最新动力学基础资料教学讲义ppt课件.ppt

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1、2016动力学基础资料系统-----运动-----控制-----基础学时：48（3-14周）理论学习：40实验：8（10周、14周）2动力学基础3运动控制系统示意图功率执行装置控制器信号处理传感器电机及拖动对象控制、信号处理、软件工程、数字控制技术等。知识单元：传感器、检测与诊断、抗干扰技术、测量信号处理等。电力电子技术、数字控制技术电机学、运动控制基础控制、稳定性、建模、辨识、最优等。自动控制原理运动控制系统：以电动机及其拖动的机械设备为被控对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在控制理论等指导下可实现电气传动的自动控制系统。电机拖动负载形式旋转运动单轴拖动系统运动形式多

2、轴拖动旋转+直线运动大连理工大学电气工程系典型生产机械的运动形式一、单轴旋转系统电动机、传动机构、工作机构等所有运动部件均以同一转速旋转。二、多轴旋转系统电动机工作机构电动机工作机构大连理工大学电气工程系三、多轴旋转运动加平移运动系统四、多轴旋转运动加升降运动系统电动机工作机构电动机G分析运动规律，即动态特性静态特性动态特性：*静态特性：研究在同一时间里，T、TL、n三者之间的关系。研究T、TL、n＝f(t)的运动规律。6.1电力拖动系统的运动方程式TL=T0+Tg负载转矩电磁转矩MTTLTgT0n生产机械单轴电力拖动系统空载转矩生产机械转矩旋转系统的运动方程式飞轮矩物体绕固定轴旋转时转动惯

3、性的度量而由有运动方程的实用表达形式：具有加速度量纲的系数系统旋转运动的三种状态：1)当或时,系统处于静止或恒转速运行状态，即处于静（稳）态。2)当或时,系统处于加速运行状态；当或时,系统处于减速运行状态，即处于动态。速度不变状态以电动机转速为参考方向，然后规定：运动方程式中转矩正、负号的规定：（1）电磁转矩与转速的正方向相同时为正，相反时为负。（2）负载转矩与转速的正方向相反时为正，相同时为负。（3）动态转矩的大小和正负号由和的代数和决定。带符号的运动方程表达形式：将多轴系统→单轴系统，称等效单轴系统。折算→将各轴的物理量折算到新的等效单轴上，其值称为原轴物理量的折算值。6.2多轴系统中工

4、作机构各物理量的折算多轴拖动系统大连理工大学电气工程系R系列斜齿轮减速电机更多的图片负载=传动机构+工作机构等效的单轴电力拖动系统折算1.工作机构转矩折算1）旋转运动的工作机构转矩折算2）直线运动的工作机构转矩折算2.飞轮矩折算1）传动机构飞轮矩折算2）工作机构（旋转、直线）飞轮矩折算大连理工大学电气工程系多轴旋转系统的折算z1z4z5z2z3z6效等一、等效负载转矩等效（折算）原则：机械功率不变。TL=TmcΩmΩL=Tmjc电动机工作机构nTLn1n2nmTm电动机等效负载nTLTLΩc=TmΩm传动机构的效率传动机构的转速比大连理工大学电气工程系传动机构的总转速比j=j1·j2·

5、jmΩΩmj=nnm=1※j1=nn1=12j2=n1n2=2mjm=n2nm=常见传动机构的转速比的计算公式：(1)齿轮传动n1n2j=z2z1=(2)皮带轮传动n1n2j=D2D1=(3)蜗轮蜗杆传动n1n2j=z2z1=齿轮的齿数皮带轮的直径蜗轮的齿数蜗杆的头数平移提升旋转工作机构力矩折算大连理工大学电气工程系二、等效转动惯量（飞轮矩）等效（折算）原则：动能不变。设各部分的转动惯量为：12JΩ2=12JR212J11212JmΩm2nTLn1n2z1z4z5z2z3z6电动机工作机构nmTmJRJ1J2Jm＋＋12J222＋J=JR＋J1＋J2＋Jmn1nnmn222

6、n2nJ=JR＋J1＋J2＋JmΩ1ΩΩmΩ222Ω2Ω大连理工大学电气工程系如果在电动机和工作机构之间总共还有n根中间轴，则:j=j1j2···jnjm或:GD2=4gJJ2j1j2J=JR＋＋＋J1j1222Jmj1j2jm222J2j1j2=JR＋＋＋J1j1222Jmj2J=JR＋J1＋J2＋···＋Jn＋Jmn1nnnn2222n2nnmnJ2(j1j2)J=JR＋＋＋···＋＋J1j122Jn(j1j2···jn)2Jmj2飞轮矩折算(多轴旋转系统）估算式大连理工大学电气工程系目的将平移作用力Fm折算为等效转矩TL。将平移运动的质量m折算为等效J或GD2。一、等效负载转矩等效（折

7、算）原则：机械功率不变。TLt=Fmvm平移运动系统的折算vmFm作用力平移速度432n1工件(m)刨刀齿条齿轮电动机输出的机械功率切削功率TL=FmvmtΩ=Fmvmtn602大连理工大学电气工程系二、等效转动惯量（飞轮矩）等效（折算）原则：动能不变。1.平移运动折算成旋转运动vmFm作用力平移速度432n1工件(m)刨刀齿条齿轮12JmΩ2=12mvm2Jm=mvmΩ22Gmgvmn2Jm=60