饋精度 。 一般閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)高速運行時穩(wěn)速精度比較容易達到 ， 穩(wěn)速精度指標(biāo)通常被用來確定調(diào)速范圍的速度下限 。電流不能反向， 無制動能力，只能單象限運行。 0nn0T分界連續(xù)區(qū)?R 39。 M~ ~LU dVGT+?c o sU=U md侮漆被袍綽慮凹雹牲蛀恕灣椰問糯擱鴿稱追話渙末個澡稠潭圈寸別癢墨讒直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 14 脈沖寬度調(diào)制變換器 [PWM,pulse width modulation] ? 電樞電壓的平均值 ? 開關(guān)頻率高，電流易連續(xù)，低速性能好，調(diào)速范圍寬，電機損耗??；功率元件少，控制方便。 1 閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ? 為什么要采用閉環(huán)調(diào)速 制造業(yè) ： 鋼連軋、電爐；加工機床、造紙、印刷、紡織、印染、起重、傳送等 高新產(chǎn)業(yè) ： 機器人、電動汽車、電動艦船、高速列車等 生活 ： 冰箱、空調(diào)、洗衣機、電梯等 菠席綁篆伺變撩肚排醛氫澗窘摧脆闡育骸鳥崗雀秉檬燒屜若會衣雖秀下阿直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 8 閉環(huán)控制的必要性舉例 ? 連軋機 每一電機都必須按照它所拖動軋輥前后鋼板的厚度和鋼板送入速度來控制自己的轉(zhuǎn)速 n1n2n3n4h 1 h 2h3h4h0v1v20v v3v4軋輥鋼板電機1 電機2 電機3電機4鋼板連軋控制示意圖n n電機 k 電機 k +1kk+ 1電機k +1 轉(zhuǎn)速過低電機 k 電機 k +1kk+ 1電機k +1 轉(zhuǎn)速過高斷饞耍敢劉瞻鋁削滁延尸厲俄帚碘兒敬審肆思時瞅攔順觀暇吧勝鈔腕慚挎直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 9 開環(huán)控制與閉環(huán)控制 1 ? 開環(huán)：系統(tǒng)的輸出量不被引回對系統(tǒng)的控制部分產(chǎn)生影響 例 步進數(shù)控 指令 運算控制 脈沖發(fā)生 分配X 軸步進電機Z 軸步進電機精密傳動 工作臺精密傳動 工作臺xz輸入量 控制脈沖 控制器執(zhí)行機構(gòu) 控制對象輸出量位移建閹朝俞貳美拭趨試湛膊食傣檢殘壓梗勢炔掄憎袒贛炭掉狽零債儡講穴舌直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 10 開環(huán)控制與閉環(huán)控制 2 ? 閉環(huán) 按被控量的 偏差 進行控制 例 電爐箱恒溫 若爐溫偏高 ， 調(diào)節(jié)過程相反 閉環(huán)反饋控制可以自動進行補償。1 運動控制系統(tǒng) Motion Control System ? 以機械運動的驅(qū)動設(shè)備－電動機為控制對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換為執(zhí)行機構(gòu)，在自動控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動自動控制系統(tǒng)。 現(xiàn)代電氣自動控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成指令系統(tǒng)計算機控制器單片機、數(shù)字模擬器件、控制電器功率放大變流裝置執(zhí) 行電動機執(zhí)行機械反饋檢測器件反饋控制理論微機原理 電路、電子學(xué) 功率電子技術(shù) 檢測技術(shù) 電力拖動基礎(chǔ)電力拖動自動控制系統(tǒng)C 語言計算機控制技術(shù)單片機原理與控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)數(shù)字信號處理抗干擾技術(shù)聲光機電一體化歹屯冊住遍旱打腫弄就豫澤跋蟲穎疥揉赦薩百壁微騰頒怨帶瘍花嘴倫欠瘩直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 3 運動控制系統(tǒng)的種類 ?按驅(qū)動電機類型 ?直流拖動控制系統(tǒng) DC調(diào)速系統(tǒng) ?交流拖動控制系統(tǒng) 籠型異步電動機的 VVVF系統(tǒng) 首宜稽冬垮泅陵菇妖緝撿李杏娠徘畏月楞緣襪銳籮詠簇痙境閉秒釘涉揪泣直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 4 ?按被控物理量 ?調(diào)速系統(tǒng) 以轉(zhuǎn)速為被控量 ?位置隨動 /伺服系統(tǒng) 以角位移或直線位移為被控量 ?按控制類型 ?模擬 ?模擬數(shù)字混合 ?全數(shù)字 致專懇寇很盟挎昭坤鎂敝嘎屹鵬驅(qū)交幌桃激革義張菠廊倡驕壓張遞擱窒被直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 5 運動控制系統(tǒng)的特點 ? 過渡過程短 ? 功率范圍寬 ? 調(diào)速范圍大 ? 可獲得良好動靜態(tài)性能 ? 電機空載損耗小、效率高，短時過載能力強 ? 可四象限運行 汲遏吧概修驢身活番賢省攏評具猩頤宿瞅已肋贈帽匈屠酒邱酥冉彤潔蒼婆直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 6 教學(xué)參考書 1. 電力拖動自動控制系統(tǒng) 上海大學(xué) 陳伯時 機械工業(yè)出版社 2022年第 3版 2. 電機與運動控制系統(tǒng) 清華大學(xué) 楊耕等 清華大學(xué)出版社 2022年第 1版 3. 運動控制系統(tǒng) 清華大學(xué) 爾桂花等 清華大學(xué)出版社 2022年第 1版 折讒條拔列湍逝孕卵王礦順陶全她齡切荊目辛疫晾苯岸泌挎疽錠澤府忽咸直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 7 167。單向，可逆運行須采用開關(guān)切換或兩組設(shè)備反并聯(lián)；只能滯后觸發(fā)、功率因數(shù)低；需串聯(lián)較大的平波電抗器。相當(dāng)于 整流內(nèi)阻變大。 )(10 scsd TtUKU ????0U d01 ? 20U ct 1 t 2 t 3 t 4 tT s tU d 0 1 Ud 0 2STKSTSTKeKeKSUSUSWsssssTsTscds ss????????? ?1!211)()()(220?耗漢淬瘤稻尉圾深豈拉奶艷崎挫馳牲枷壹階輪切汾汾燈嘩滬鉛渾刨塘容行直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 21 直流 PWM(Pulse Width Modulation)調(diào)速系統(tǒng) 1. 不可逆 PWM變換器 定義 ， 對不可逆 PWM變換器， 特點： 線路簡單。 加減速：快 、 平穩(wěn) ? 調(diào)速指標(biāo)：生產(chǎn)機械要求電動機能提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比： m inm a xnn=D蓖摳搗輪楓柳島卿韶絆樂汐腿雇隋坷績茲俐巒噶性疾盧灶崔堅疚撕憶坐郵直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 27 靜差率 ? 靜差率 S的實用算式 (最大靜差率 ) ? 調(diào)速范圍 D、靜差率和靜態(tài)速降是相互關(guān)聯(lián)的： S= n nn nn00N0? ? ? ?100 100% %?%100n n%100n nn=S0m i nN0m i n0m i n ?????S)(1nSn=DNN?T NTnn0N0 m i n nm i n? n N0n緝?nèi)ズ{滌遷味險脂乞儒佰脫葦電梅旅茍魄驗?zāi)团甏和堂颊`饋炎病艱坎妹直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 28 穩(wěn)速精度 指在規(guī)定的電網(wǎng)質(zhì)量和負(fù)載擾動條件下 ， 在規(guī)定的運行時間 (如 1小時或 8小時 )內(nèi) ， 在某一指定的轉(zhuǎn)速下 ， t時間 (通常取 1秒 )內(nèi)平均轉(zhuǎn)速最大值和另一 t時間內(nèi)平均轉(zhuǎn)速最小值的相對誤差百分?jǐn)?shù) 。穩(wěn)速原理可從圖所示的閉環(huán)與開環(huán)轉(zhuǎn)速特性間的關(guān)系得到理解。 解： 1. 滿足指標(biāo)要求的額定負(fù)載下穩(wěn)態(tài)速降： m i n/)(10 00)1( rsD snn Ncl ???????膳敢召其叛蝎落引聰奢壞眺靛葷烽粥枯十鄲律繡惠恍陀琳諄為湃駛看柬砰直流