运动控制系统总结PPT学习教案.pptx

《运动控制系统总结》 运动控制系统是自动化领域中的一个重要分支，主要负责驱动机械设备进行精确的运动控制。该系统的核心是电动机，它作为机械运动的驱动力源，通过控制器和电力电子功率变换装置来实现对运动的精准调控。运动控制系统的设计和实现基于自动控制理论，旨在确保系统的稳定性和高效性。 直流调速系统主要采用直流电动机，其数学模型简洁，易于进行转矩控制。由于换向器和电刷的存在，直流电动机可以实现电枢电流和励磁电流的解耦，使得转矩与电枢电流成正比关系，这为实现精确的调速提供了便利。然而，直流电动机也存在换向问题和维护成本高的缺点。 交流调速系统则以交流电动机为主，特别是笼型感应电动机，因其结构简单而广泛应用。但交流电动机的动态模型复杂，非线性且多变量强耦合，对控制策略提出了更高要求。交流电动机的调速通常涉及到磁场定向、电压矢量控制等技术。 在运动控制系统中，转矩控制是核心问题，简化运动方程式通常忽略阻尼转矩和扭转弹性转矩。生产机械的负载转矩是不可控的扰动输入，其特性可以分为恒转矩负载和恒功率负载。恒转矩负载包括位能性负载和反抗性负载，而恒功率负载则适用于需要保持输出功率恒定的场合。 直流调速系统通常通过调节电枢供电电压、减弱励磁磁通或改变电枢回路电阻来调整电动机转速。这些方法对应的调速特性曲线包括调压、调阻和调磁三种。其中，调压调速通过改变电源电压来改变电动机速度，调阻调速通过增加电枢回路电阻来降低转速，而调磁调速则是通过改变励磁电流来调整电机转速。 在转速反馈控制的直流调速系统中，引入了反馈机制以提高系统性能。例如，晶闸管整流器-电动机系统通过电流连续时的V-M特性来实现控制。晶闸管触发电路与整流装置的传递函数描述了输入输出的关系，进一步的控制策略如PWM（脉宽调制）技术在直流PWM变换器-电动机系统中被用来提高控制精度和效率。 运动控制系统是电气传动自动控制的重要组成部分，涵盖了电动机的物理特性和控制策略，涉及了从直流到交流、从简单调速到复杂反馈控制的多种技术。深入理解这些知识点对于设计和优化自动化设备的运动性能至关重要。