馬昕教授電力拖動與運動控制課件1緒論

1、電力拖動與運動控制馬昕北京化工大學計算機模擬與系統(tǒng)安全工程研究中心教育部化工安全工程研究中心國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局危險化學品生產(chǎn)系統(tǒng)故障預(yù)防及監(jiān)控基礎(chǔ)實驗室北京化工大學信息科學與技術(shù)學院1開課目的掌握基于電氣傳動的運動控制系統(tǒng)的有關(guān)理論和技術(shù)基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)電機學、電力電子技術(shù)、電路原理、自動控制理論、微機原理研究對象電動機直流電動機交流電動機異步電動機同步電動機2參考書目張崇巍, 李漢強. 運動控制系統(tǒng). 武漢理工大學出版社李明. 電機與電力拖動. 電子工業(yè)出版社與我聯(lián)系科技大廈513室Email: QQ:120699972考核方式期末考試 70分（開卷）平時成績 30分（作業(yè)、實驗、出勤）3

2、緒論工業(yè)自動化過程控制：針對六大參數(shù)控制，時間常數(shù)較大運動控制：針對機械運動過程，時間常數(shù)小運動控制的研究內(nèi)容：處理機械系統(tǒng)中一個或多個坐標上的運動以及這些運動之間的協(xié)調(diào)，涉及各軸上運動速度的調(diào)節(jié)以及形成準確的定位或遵循特定的軌跡等諸如此類的問題在復(fù)雜條件下，將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機械運動運動控制系統(tǒng)按照被控物理量可劃分為：調(diào)速系統(tǒng)(以轉(zhuǎn)速為被控量)；伺服系統(tǒng)(以位移為被控量)4緒論運動控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域：軍事自動化（MA）：雷達追蹤、火炮瞄準、慣性導航、衛(wèi)星姿態(tài)等工廠自動化（FA）：加工中心、工業(yè)機器人、風機水泵、軋機傳動等辦公自動化（OA）：磁帶機、磁盤驅(qū)動器、數(shù)控繪圖機、

3、打印機等家庭自動化（HA）：錄像機、CD機、冰箱、洗衣機等控制目標：位置、速度、加速度、轉(zhuǎn)矩/力控制變頻空調(diào)數(shù)控機床5運動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電源主控制器運動控制器驅(qū)動器電動機機械系統(tǒng)反饋裝置PC/PLCPLC變流裝置敏捷驅(qū)動裝置直流電動機伺服電動機步進電動機直線電動機旋轉(zhuǎn)變壓器編碼器電位器測速發(fā)電機傳動裝置定位平臺旋轉(zhuǎn)平臺6運動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電源主控制器運動控制器驅(qū)動器電動機機械系統(tǒng)反饋裝置前向部分 電力傳動與系統(tǒng) 主控制器/運動控制器：PC/PLC 電動機 控制設(shè)備：電力電子變流裝置反饋部分 運動參數(shù)的測量和反饋 傳感器控制策略 開環(huán)控制、閉環(huán)控制電動機分類傳感器分類7閉環(huán)控制策略轉(zhuǎn)矩、速度、位置由

4、內(nèi)向外的三閉環(huán)系統(tǒng)位置控制器速度控制器轉(zhuǎn)矩控制器電流 控 制 功 能 電動機轉(zhuǎn)矩檢測器機械負載s8位置控制 將某負載從某一確定的空間位置按某種軌跡移動到 另一確定的空間位置速度控制 以確定的速度曲線使負載產(chǎn)生運動轉(zhuǎn)矩控制 維持轉(zhuǎn)矩的恒定或遵循某一變化規(guī)律閉環(huán)控制策略 并非所有控制系統(tǒng)都需要三個閉環(huán)，伺服系統(tǒng)一般是三閉環(huán)結(jié)構(gòu)，調(diào)速系統(tǒng)一般是雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)9轉(zhuǎn)矩控制對轉(zhuǎn)矩的控制通常通過控制電流來實現(xiàn)在運動控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩控制是最基本的控制性能評價：穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)響應(yīng)速度速度控制 開、閉環(huán)（交、直流電動機）位置控制 開環(huán)（步進電機）、閉環(huán)（伺服電機）閉環(huán)控制策略10控制器：通用控制方法PID控制、自適應(yīng)控制、Fuzzy控制等特定控制策略 針對交流電動機的轉(zhuǎn)矩控制有： VVVF控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制閉環(huán)控制策略11研究內(nèi)容直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)可逆調(diào)速系統(tǒng)交流調(diào)速系統(tǒng)VVVF調(diào)速矢量控制技術(shù)伺服系統(tǒng)END12Back to 運動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13Back to 運動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14分體式變頻空調(diào)控制電路原理框圖Back to 緒論15數(shù)控機床的組