运动控制复习资料

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1、第1章可控直流电源——电动机系统1.可调直流电源电路的基本类型：相控整流器：交流→直流（控制α角改变直流电压）直流PWM变换器：直流→直流（直流PWM调制脉冲电压，改变输出电压）2.直流PWM变换器结构图及原理：结构组成：四个功率开关器件：VT1,VT2,VT3,VT4四个续流二极管：VD1,VD2,VD3,VD4工作原理：用PWM调制技术，把恒定直流电源电压调制成频率一定，宽度可变的脉冲电压系统，从而改变平均输出电压的大小，以调节电机转速。工作过程：VT1，VT4，VD2，VD3：正转，正转制动VT2，VT3，VD1，VD4：反转，反转制动输出电压：Ud=(2ρ-

2、1)Us,调速时ρ的可调范围为0-1当ρ>0.5时，Ud>0，电机正转；当ρ<0.5时，Ud<0，电机反转；当ρ=0.5时，Ud=0，电机停止。当Ud=0，电机停止时，电机虽然不动，电枢两端的瞬时电压和瞬时电流都不为零，而是交变的。它们的平均值为零，不会产生平均转矩。数学模型：机械特性：3.稳态性能指标：调速范围：（越大越好）：静差率：（越小越好）：约束关系：4.开环系统存在的问题：调速范围和静差率是一对相互制约的性能指标，额定降速太大，使静差率难以满足要求。因此需要采用反馈控制技术，构成转速闭环控制，解决D和S之间的矛盾。第2.1.1章转速单闭环直流调速系统1.工

3、作原理：上图是具有转速负反馈的直流电动机调速系统。被调量是n，给定量是，在电动机轴上安装测速发电机，得到与被测量转速成正比的反馈电压Un.给定电压和反馈电压相比较后，得到转速偏差电压△Un，经过比例放大器A，产生电力电子变换器UPC所需的控制电压Uc，改变可控直流电流输出直流电压Ud，调节电动机转速。2.稳态关系：3.静态特性：相同负载扰动下：相同理想空载转速下：相同静差率下：4.反馈控制规律：（1）被调量是有静差的（2）服从给定，抵抗干扰（可以抑制负反馈环上前向通道上的扰动）（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测精度第2.1.2章转速单闭环限流保护1.问题提出：闭环

4、系统突加给定启动的冲击电流电动机堵转电流2.解决方法：电流截止负反馈——电流大于设定值才起作用的一种电流反馈形式。3.实现电路：确定Rs,Ucom的值4.静态特性：第2.1.4章PI控制规律及调节器的设计1.PI调节器：滞后校正，以快速性换取稳态精度（是无静差调速）2.KI（积分）控制规律：（1）输入量不等于零时，输出量就线性增加，直到达到输出饱和值（2）输入量等于零时，输出量停止增加，保持在当前值上（3）突加输入时，输出量不能突变，线性增加，表现出相对于输入滞后的特点3.有静差与无静差的比较：积分控制和比例控制的区别在于：比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状而

5、积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史比例Kp：调节之后，和之前的转速不相等，稳定后转速发生了改变积分KI：调节稳定之后，转速与之前的值相等4.PI（比例积分）控制规律：输出部分由两部分组成比例部分1和成正比积分部分2表示从t=0到此时刻对的积分值结论：PI控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点，又克服了各自的缺点比例部分能迅速控制响应作用；积分部分最终消除稳态偏差第2.2章转速.电流双闭环直流调速系统1.对转速控制规律的认识：开环系统——解决转速能调问题转速单闭环——解决稳速问题转速单闭环电流负反馈——解决电流过大问题引入调节器——解决稳态指标与动态指标

6、之间的矛盾2.双闭环系统原理图：问题引出：用一个调解器难以兼顾对转速的控制和对电流的控制。如果在系统中另设一个电流调节器，就可构成电流闭环电流调节器串联在转速调节器之后，形成电流为内环，转速为外环的双闭环系统组成：ASR为转速调节器（AutomaticCurrentRegulator）ACR为电流调节器（AutomaticSpeedRegulator）ASR与ACR都为PI调节器，同时限幅饱和时，ACR,ASR失去调节作用，相当于开环设计限幅的原因：实现在不同环节的不同时刻，让反馈起作用工作过程：在启动与制动过程中，电流闭环起作用，保持电流恒定，缩小过渡过程时间。到

7、达给定转速，进入转速控制方式，转速闭环起主导作用，电流闭环起跟随作用使实际电流快速跟随给定，以保持转速恒定3.双闭环系统结构图：4.静态特性：AB段：ASR不饱和ACR不饱和随负载的变化而变化，电流环起跟随作用BC段：ASR饱和当负载电流达到最大值后，ASR饱和ACR不饱和起调节作用系统表现为电流无静差，实现过电流的自动保护5.稳态参数：在双闭环的调速系统中，两个调节器ACR,ASR均采用PI调节器。已知参数：电动机，，电枢回路总电阻设，电枢回路最大电流，电力电子变换器的放大系数（1）电流反馈系数和转速反馈系数（2）当电动机在最高转速发生堵转时的6.启动过程分析