电力拖动自动控制系统(陈伯时)ppt4-3位置随动系统.ppt

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1、1.位置随动系统的主要组成部件及其工作原理；2.位置随动系统的分类；3.位置信号的检测装置分类；4.位置随动系统与调速系统的比较，位置随动系统自身性能指标的特色；5.典型位置信号检测装置的工作原理。重点、难点：1.位置随动系统与调速系统的比较，位置随动系统自身性能指标的特色；2.典型位置信号检测装置的工作原理。4.2位置随动系统1位置随动系统的被控制量是负载机械的线位移或角位移，当位置给定量任意变化时，要求输出量快速而准确地复现给定量的变化。广义的随动系统输出量可以是其他物理量，只要是“输出量快速而准确地复

2、现给定量”，就叫做随动系统。随动系统又称“伺服系统”。2一.位置随动系统的具体应用例如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。3二.位置随动系统的主要组成部件及其工作原理这是个电位器式位置随动系统，可用来实现雷达天线

3、的跟踪控制4(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。5（2）电压比较放大器输出信号为下一级控制信号。6〔3)可逆功率放大器输出驱动电动机的电压。7(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。……8三.位置随动系统与调速系统的比较位置随动系统的主要特征如下：(1)位置随动系统的主要功能是使输出位移快速而准确地复现给定位移；(2)必须有具备一定精度的位置传感器，能准确地给出反映位移误差的

4、电信号；(3)电压和功率放大器以及拖动系统都必须是可逆的；(4)控制系统应能满足稳态精度和动态快速响应的要求。9三.位置随动系统与调速系统的比较◆随动系统和调速系统一样都是反馈控制系统，通过对系统的输出量和给定量进行比较，组成闭环控制。◆调速系统的给定量是恒值，受外界扰动时，希望输出量能够稳定，系统的抗扰性能很重要。◆位置随动系统中的位置指令是经常变化的，是一个随机变量，要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性、准确性是位置随动系统的主要特证（系统的跟随性能）是主要指标。总起来看，稳态精度和

5、动态稳定性是两种系统都必须具备的，但在动态性能中，调速系统多强调抗扰性，而位置随动系统则更强调快速跟随性能。10四、位置随动系统的分类根据位置环的不同分两个类型：◆模拟式随动系统（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）◆数字式随动系统（位置检测器可用感应同步器、光电编码器等）111.模拟式其各种参量都是连续变化的模拟量在调速系统的基础上外加—个位置环组成。122.数字式随动系统◆数字式相位控制随动系统◆数字式脉冲控制随动系统◆数字式编码控制随动系统13◆数字式相位控制随动系统数控机床上用

6、相位闭环（锁相环）的反馈控制系统14◆数字式脉冲控制随动系统数字给定信号是指令脉冲数D*，作为位置检测用的光栅则发出位置反馈脉冲数D，它们分别进入可逆计数器的加法端和减法端。15◆数字式脉冲控制随动系统经运算后得到脉冲的误差量。误差信号经数模转换后，作为速度控制器的给定信号，再经功率放大，使电机和机床工作台向消除偏差的方向运动。16◆数字式编码控制随动系统给定量是二进制数字码信号。17◆数字式编码控制随动系统检测元件是光电编码盘或其它数字反馈发送器，借助于转换电路得到二进制码信号，二者联合构成“角度——数码

7、”转换器或“线位移——数码”转换器。18五.位置传感器位置随动系统与调速系统的区别在于信号的检测。位置随动系统要控制的量一般是直线位移或角位移,组成位置环时必须通过检测装置将它们转换成一定形式的电量，这就需要位移检测装置。位置随动系统中常用的位移检测装置有自整角机、旋转变压器、感应同步器、光电编码盘等。191、自整角机（BS)由合成磁动势在接收机铁心中产生合成磁通Φ2，然后在接收机转子绕组中感应出电压ubs,这个电压在时间上领先磁通Φ290°，于是202、旋转变压器(BR)旋转变压器实际上是一种特制的两相旋

8、转电机，定子和转子上各有两套在空间上完全正交的绕组。212、旋转变压器(BR)当转子旋转时，定、转子绕组间的相对体置随之变化，使输出电压与转子转角呈一定的函数关系：22旋转变压器构成的角差测量装置233、感应同步器(BIS)具有两种结构形式：◆用来测角位移-圆形感应同步器;◆测直线位移-直线式感应同步器。24254、光电编码盘（绝对值式）光电编码器可直接将角位移信号转换成数字信号，它是一种直接编码装置。见角编码器