工业控制技术复习材料.doc

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1、第1-1讲： 工业控制技术概述 1. 开环系统:若系统中的信号只从控制装置向被控对象传递，而无方向传递，即信号传递路径不构成回路，这类控制称为开环控制系统。 2. 闭环系统;在控制系统中，通过测量装置检测输出量，并与输入信号进行比较，进而使控制装置按照二者的差值来调节输出量，这类控制称为开环控制系统。 第1-2讲：机电传动系统的动力学基础 1. 方向判断：TM转矩与n同向为正，反向为负。    TL转矩与n同向为负，反向为正。（Td=TM-TL） 2. 折算: 转动惯量J=mρ2=m D2 /4 = GD2/(4g)  ω=2πn/60   TL=9549P/n

2、   1)转矩折算：等功率法 PL: 负载轴功率                   2)PM:  折算到电机轴上的等效功率 3. 负载特性: 1）恒转矩型 反抗性：传送带、搅拌机、挤压成形机等摩探负载，方向：恒与运动       方向相反（阻碍作用）              位能性：车或升降机等重力负载．方向：与运动方向无关 2）离心式通风机型：按离心力原理工作的，离心式鼓风机，水泵等3) 直线型：TL随n的增加成正比地增大， 如励直流发电机 4) 恒功率型：TL与n成反比，如车床 4.系统稳定运行的条件：1. 电动机的机械特性曲线n=f(Tm)和生产机械的

3、特性曲线n=f(T)有交点（即拖动系统的平衡点）；2. 当转速大于平衡点所对应的转速时，TmT，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有Tm-T>0 五. 动力基本方程：Td=TM-TL= GD2dn/375 dt 第2-1讲：传感器（测速传感器）;  增量式光学旋转编码器（方向，转速计算）    1. M法测速（适合于高转速场合）    编码器每转产生 N 个脉冲，在T 时间段内有 m1 个脉冲产生，则转速为: n = 60m1/（NT） 有一增量式光电编码器，其参数为

4、1024p/r，在5s时间内测得65536个脉冲，则转速为 ：      n = 60 × 65536 /（1024 × 5）=768 r/min                                                                         2. T法测速（适合于低转速场合） 编码器每转产生N个脉冲，用已知频率fc作为时钟，填充到编码器输出的两个相邻脉冲之间的脉冲数为m2，则转速(r/min)为： n = 60fc / （Nm2 ） 有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为30

5、00，时钟频率fc为1MHz则转速为n = 60fc /（Nm2）=60×106/（1024×3000）=19.53 r/min 第2-2讲：直流电动机的工作原理及特性； 1. 基本结构: 定子：产生主磁场和支撑电机； 转子：产生机械转矩以实现能量转换； 2. 工作原理:  一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势为E1，如负载转矩Tl不变，外加电压和电枢电阻均不变，问：当减弱励磁使转速上升到新的稳态值时，电枢反电势如何变化？  T不变，Φ减小，I增大，U不变，E减小   电枢电压平衡方程：U=IaRa+E  电磁转矩方程：T=KeΦIa        电势

6、方程：E=KeΦn 机械特性（转速与转矩的关系）: n=U/Kt Φ —(Ra/KeKt Φ2)TRa=(0.5~0.75)(1—Pn/UnIn) Un/In                  h¢=¢=例:已知某他励直流电动机的铭牌数据（见P40, 3.8） (1) 估算电枢电阻Ra                   (2) 求KeΦN                      (3) 求理想空载转速n0                 4) 求额定转矩TN   得到两点:（0, n0）和（TN，nN） 3.启动： 1) 降压启动: 电压由小到大，随转速的升

7、高而逐步加大，直到满足要求。 2) 串接电阻启动（单、多级） 调速：速度变化：由于电动机负载转矩发生变化而引起的电动机转速发生变化（其特性曲线不发生变化）。 4. 速度调节：在某一负载条件下负载转矩保持不变，靠人为改变机械特性而得到的。 1) 改变外串电阻 特点：(a) 机械特性软，电阻愈大，特性愈软，稳定度愈低； (b) 轻载时调速范围不大；调速电阻消耗大量能量；一般适用于调速性能要求不高的中小容量电机。 2) 改变供电电压 特点：(a) 无级调速；(b) 机械特性硬度不变,稳定度高，调速范围较大；       (c) 恒转矩调速； (d) 设备简单。  3)

8、 改变主磁通 特点：（a