《位置随动系统》PPT课件

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1、第二章位置随动系统目录位置随动系统的应用位置随动系统的主要组成部件及其工作原理；位置随动系统的分类；位置随动系统与调速系统的比较；自整角机位置随动系统。位置随动系统就是实现执行机构对位置指令（给定量）的准确跟踪，被控制量（输出量）一般是负截的空间位移，当给定量随机变化时，系统能使被控制量准确无误地跟随并复现给定量。位置随机系统中的位置指令（给定量）和被控制量一样也是位移（或代表位移的电量），当然可以是角位移，也可以是直线位移，所以位置随动系统必定是一个位置反馈控制系统。1.位置随动系统的应用位置随动系统的概念例如1:轧钢机压下装置的控制，在轧制钢材的过程中，必须使上下两根轧

2、辊之间的距离能按工艺要求进行自动调整；例如2:数控机床的加工轨迹控制和仿形机床的跟踪控制；例如3:轮船上的自动操舵装置能使位于船体尾部的舵叶的偏转角模仿复制位于驾驶室的操舵手轮偏转角，以便按照航行要求来操纵船舶的航向；例如4:火炮群跟踪雷达天线或电子望远镜以瞄准目标的控制。位置随动系统的具体应用2.位置随动系统的主要组成部件位置随动系统的基本组成，其原理图如图2-1所示。这是一个电位器式位置随动系统，用来实现雷达天线的跟踪控制。这个系统由以下几个部分组成：（1）位置检测器（2）电压比较放大器（3）可逆功率放大器（4）执行机构图2-1电位器式位置随动系统原理图图2-1电位器式

3、位置随动系统原理图(1)位置检测器由电位器RP1和RP2组成，其中RP1转轴与手轮相连。（1）位置检测器由电位器RP1和RP2组成位置（角度）检测器，其中电位器RP1的转轴与手轮相连，作为转角给定，电位器RP2的转轴通过机械机构与负载部件相连接，作为转角反馈，两个电位器均由同一个直流电源供电，这样可将位置直接转换成电量输出。图2-1电位器式位置随动系统原理图（2）电压比较放大器输出信号为下一级控制信号。（2）电压比较放大器由放大器1A、2A组成，其中放大器1A仅起倒相作用，2A则起电压比较和放大作用，其输出信号作为下一级功率放大器的控制信号，并具备鉴别电压极性（正反相位）的

4、能力。图2-1电位器式位置随动系统原理图〔3)可逆功率放大器输出驱动电动机的电压。（3）可逆功率放大器为了推动随动系统的执行电动机，只有电压放大是不够的，还必须有功率放大，功率放大由晶闸管或大功率晶体管组成整流电路，由它输出一个足以驱动电动机SM的电压。图2-1电位器式位置随动系统原理图(4)执行机构永磁式直流伺服电动机SM作为带动负载运动的执行机构。(5)减速器一般情况下负载的转速时很低的，在点击和负载之间需要设置减速器。……（4）执行机构永磁式直流伺服电动机SM作为带动负载运动的执行机构，这个系统中的雷达天线即为负载，电动机到负载之间还得通过减速器来匹配。位置随动系统的

5、工作原理，仍以电位器式位置随动系统为例来进行分析。在图2-1中可以看出，如果两个电位器RPl和RP2的转轴位置相同，那么给定角与反馈角也相等，此时角差两个电位器的输出电压U*=U，所以电压比较放大器的输出电压Uct=0，可逆功率放大器的输出电压Ud=0，SM电动机的转速n=0，系统处于静止状态。2.位置随动系统的工作原理若转动手轮，当给定角增大，，则U*>U，Uct>0，Ud>o，电动机转速n>0，经减速器带动雷达天线转动，雷达天线通过机械机构带动电位器RP2的转轴，使相应增大。只要，SM电动机就一直带动雷达天线朝着缩小偏差的方向运动，当达到，偏差角，Uct=0，Ud=0时

6、，系统才会停止运动，在新的状态重新稳定下来。当给定角减小，则系统运动方向将和上述情况相反。显而易见，这个系统完全能够实现被控制量准确跟踪给定量的要求。3.位置随动系统的分类由于位置随机系统的基本特征体现在位置上，体现在位置给定信号和位置反馈信号及两个综合比较方面，因此可根据这个特征将它划分两个类型，一类是模拟式随动系统，另一类是数字式随机系统。模拟式角位移随动系统的各种参量都是连续变化的模拟量，其位置检测器可用电位器，自整角机，旋转变压器，感应同步器等。一般是在调速系统的基础上外加一个位置环组成。采用数学式检测装置来组成数字式随动系统。在这类系统中，一般仍可采用模拟的电流环

7、和速度环以保证系统的快速响应，但位置环是数字式的。图2-2典型的模拟式位置随动系统原理图模拟式检测装置的精度由于受到制造上的限制不可能做得很高，因而影响到整个模拟式位置随动系统的精度。如果需要进一步提高生产机械的控制精度，就必须使用数字式检测装置来组成数字式位置随动系统。在数字式位置随动系统中，一般情况下仍采用模拟式电流环和速度环，以保证系统的响应速度，但位置环是数字式的。①数字式相位控制随动系统数字式相位控制随动系统，如图2-3所示。这是数控机床上广泛采用的一种随动系统，实质上是一个相位闭环（又称锁相环）的反馈控