运动控制系统复习提纲.doc
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运动控制系统是自动化领域的核心部分,涉及到电动机控制、调速策略以及反馈机制等多个方面。以下是对运动控制系统的详细阐述: 1. **电动机在船舶电力推进中的应用**:船舶电力推进系统通常采用电动机来驱动螺旋桨,实现船舶的前进和转向。 2. **电动机的工作状态**:电动机在四象限运行中,第四象限表示反向制动状态,即电动机对外输出机械能,电磁转矩与转速方向相反。 3. **同步电动机的特点**:同步电动机的转速与电源频率保持严格的一一对应关系,因此其机械特性较硬,适合需要精确速度控制的场合。 4. **直流调速系统**:电流调速系统要求能够实现无级平滑调速,降低电枢电压的调速方式被认为是最好的调速方法。比例放大器在转速闭环系统中的应用可以显著改善系统的动态性能,但单纯依靠比例放大器无法实现无静差系统。 5. **转速、电流双闭环直流调速系统**:这种系统中,转速调节器容易饱和,而电流调节器则不易饱和。在稳态工作点,ASR(转速调节器)的输出由负载电流决定,控制电压受给定电压和负载电流共同影响。电流环主要对抗电网电压波动,转速环则主要应对负载变化。电流调节器的输出限幅决定了整流装置的最小控制角。 6. **转矩和磁链控制**:电动机的转速和转角控制基本依赖于转矩控制,但磁链控制也是必不可少的,它确保电动机稳定运行。 7. **典型机械负载分类**:起重机提升重物属于位能性恒转矩负载,船舶螺旋桨则属于通风机类负载,不同类型的负载需要不同的控制策略。 8. **直流与交流电力拖动系统的比较**:直流系统数学模型简单,调节器设计相对容易;而交流系统则具有更复杂的控制策略。 9. **PWM调速技术**:双极式直流PWM可逆调速系统在反向运行时,占空比小于0.5,电压系数小于零,防止上、下桥臂直通需要设置逻辑延时,但低速时脉冲宽度窄可能导致微振电流。 10. **反馈控制策略**:带比例放大器的转速反应控制单闭环直流调速系统可以提高系统的稳态硬度,但需要额外的放大器和转速检测设备。比例放大器的转速负反应直流调速系统是有静差的。 11. **系统设计与参数影响**:直流PWM变换器-电动机系统在回馈制动状态下会出现泵升电压,临界放大系数与给定电压无关,而与系统参数如开关频率、转动惯量和电枢回路电阻有关。典型的I型或II型系统可以通过PID调节器进行校正,以满足不同控制需求。 12. **起动过程与控制**:直流电动机的理想起动过程期望在达到给定转速前电枢电流为最大允许电流,以快速加速;达到给定转速后,电流转为负载电流,保持稳定运行。转速、电流双闭环直流调速系统的起动过程可能包括饱和非线性控制、转速超调和准时间最优控制等特点。 综上所述,运动控制系统的复习涵盖了电动机类型、工作状态、调速方法、闭环控制策略、负载特性和系统设计等多个关键知识点,这些都是理解和设计高效运动控制系统的基础。
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