交直流伺服系统复习提纲

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1、交直流伺服系统课程概述主要内容概述机电传动系统的动力学基础常用电力电子开关器件数字PID控制器与数字滤波位移、角度、转速检测传感器直流电动机调速系统交流异步电动机变频调速系统步进电动机的单片机控制第0章概述§0.1伺服系统概念伺服系统：用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统专指被控制量是机械位移或速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。0.2伺服系统的组成伺服控制系统一般包括：1、比较环节：2、控

2、制器：3、执行环节：4、被控对象：5、检测环节：0.3伺服系统的基本要求和特点1、对伺服系统的基本要求稳定性好：精度高：快速响应并无超调：频带宽：2、伺服系统的主要特点精确的检测装置有多种反馈比较原理与方法高性能伺服电动机宽调速范围的速度调节系统0.3伺服系统的基本要求和特点0.4伺服系统的分类按调节理论分类:按使用的驱动元件分类:按反馈比较控制方式分类第1章机电传动系统的动力学基础1.1机电传动系统的运动方程1.2转矩和转动惯量的折算(为何折算、原则)1、负载转矩的折算2、转动惯量的折算1.3负载机械和电动机的机械特性机

3、械特性：转矩与运动参数（速度）之间的关系。几种典型机械特性：1.4机电传动系统稳定运行的条件稳定运行包含两重含义：稳定运行的充要条件是:第2章常用电力电子开关器件第4章数字PID控制器与数字滤波4.1模拟PID控制原理4.2数字PID控制算法数字PID控制算法可以分为位置式PID控制算法和增量式PID控制算法。4.3数字PID的改进算法4.3.1对积分作用的改进“积分饱和”1、积分分离法2、遇限削弱积分法4.3.2对微分作用的改进4.3数字PID的改进算法1、不完全微分法2、微分先行法当有阶跃信号输入时，微分项输出急剧增加

4、，容易引起调节过程的振荡，导致调节品质下降。4.4数字PID控制器参数和采样周期选择4.4.1参数的选择方法1、凑试法2、经验法比例系数Kp、积分时间常数TI、微分时间常数TD分别对系统动态及稳态性能的影响4.4.2采样周期的选择4.4数字PID控制器参数和采样周期选择4.5数字滤波技术算术平均值法：(1)思路；(2)特点移动平均滤波法：(1)思路；(2)特点防脉冲干扰平均值法：(1)思路；(2)特点数字低通滤波法：(1)思路；(2)特点第5章位移、角度、转速检测传感器5.1光栅位移检测传感器5.1.1光栅传感器的特点和分

5、类5.1.2光栅位移传感器的组成5.1.3光栅位移传感器的工作原理5.1.4光栅细分技术5.2光电编码盘角度检测传感器5.2.1绝对式光电编码盘1、结构与工作原理2、提高分辨率的措施3、减少误码率的方法5.2.2增量式光电编码盘5.2.3光电编码盘与单片机的接口5.3直流测速发电机5.3.1直流测速发电机的工作原理5.3.2影响直流测速发电机输出特性的因素及对策第6章直流电动机调速系统6.1直流电动机电枢的PWM调压调速原理1、直流电动机的工作原理2、直流电动机的机械特性3、调速方法4、直流伺服驱动装置改变占空比的方法PW

6、M控制信号的产生方法6.2直流电动机的不可逆PWM系统直流电动机PWM控制系统有可逆和不可逆系统之分。可逆系统是指电动机可以正反两个方向旋转;不可逆系统是指电动机只能单向旋转。对于可逆系统，分为单极性驱动和双极性驱动方式单极性驱动是指在一个PWM周期里，作用在电枢两端的脉冲电压是单一极性的;双极性驱动则是指在一个PWM周期里，作用在电枢两端的脉冲电压是正负交替的。6.2.1无制动的不可逆PWM系统6.2直流电动机的不可逆PWM系统6.2.2有制动的不可逆PWM系统6.3直流电动机双极性驱动可逆PWM系统6.3.1双极性驱动

7、可逆PWM系统的控制原理6.3直流电动机双极性驱动可逆PWM系统6.3.1双极性驱动可逆PWM系统的控制原理6.3.2采用专用直流电动机驱动芯片LMD18200实现双极性控制6.4直流电动机单极性驱动可逆PWM系统单极性驱动也有T型和H型之分，以H型应用的最多。H型可分成：受限单极性驱动方式和受限倍频单极性驱动方式。6.4.1受限单极性驱动可逆PWM系统的控制原理6.4.2受限倍频单极性驱动可逆PWM系统的控制原理6.4.3用单片机实现受限单极性控制第7章交流异步电动机变频调速系统7.1交流异步电动机变频调速原理7.1.1

8、变频调速原理7.1.2主电路和逆变电路工作原理现在流行的交流异步电动机调速方法主电路中各元件的功能7.2变频与变压1、基频以下调速恒电动势频比控制方式、恒压频比控制方式。2、基频以上的调速7.2.1问题的提出7.2.3载波频率的选择7.2.2变频与变压的实现---SPWM调制波7.3变频后的机械特性及其