《运动控制系统复习》PPT课件

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1、《运动控制系统》复习运动控制系统的定义与分类定义：以机械运动的驱动设备－－电动机为被控对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论指导下组成的电力传动自动控制系统。分类：（1）按被控物理量分：以转速为被控量的系统叫调速系统，以角位移或直线位移为被控量的系统叫随动系统（或伺服系统）。（2）按驱动电动机的类型分：用直流电动机带动生产机械的为直流传动系统，用交流电动机带动生产机械的为交流传动系统。（3）按控制器的类型分：用模拟电路构成控制器的系统为模拟控制系统，用数字电路构成控制器的系统为数字控制系统。第一章单闭环直流调速系统直流调速方法（1）调节

2、电枢供电电压U；（2）减弱励磁磁通；（3）改变电枢回路电阻R。三种调速方法的性能与比较对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。常用的可控直流电源旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电

3、压V-M系统的特点晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。在控制作用的快速性上，变流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级,这将大大提高系统的动态性能V-M系统的问题由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。晶闸管对过电压、过电流和过高的dV/dt与di/dt都十分敏感，若超过允许值会在很短的时间内损坏器件。由谐波与无功功率引起电网电压波形畸变，殃及附近的用电设备，造成“电力公害”。直流斩波器或脉宽调制变换器斩波电路三种控制方式T不变，变ton—脉冲宽度调制(PWM）；ton不变，变T—脉冲频率调制

4、(PFM）；ton和T都可调，改变占空比—混合型。PWM系统的优点（1）主电路线路简单，需用的功率器件少；（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小；（3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左右；（4）若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；（5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。整流与逆变状态当0<</2时，Ud0>0，晶闸管装置处于整流状态，电功率从交流侧输送到直流侧；当/2<<

5、max时，Ud0<0，装置处于有源逆变状态，电功率反向传送。抑制电流脉动的措施设置平波电抗器；增加整流电路相数；采用多重化技术晶闸管-电动机系统的机械特性电流连续电流断续V-M系统机械特性的特点当电流连续时，特性还比较硬；断续段特性则很软，而且呈显著的非线性，理想空载转速翘得很高。晶闸管触发和整流装置的传递函数简单的不可逆PWM变换器有制动的不可逆PWM变换器电路桥式可逆PWM变换器（1）电流一定连续；（2）可使电机在四象限运行；（3）电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；（4）低速平稳性好，系统的调速范围可达1:20000左右；（5）低速时，每个开关器件的驱动脉

6、冲仍较宽，有利于保证器件的可靠导通。在工作过程中，4个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，而且在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。PWM控制与变换器的数学模型电能回馈与泵升电压的限制泵升电压形成的原因;抑制泵升电压的方法控制要求（1）调速；（2）稳速；（3）加、减速调速指标调速范围静差率调速范围、静差率和额定速降的关系开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系（1）闭环系统静性可以比开环系统机械特性硬得多。（2）如果比较同一的开环和闭环系统，则闭环系统的静差率要小得多（3）当要求的静差率一定时，闭环系统可以大

7、大提高调速范围（4）要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器反馈控制规律的特点1.被调量有静差2.抵抗扰动,服从给定3.系统的精度依赖于给定和反馈检测精度直流电动机的传递函数1/CeUd0IdL(s)EId(s)Un++--1/RTls+1RTms控制与检测环节的传递函数放大器测速反馈闭环调速系统的动态结构图n(s)U*n(s)IdL(s)Uct(s)Un(s)+-KsTss+1KP1/CeTmTls2+Tms+1+-R(Tls+1)Ud0(s)反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件静态性能指标：闭环系统的开环增益越大越好；动态性能分析：为了保证系统