機(jī)床電氣控制課件

緒論１.１機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)中的重要作用

為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)和國防的現(xiàn)代化，就要在機(jī)械產(chǎn)業(yè)不斷地更新設(shè)備機(jī)床一般是指金屬切削機(jī)床，它利用刀具對金屬毛坯進(jìn)行切削，從而加工出機(jī)械零件。機(jī)床的性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的性能、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性１.２電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)介紹及地位

電氣自動(dòng)控制對於現(xiàn)代機(jī)床、其他機(jī)器設(shè)備及生產(chǎn)過程，有著極其重要的作用。通常，電氣控制系統(tǒng)主要包括以下三個(gè)主要環(huán)節(jié)：動(dòng)力部分：是整個(gè)系統(tǒng)的電源供給環(huán)節(jié)，是整個(gè)系統(tǒng)的主幹，是電能轉(zhuǎn)換為其他能量的通道部件，包括動(dòng)力電源開關(guān)、電器控制部件、電動(dòng)機(jī)等。生產(chǎn)過程自動(dòng)控制部分：是生產(chǎn)過程自動(dòng)化的核心，也是間接控制、指揮動(dòng)力電器及系統(tǒng)工作的部件，包括繼電器和各種控制儀錶、智能儀錶等。傳動(dòng)裝置：是生產(chǎn)機(jī)械的連接及傳動(dòng)環(huán)節(jié)，位於電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)械之間，如減速箱、皮帶、連軸器等。１.３電氣自動(dòng)控制在現(xiàn)代機(jī)床中的地位

現(xiàn)代機(jī)床由工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、原動(dòng)機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。傳統(tǒng)的生產(chǎn)機(jī)械由工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、原動(dòng)機(jī)三部分組成。機(jī)床從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，性能不斷提高，在很大程度上取決於電氣拖動(dòng)與電氣控制系統(tǒng)的更新。１.４機(jī)床電氣自動(dòng)控制的發(fā)展概況

１.４.１電氣拖動(dòng)的發(fā)展與分類◆成組拖動(dòng)◆單電機(jī)拖動(dòng)◆多電機(jī)拖動(dòng)◆直流無級(jí)調(diào)速

１.４.２電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展與分類

１.邏輯控制系統(tǒng)

◆手動(dòng)控制

◆自動(dòng)控制２.連續(xù)控制系統(tǒng)３.混合控制系統(tǒng)１.４.３機(jī)床電氣自動(dòng)控制的發(fā)展概況

電氣控制技術(shù)又是與微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、機(jī)械製造技術(shù)等緊密聯(lián)繫在一起的。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)繼續(xù)在突飛猛進(jìn)，向前發(fā)展，21世紀(jì)的今天，電氣控制技術(shù)必將達(dá)到更高的水準(zhǔn)。１.５本章小結(jié)

本課程是一門綜合性的主幹課、專業(yè)課。對培養(yǎng)應(yīng)用型的電氣運(yùn)行與控制專業(yè)中等職業(yè)教育人才具有重要作用。本課程是在學(xué)習(xí)了“電工基礎(chǔ)”、“機(jī)械基礎(chǔ)”之後，在進(jìn)行了電工實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行講授的，以使學(xué)生具有較牢固的基礎(chǔ)理論知識(shí)和初步的電工實(shí)踐技能，為學(xué)習(xí)本課程打下基礎(chǔ)。

機(jī)床常用低壓電器

２.１低壓電器的基本知識(shí)

低壓電器的分類按電器元件所在的系統(tǒng)分類

◆低壓配電電器

◆低壓控制電器按電器動(dòng)作的原理分類

◆手動(dòng)電器

◆自動(dòng)電器

按電器在系統(tǒng)中的作用分類

◆控制電器

◆檢測電器

◆運(yùn)算電器、

◆保護(hù)電器

◆執(zhí)行電器２.１.２常用低壓電器接觸器：交流接觸器、直流接觸器。繼電器：電磁式繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器、速度繼電器。熔斷器：插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、有填料密封式熔斷器、無填料密封式熔斷器、快速熔斷器、自複式熔斷器。斷路器：萬能式短路器、裝置式斷路器、快速式斷路器、限流式斷路器。隔離器：低壓刀開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)、組合開關(guān)。主令電器：控制按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器。2.1.3常用低壓電器的發(fā)展第一代是從20世紀(jì)60年代到70年代初期。第二代是從20世紀(jì)70年代後期到20世紀(jì)80年代。第三代是從20世紀(jì)90年代至今

2.1.3常用低壓電器的發(fā)展前景產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面產(chǎn)品性能測試方面產(chǎn)品的可靠性方面產(chǎn)品新技術(shù)應(yīng)用方面產(chǎn)品網(wǎng)路化方面2.2低壓電器的基本機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)示意圖（a）銜鐵按棱角轉(zhuǎn)動(dòng)拍合式（b）銜鐵按軸轉(zhuǎn)動(dòng)拍合式（c）銜鐵直線運(yùn)動(dòng)螺管式2.2低壓電器的基本結(jié)構(gòu)2.觸頭系統(tǒng)（a）點(diǎn)接觸橋式（b）面接觸橋式（c）線接觸指圖觸頭的結(jié)構(gòu)形式2.2低壓電器的基本結(jié)構(gòu)3.滅弧系統(tǒng)

3.1電弧產(chǎn)生及滅弧原理

3.2低壓電器常用滅弧方法電動(dòng)力滅弧金屬柵片滅弧磁吹滅弧

2.3低壓隔離器低壓隔離器是一種結(jié)構(gòu)比較簡單，應(yīng)用十分廣泛的手動(dòng)操作電器。低壓隔離器的品種很多，主要有低壓刀開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)和組合開關(guān)三種。

1-上膠蓋；2-下膠蓋；3-插座；4-觸刀；5-瓷柄；6-膠蓋緊固螺母；7-出線座；8-熔絲；9-觸刀座；10-瓷底板；11-進(jìn)線座圖塑殼刀開關(guān)結(jié)構(gòu)圖2.4主令電器主令電器是用來接通和斷開控制電路的低壓電器，用以控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停車、制動(dòng)以及調(diào)速等。主令電器可直接作用於控制電路，也可以通過電磁式電器間接作用於控制電路?？刂瓢粹o行程開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能控制器按鈕開關(guān)1-按鈕；2-複位彈簧；3-動(dòng)觸點(diǎn)；4-動(dòng)斷觸點(diǎn)；5-動(dòng)合觸點(diǎn)圖控制按鈕結(jié)構(gòu)示意圖圖：控制按鈕的圖形、文字符號(hào)行程開關(guān)直動(dòng)式行程開關(guān)滾輪式行程開關(guān)微動(dòng)式形成開關(guān)接近開關(guān)滾輪式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

微動(dòng)式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖滾輪式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

電感式接近感測器的工作原理框圖萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)原理圖

主令控制器1，7-凸輪塊；2-接線端子；3-靜觸點(diǎn)；4-動(dòng)觸點(diǎn)；5-支桿；6-轉(zhuǎn)動(dòng)軸；8-小輪圖主令控制器的結(jié)構(gòu)原理圖2.5接觸器接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理電磁機(jī)構(gòu)：由電磁線圈、靜鐵心、銜鐵組成，作為最主要的部分是繼電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。觸頭系統(tǒng)：根據(jù)用途不同，接觸器的觸頭可分為主觸頭和輔助觸頭。主觸頭可以通斷電流較大的主電路，一般由三對動(dòng)合觸頭組成；輔助觸頭用於通斷小電流的控制電路，由動(dòng)合和動(dòng)斷觸頭成對組成。滅弧裝置：用來熄滅觸點(diǎn)通斷過程中產(chǎn)生的電弧，有磁吹式，柵片式，滅弧罩式等。輔助觸點(diǎn)：接在控制電路中，起信號(hào)元件的作用，參與電路中的邏輯運(yùn)算。反力裝置：由釋放彈簧和觸點(diǎn)彈簧組成，當(dāng)電磁線圈失電時(shí)，被吸合的銜鐵在彈簧的作用下恢復(fù)原位。支架和底座：用於接觸器的固定和安裝。2.5接觸器圖直流接觸器外形圖2.5接觸器接觸器的主要技術(shù)參數(shù)額定電壓額定電流電磁線圈的額定電壓觸頭數(shù)目動(dòng)作值接通和分?jǐn)嗄芰C(jī)械壽命與電器壽命操作頻率額定工作制2.5接觸器接觸器選用原則接觸器的額定電壓大於等於主電路的額定電壓。接觸器線圈的額定電壓必須與接入此線圈的控制電路的額定電壓相等。接觸器的額定電流等級(jí)按下列方法選擇：按接觸器設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的使用類別使用時(shí)，接觸器的額定電流應(yīng)等於或稍大於負(fù)載額定電流；按照任務(wù)使用類別設(shè)計(jì)的接觸器，用於重任務(wù)使用類別時(shí)，應(yīng)降低容量使用；用於反復(fù)短時(shí)工作制的接觸器，其額定電流應(yīng)大於負(fù)載的等效發(fā)熱電流。選擇接觸器的型號(hào)時(shí)，各系列接觸器是按一定的使用類別設(shè)計(jì)的，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的情況選用。此外還應(yīng)注意負(fù)載的工作制，用於長期工作時(shí)，應(yīng)儘量選用銀或銀基合成觸頭的接觸器。接觸器的觸頭數(shù)量和種類應(yīng)滿足主電路和控制電路的需要。2.6繼電器繼電器是一種自動(dòng)和遠(yuǎn)距離操縱用的電器，廣泛應(yīng)用於自動(dòng)控制系統(tǒng)、遙控、遙測系統(tǒng)、電力保護(hù)系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)中，起著控制、檢測、保護(hù)和調(diào)節(jié)的作用，是現(xiàn)代電器裝置中最基本的器件之一。

按照用途可以分為：有控制繼電器和保護(hù)繼電器；按動(dòng)作原理可以分為：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動(dòng)式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器。按輸入信號(hào)的不同可以分為：電壓繼電器、中間繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器等。常用的繼電器及其應(yīng)用原理電磁式繼電器時(shí)間繼電器熱繼電器速度繼電器電磁式繼電器電磁式繼電器，也叫有觸點(diǎn)繼電器。它的結(jié)構(gòu)和工作原理與電磁式接觸器相似，也是由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和釋放彈簧等部分組成。1-底座2-反力彈簧3，4-調(diào)節(jié)螺釘5-非磁性墊片6-銜鐵

7-鐵心8-極靴9-電磁線圈10-觸頭系統(tǒng)圖電磁式繼電器結(jié)構(gòu)圖時(shí)間繼電器

JS7-A系列空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)原理圖

熱繼電器三相式熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖

速度繼電器1-調(diào)節(jié)螺釘；2-反力彈簧；3-常閉觸點(diǎn)；4-動(dòng)觸點(diǎn)；5-常開觸點(diǎn)；6-返回杠桿；7-杠桿；8-定子導(dǎo)體；9-定子；10-轉(zhuǎn)軸；11-轉(zhuǎn)子圖2-43速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖2.7熔斷器2.7熔斷器熔斷器的主要參數(shù)額定電壓額定電流極限分?jǐn)嗄芰θ蹟嚯娏?.8低壓斷路器1-熱脫扣器整定旋鈕；2-手動(dòng)脫扣按鈕；3-脫扣彈簧；4-手動(dòng)合閘機(jī)構(gòu)；5-合閘聯(lián)桿；6-熱脫扣器；7-鎖扣；8-電磁脫扣器；9-脫扣聯(lián)桿；10，11-動(dòng)、靜觸點(diǎn)；12，13-彈簧；14-發(fā)熱元件；15-電磁脫扣彈簧；16-調(diào)節(jié)旋鈕圖低壓斷路器工作原理圖低壓斷路器的主要參數(shù)和技術(shù)數(shù)據(jù)低壓斷路器的主要參數(shù)有：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型及其額定電流、整定範(fàn)圍、電磁脫扣器整定範(fàn)圍、主觸點(diǎn)的分?jǐn)嗄芰Φ取５蛪簲嗦菲鞯闹饕夹g(shù)參數(shù)。額定電壓斷路器在電路中長期工作時(shí)的允許電壓值。斷路器額定電流指脫扣器允許長期通過的電流，即脫扣器額定電流。斷路器殼架等級(jí)額定電流指每一種框架或塑殼中能安裝的最大脫扣器的額定電流，這就是過去常稱的斷路器額定電流。斷路器的通斷能力指在規(guī)定操作條件下，斷路器能接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Α１Ｗo(hù)特性指斷路器的動(dòng)作時(shí)間與動(dòng)作電流的關(guān)係曲線。2.9本章小結(jié)本章主要介紹了機(jī)床中常用的低壓電器，介紹了大量的控制電器、保護(hù)電器以及執(zhí)行電器。對每種電器的原理、結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用特點(diǎn)以及要求做了詳細(xì)的說明。在學(xué)習(xí)的過程中，應(yīng)著重掌握各電器的原理以及特點(diǎn)，知道各電器的使用場合以及電氣文字符號(hào)，這對以後的學(xué)習(xí)有很大的幫助。

常用電動(dòng)機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)3.1直流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)1-直流電機(jī)總成；2-後端蓋；3-通風(fēng)機(jī)；4-定子總成；5-轉(zhuǎn)子（電樞）總成；6-電刷裝置；7-前端蓋圖3-1直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖3.1.1直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理直流電機(jī)由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩大部分組成。定子直流電機(jī)定子的作用是產(chǎn)生磁場和作為電機(jī)的機(jī)械支撐。主要由機(jī)座、主磁極、換向極和電刷裝置等組成。機(jī)座主磁極換向極電刷裝置轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸電樞鐵心電樞繞組換向器

直流電動(dòng)機(jī)的模型結(jié)構(gòu)直流發(fā)電機(jī)工作原理直流電動(dòng)機(jī)工作原理圖直流電機(jī)的額定值電機(jī)型號(hào)額定功率額定電壓額定電流額定轉(zhuǎn)速直流電機(jī)的勵(lì)磁方式他勵(lì)電機(jī)：電樞繞組與勵(lì)磁繞組單獨(dú)分開，有兩個(gè)直流電源提供電能。並勵(lì)電機(jī)：電樞繞組與勵(lì)磁繞組並聯(lián)聯(lián)接，只有一個(gè)直流電源提供電能。串勵(lì)直流電機(jī)：電樞繞組與勵(lì)磁繞組串聯(lián)聯(lián)接，公用一個(gè)直流電源提供電能。複勵(lì)直流電機(jī)：電樞繞組與勵(lì)磁繞組既有串聯(lián)又有並聯(lián)，只有一個(gè)直流電源提供電能。

直流電動(dòng)機(jī)的基本方程

設(shè)U為直流電機(jī)的端電壓，取的實(shí)際方向作為正方向，可得電樞回路電勢平衡方程式為電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電回饋制動(dòng)

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：改變電樞電路串聯(lián)電阻的調(diào)速降低電樞電壓調(diào)速減弱磁通調(diào)速直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有：降壓調(diào)速、電樞回路串電阻調(diào)速、減弱磁通調(diào)速三種:3.2非同步電動(dòng)機(jī)非同步電動(dòng)機(jī)是一種交流電機(jī)，它可以是單相的，也可以是三相的。但它的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率沒有同步電機(jī)那樣嚴(yán)格不變的關(guān)係。3.2非同步電動(dòng)機(jī)非同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、類型及工作原理1-軸2-彈簧片3-軸承4-定子繞組5-端蓋6-基座7-轉(zhuǎn)子鐵心8-定子鐵心9-吊環(huán)10-出線盒11-風(fēng)罩12-風(fēng)扇13-軸承內(nèi)蓋圖三相鼠籠式非同步電動(dòng)機(jī)的組成部件非同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、類型及工作原理定子部分轉(zhuǎn)子部分氣隙其他部分非同步電動(dòng)機(jī)的分類非同步電動(dòng)機(jī)按定子相數(shù)可分為三相、單相和兩相非同步電動(dòng)機(jī)三類。除約200W以下的電動(dòng)機(jī)多做成單相非同步電動(dòng)機(jī)外，現(xiàn)代動(dòng)力用電動(dòng)機(jī)大多數(shù)都為三相非同步電動(dòng)機(jī)。兩相非同步電機(jī)主要用於微型控制電機(jī)。按照轉(zhuǎn)子型式，非同步電機(jī)可分為鼠籠型轉(zhuǎn)子和繞線型轉(zhuǎn)子兩大類。鼠籠轉(zhuǎn)子又分為普通鼠籠轉(zhuǎn)子、深槽型鼠籠轉(zhuǎn)子和雙鼠籠轉(zhuǎn)子三種。根據(jù)機(jī)殼不同的保護(hù)方式，非同步電動(dòng)機(jī)可分為開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式等。三相繞線式非同步電動(dòng)機(jī)外形三相非同步電機(jī)的工作原理（a）示意圖（b）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行（c）發(fā)電機(jī)運(yùn)行（d）制動(dòng)狀態(tài)圖三相非同步電機(jī)工作原理三相非同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相非同步電動(dòng)機(jī)的功率平衡方程:

非同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速以及制動(dòng)控制三相非同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)是指從電動(dòng)機(jī)接人電網(wǎng)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)為止的這一過程。一般衡量三相非同步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的好壞，主要有四點(diǎn)：啟動(dòng)電流盡可能??；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要足夠大；啟動(dòng)所需用的設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、操作方便；啟動(dòng)過程中的功率損耗要儘量小。非同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速以及制動(dòng)控制小容量電動(dòng)機(jī)空載或輕載啟動(dòng)——直接啟動(dòng)中、大容量電動(dòng)機(jī)空載或輕載啟動(dòng)——降壓啟動(dòng)星三角（Y／Δ）降壓啟動(dòng)自耦變壓器降壓啟動(dòng)

星形—三角降壓啟動(dòng)原理線路圖

自耦變壓器降壓啟動(dòng)原理線路圖三相非同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速非同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為:調(diào)速方式有以下三種:變極調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變頻調(diào)速三相非同步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和制動(dòng)反轉(zhuǎn)三相非同步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向取決於定子旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，並且兩者的方向相同。只要改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，就能使三相非同步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。因此，將三相接線端中的任意兩相接線端對調(diào)，改變?nèi)囗樞颍透淖兞诵D(zhuǎn)磁場的方向，從而使三相非同步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。制動(dòng)三相非同步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)是指加上一個(gè)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)矩來使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)或限制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)在下屬情況下運(yùn)行時(shí)屬於制動(dòng)狀態(tài)。一種情況是在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為勢能轉(zhuǎn)矩的機(jī)械設(shè)備中（例如起重機(jī)下放重物，電力機(jī)車下坡運(yùn)行）使設(shè)備保持一定的運(yùn)行速度。另一種情況是在機(jī)械設(shè)備需要減速或停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)減速或停止轉(zhuǎn)動(dòng)。三相非同步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有兩類：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。

非同步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)3.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種把電脈衝轉(zhuǎn)換成角位移的電動(dòng)機(jī)。用專用的驅(qū)動(dòng)電源向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)供給一系列的且有一定規(guī)律的電脈衝信號(hào)，每輸入一個(gè)電脈衝，步進(jìn)電機(jī)就前進(jìn)一步，其角位移與脈衝數(shù)成正比，電機(jī)轉(zhuǎn)速與脈衝頻率成正比，而且轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向與各相繞組的通電方式有關(guān)。根據(jù)勵(lì)磁方式的不同，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為反應(yīng)式、永磁式和感應(yīng)子式（又叫混合式），而反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用較多，下麵以此為例來闡述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理3.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理三相反映式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖步進(jìn)電機(jī)的三相單、雙六拍運(yùn)行方式步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語拍數(shù)：完成一個(gè)磁場週期性變化所需脈衝數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)，用n表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈衝數(shù)，以四相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運(yùn)行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：對應(yīng)一個(gè)脈衝信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360°（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒數(shù)為50電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為：θ=360°/（50*4）=1.8°（俗稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360°/（50*8）=0.9°（俗稱半步）。靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無關(guān)。步距角精度：步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以內(nèi)。失步：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等於理論上的步數(shù)。稱之為失步。失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，採用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。最大空載啟動(dòng)頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接啟動(dòng)的最大頻率。最大空載的運(yùn)行頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。運(yùn)行矩頻特性：電機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)係的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)

3.4本章小結(jié)本章主要介紹了常見電動(dòng)機(jī)的原理及運(yùn)行特性，包括直流電機(jī)的工作原理及機(jī)械特性，非同步電機(jī)的工作原理及機(jī)械特性，最後介紹了步進(jìn)電機(jī)的工作原理。在學(xué)習(xí)過程中要比較區(qū)分這三種常見電動(dòng)機(jī)的工作原理差別以及應(yīng)用場合。在介紹時(shí)另一個(gè)重點(diǎn)便是重點(diǎn)掌握直流電機(jī)和非同步電機(jī)的機(jī)械特性。以及由機(jī)械特性引出的包括啟動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)和調(diào)速控制。步進(jìn)電機(jī)由於轉(zhuǎn)速不受負(fù)載、電壓波動(dòng)的影響，而只與控制電脈衝有關(guān)，因此廣泛用於對轉(zhuǎn)速有較高要求的場合。

典型機(jī)床電器控制7.1機(jī)床電器控制線路圖的識(shí)讀方法及步驟M7120型平面磨床電器控制線路機(jī)床電器圖的識(shí)讀，既分步驟，又講方法，而步驟和方法又是互相滲透的。機(jī)床電器控制線路圖的識(shí)讀方法及步驟應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：（1）劃分主電路部分、控制電路部分、照明和信號(hào)及其他電路部分：根據(jù)前幾章所學(xué)的機(jī)床控制電路的基本線路，找出各電動(dòng)機(jī)的控制主電路，並進(jìn)行對照各屬於何種類型的主電路，找出各電動(dòng)機(jī)的控制電路並對照各屬於何種類型的控制電路，並找出照明、信號(hào)及其他電路部分。在劃分中，找出主電路和控制電路的關(guān)鍵元件及互相關(guān)聯(lián)的元件和電路。（2）對主電路進(jìn)行識(shí)圖分析：逐一分析各電動(dòng)機(jī)控制主電路中的每一個(gè)元器件在電路中的作用、功能。分析容易出現(xiàn)故障的元器件出現(xiàn)故障時(shí)對機(jī)床的影響。（3）對控制電路進(jìn)行識(shí)圖分析：逐一分析各電動(dòng)機(jī)對應(yīng)的控制電路中每一個(gè)元器件在電路中的作用、功能，分析容易出現(xiàn)故障的元器件出現(xiàn)故障時(shí)對機(jī)床的影響。在分析過程中，可協(xié)助機(jī)床控制線路圖上的功能文字說明框、區(qū)域標(biāo)號(hào)、接觸器或繼電器線圈下麵的觸頭表格協(xié)助識(shí)圖。（4）對照明、信號(hào)其他電路部分進(jìn)行識(shí)圖分析：在識(shí)圖分析中找出被控制電路部分和控制電路部分以及各元器件在電路中的作用，分析容易出現(xiàn)故障的元器件出現(xiàn)故障時(shí)對機(jī)床的影響。7.2CA6140臥式車床電器控制

臥式車床用途廣、種類多。其中CA6140型臥式車床是我國自行設(shè)計(jì)、製造的機(jī)床。該機(jī)床萬能性大，適用於加工各種軸類、套筒類、輪盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面?？绍囃鈭A、車端面、切槽和切斷、鑽中心孔、鑽孔、鏜孔、鉸孔、車各種螺紋、車內(nèi)外圓錐面、車特型面，滾花和盤繞彈簧等。CA6140型車床因加工範(fàn)圍廣、結(jié)構(gòu)複雜、自動(dòng)化程度不高，所以，一般用於單件、小批生產(chǎn)。7.2.1CA6140臥式車床主要結(jié)構(gòu)1-進(jìn)給箱；2-掛輪箱；3-主軸變速箱；4--卡盤；5-溜板與刀架；6-溜板箱；7-尾架；8-絲杠；9-光桿；10-床身圖7-2CA6140型車床示意圖7.2.2CA6140臥式車床的運(yùn)動(dòng)形式及控制要求主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)輔助運(yùn)動(dòng)7.2.3CA6140臥式車床電器原理圖分析CA6140臥式車床電器原理圖7.2.3CA6140臥式車床電器原理圖分析

1.主電路分析2.控制電路分析3.其他電路分析4.其他聯(lián)鎖和保護(hù)7.3M7120型平面磨床電器控制磨床是用砂輪的周邊或端面對工件進(jìn)行磨削加工的精加工機(jī)床。磨床種類很多，有：平面磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床、無心磨床及一些專用磨床（如螺紋磨床、球面磨床和齒輪磨床等。平面磨床是用砂輪來磨削工件的平面，它的磨削精度和粗糙度都比較高，是應(yīng)用較普遍的一種機(jī)床。M：磨床，7：平面磨床，1：臥軸矩臺(tái)——砂輪主軸與地面平行，矩形工作臺(tái)，20：工作臺(tái)工作面寬200mm。1-液壓換向開關(guān)2-電磁吸盤3-砂輪4-砂輪箱5-砂輪縱向進(jìn)給手柄6-立柱導(dǎo)軌7-砂輪啟動(dòng)按鈕8-工作臺(tái)9-停止按鈕10-電磁吸盤按鈕

11-液壓泵電動(dòng)機(jī)啟停按鈕12-砂輪垂直進(jìn)給手輪13-工作臺(tái)移動(dòng)手輪圖7-4

M7120平面磨床外形圖7.3.1M7120型平面磨床的運(yùn)動(dòng)形式及控制要求

輔助運(yùn)動(dòng)縱向進(jìn)給：工作臺(tái)左右往返運(yùn)動(dòng)。橫向進(jìn)給：砂輪在床身導(dǎo)軌上的前後運(yùn)動(dòng)。垂直進(jìn)給：砂輪箱在立柱導(dǎo)軌上的上下運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)每完成一次縱向進(jìn)給，砂輪自動(dòng)作一次橫向進(jìn)給。當(dāng)加工完整個(gè)平面後，砂輪由手動(dòng)作垂直進(jìn)給?？刂埔笾挥挟?dāng)電磁吸盤的吸力足夠大時(shí)，才能啟動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)M1和砂輪電動(dòng)機(jī)M2，以防止吸力過小吸不住工件，砂輪使工件高速飛出的事故。對電磁吸盤需有欠壓保護(hù)。砂輪電動(dòng)機(jī)M2、液壓泵電動(dòng)機(jī)M1、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3只需單向旋轉(zhuǎn)，因容量不大，採用全壓啟動(dòng)。砂輪箱電動(dòng)機(jī)M4要求能正反轉(zhuǎn)，也採用全壓啟動(dòng)。M3和M2應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)，保證砂輪磨削時(shí)能及時(shí)供給冷卻液。電磁吸盤有去磁的控制環(huán)節(jié)。砂輪旋轉(zhuǎn)、砂輪箱升降和冷卻泵都不需要調(diào)速。工作臺(tái)縱向進(jìn)給時(shí)，砂輪對工件進(jìn)行磨削，工作臺(tái)反向返回時(shí)，砂輪箱由液壓裝置自動(dòng)實(shí)現(xiàn)週期性的橫向進(jìn)給一次，使工件整個(gè)加工面連續(xù)地得到加工。橫向進(jìn)給也可用橫向進(jìn)給手輪操縱。M7120平面磨床的工作流程圖7.3.2M7120型平面磨床的電器原理圖分析

M7120平面磨床的電器原理圖

電磁工作臺(tái)又名電磁吸盤，電磁工作臺(tái)用來吸牢工件的，它的線路通入直流電後產(chǎn)生磁場吸牢鐵磁性材料的工件。當(dāng)工件放在兩個(gè)磁極之間時(shí)，使磁路構(gòu)成回路，工件被吸住。電磁工作臺(tái)整流電源電路如圖所示，它包括三個(gè)部分：整流、控制和保護(hù)。電磁工作臺(tái)整流電源控制線路

整流部分

整流部分由整流變壓器T和橋式整流電路VC組成，提供110V直流電壓?？刂撇糠挚刂撇糠钟山佑|器KM5和KM6的各兩個(gè)主觸頭組成。當(dāng)要使電磁工作臺(tái)具有吸力時(shí)，可按下按鈕SB8保護(hù)部分保護(hù)部分有放電電阻R和放電電容C以及欠電壓繼電器KUV。7.4Z3040搖臂鑽床電器控制鑽床的結(jié)構(gòu)形式有多種，如立式鑽床、臥式鑽床和深孔鑽床等。搖臂鑽床屬於立式鑽床，能進(jìn)行多種形式的機(jī)械加工，可以鑽孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、刮平面及攻螺紋等。Z3040是中型搖臂鑽床，Z：鑽床，3：搖臂鑽床，0：圓柱形立柱，40：最大鑽孔直徑40mm。運(yùn)動(dòng)形式主運(yùn)動(dòng)主軸帶著鑽頭（刀具）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主軸的垂直運(yùn)動(dòng)（手動(dòng)或自動(dòng)）輔助運(yùn)動(dòng)輔助運(yùn)動(dòng)用來調(diào)整主軸（刀具）與工件縱向、橫向即水平面上的相對位置以及相對高度。在作輔助運(yùn)動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)鬆開，完成後應(yīng)夾緊。輔助運(yùn)動(dòng)有以下三種：搖臂升降外立柱旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主軸箱水準(zhǔn)移動(dòng)控制要求主軸的正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)停車、空擋、變速及選速等用主軸自動(dòng)進(jìn)給手柄控制，由主軸箱內(nèi)齒輪泵供給的液壓來操縱。故主軸電動(dòng)機(jī)M1只需單向轉(zhuǎn)動(dòng)，拖動(dòng)齒輪泵。主軸進(jìn)給亦可用手動(dòng)進(jìn)給手柄來操縱。搖臂升降由搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2經(jīng)絲杠帶動(dòng)，M2應(yīng)能正反轉(zhuǎn)。機(jī)床採用液壓夾緊裝置，用液壓泵電動(dòng)機(jī)M3正反轉(zhuǎn)拖動(dòng)液壓泵供給雙向液壓。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4單向拖動(dòng)冷卻泵供給冷卻液。搖臂的升降需有一定的動(dòng)作順序。機(jī)床的機(jī)、電、液三個(gè)方面的動(dòng)作應(yīng)協(xié)助配合，以完成某些控制。

Z3040搖臂鑽床電器原理圖7.5X62W萬能升降臺(tái)銑床電器控制線路1-床身（立柱）2-懸樑3-刀桿支架4-主軸5-工作臺(tái)6-回轉(zhuǎn)臺(tái)7-床鞍8-升降臺(tái)9-底座圖7-16X62W萬能銑床外形圖X62W萬能銑床的電器控制線路圖7.6T68臥式鏜床電器控制1-床身2-下溜板3-上溜板4-主軸變速機(jī)構(gòu)5-主軸箱6-前立柱

7-進(jìn)給變速操縱盤8-平旋盤（花盤）9-刀具溜板10-主軸（鏜軸）11-回轉(zhuǎn)工作臺(tái)12-後立柱13-鏜桿支承架14-快速操縱手柄15-按鈕板圖7-18T68型鏜床外形圖T68型鏜床電器原理圖7.7組合機(jī)床電器控制組合機(jī)床是由一些通用部件和按加工需要而設(shè)計(jì)的專用部件組成的高效率自動(dòng)化或半自動(dòng)化的專用機(jī)床。在這類機(jī)床上可進(jìn)行鑽孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、車削、銑削、磨削及精加工等工序，一般採用多軸、多刀、多工序、多面同時(shí)加工，大都具有自動(dòng)工作迴圈。組合機(jī)床適用於大批量產(chǎn)品或定型產(chǎn)品的生產(chǎn)。組合機(jī)床的通用部件中的動(dòng)力部件有動(dòng)力頭和動(dòng)力滑臺(tái)。動(dòng)力頭能同時(shí)完成刀具切削運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而動(dòng)力滑臺(tái)則只能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。通用部件中還有支承部件：滑座、床身、立柱等；控制部件：液壓元件、控制板、按鈕臺(tái)、電器擋鐵等。組合機(jī)床的控制系統(tǒng)大多數(shù)採用機(jī)械、液壓（或氣壓）、電器相結(jié)合的控制方式，而電器控制又往往起著中樞連接作用。具有多齒盤回轉(zhuǎn)臺(tái)的組合機(jī)床控制線路7.8本章小結(jié)本章通過幾種典型機(jī)床的電器控制系統(tǒng)的分析介紹，使讀者瞭解各種電器控制線路的應(yīng)用，進(jìn)而掌握相關(guān)的機(jī)床電器系統(tǒng)的方法，提高了閱讀電器控制線路的能力，同時(shí)也為設(shè)計(jì)一般電器控制線路打下基礎(chǔ)。分析機(jī)床的電器控制系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)對該機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，操作方式，電動(dòng)機(jī)與電器的配置和工藝要求等有一般的瞭解。在此基礎(chǔ)上，無論採用哪種讀圖法，都首先閱讀主電路和執(zhí)行元件電路，看其如何反應(yīng)拖動(dòng)特點(diǎn)以及各電動(dòng)機(jī)的控制和保護(hù)情況；然後再閱讀控制電路，看控制線路是如何實(shí)現(xiàn)上述要求的。在分析控制線路時(shí)，可按控制功能的不同，劃分成若干基本控制環(huán)節(jié)，逐一進(jìn)行分析。在分析時(shí)，要逐一它們之間的相互聯(lián)鎖關(guān)係，最後再全面地看整個(gè)線路，這就是“化整為零看全部”。所以，在分析控制電路時(shí)，可按“化整為零看線路，積零為整看全部”來進(jìn)行。最後再閱讀其他輔助電路。如能進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，那將更有助於增強(qiáng)時(shí)間只是和提高度圖能力。

可編程控制器及其應(yīng)用8.1可編程控制器的概述可編程控制器（ProgrammableController）是電腦編程系列中的一種，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)製造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController），簡稱PLC，它主要用來代替繼電器－接觸器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的改進(jìn)，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的範(fàn)圍，因此，被稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個(gè)人電腦（PersonalComputer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。8.1.1

PLC的定義“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它採用一類可編程的記憶體，用於其內(nèi)部存儲(chǔ)程式，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，並通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體並擴(kuò)充其功能的原則而設(shè)計(jì)的?！?.1.2PLC的產(chǎn)生和發(fā)展1.PLC的產(chǎn)生2.PLC的發(fā)展早期的PLC（20世紀(jì)60年代末~70年代中期）中期的PLC（20世紀(jì)70年代中期~80年代中，後期）近期的PLC（20世紀(jì)80年代中、後期至今）8.1.3PLC的特點(diǎn)和應(yīng)用高可靠性豐富的I/O介面模組採用模組化結(jié)構(gòu)編程簡單易學(xué)安裝簡單，維修方便體積小，重量輕，能耗低8.2可編程控制器的組成及工作原理PLC組成框圖中央處理單元（CPU，CentralProcessingUnit）記憶體（Memory）輸入/輸出單元（Input/OutputUnit）通信介面智能介面模組編程裝置電源其他外部設(shè)備PLC執(zhí)行程式的過程分為三個(gè)階段，即輸入採樣階段、程式執(zhí)行階段、輸出刷新階段8.3可編程控制器的指令系統(tǒng)S7-200系列PLC指令有三種表達(dá)形式，即梯形圖（LAD）、語句表（STL）和功能塊圖（FBD）。在實(shí)際應(yīng)用中，一般採用梯形圖編寫plc程式，因?yàn)樘菪螆D是一種比較通用的圖形編程語言，而不同類型的plc的梯形圖基本上比較相似。語句表編寫的程式則是比較接近機(jī)器代碼的文本型程式，三種語言中，語句表使用最廣，保存，注釋都比較方便。這裏介紹的指令和編程都將以梯形圖和語句表為主。8.3可編程控制器的指令系統(tǒng)可編程控制器的工作過程是依據(jù)一連串的控制指令來進(jìn)行的，這些控制指令就是常說的編程語言。可編程控制器的編程語言一般有梯形圖、語句表、功能塊圖和電腦高級(jí)語言等幾種。S7-200可編程控制器一般使用梯形圖、語句表和功能塊圖。梯形圖是一種圖形語言，它任沿用了繼電器的觸點(diǎn)和線圈等符號(hào)。它是以繼電器控制系統(tǒng)的電器原理圖為基礎(chǔ)演變而來的，易於初學(xué)者使用，圖形表示易於理解，而且全世界通用。8.3可編程控制器的指令系統(tǒng)梯形圖編程實(shí)例語句表編程實(shí)例功能塊圖編程實(shí)例8.3可編程控制器的指令系統(tǒng)可編程控制器的基本指令觸點(diǎn)指令輸出操作指令邏輯操作指令置位操作指令複位操作指令微分操作指令串聯(lián)、並聯(lián)操作指令定時(shí)器指令計(jì)數(shù)器指令邏輯堆疊指令比較操作指令空操作指令結(jié)束及暫停指令警戒時(shí)鐘刷新指令15跳轉(zhuǎn)和標(biāo)號(hào)指令副程式指令迴圈指令順序控制繼電器指令2.可編程控制器的功能指令加法指令（ADD）減法指令（SUBTRACT）乘法指令除法指令自增/自減指令數(shù)學(xué)函數(shù)指令3.邏輯運(yùn)算指令邏輯“與”運(yùn)算指令（LogicAnd）邏輯“或”運(yùn)算指令（LogicOr）邏輯“異或”運(yùn)算指令（LogicExclusiveOr）取反指令（LogicInvert）4.傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令（Move）數(shù)據(jù)塊傳送指令（BlockMove）傳送位元組立即讀、寫指令（MoveByImmediate）位元組交換指令（SwapBytes）5.移位和迴圈移位指令移位指令（Shift）迴圈移位指令（Rotate）寄存器移位指令（ShiftRegister）6.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令BCD碼與整數(shù)的轉(zhuǎn)換雙字整數(shù)與實(shí)數(shù)的轉(zhuǎn)換雙整數(shù)與整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換位元組與整數(shù)的轉(zhuǎn)換7.編碼和解碼指令

1.編碼指令（Encode）

2.解碼指令（Decode）8.4可編程控制器的程式設(shè)計(jì)緊密結(jié)合生產(chǎn)工藝每個(gè)控制系統(tǒng)都是為了完成一定的生產(chǎn)過程控制而設(shè)計(jì)的。不同的生產(chǎn)工藝，具有不同的控制功能。哪怕是相同的生產(chǎn)過程，由於各設(shè)備的工藝參數(shù)都不一樣，控制實(shí)現(xiàn)的方式也就各不相同?？梢哉f各種控制邏輯、運(yùn)算都是由生產(chǎn)工藝決定的，所以程式設(shè)計(jì)人員都必須嚴(yán)格遵守生產(chǎn)工藝的具體要求來設(shè)計(jì)應(yīng)用軟體。熟悉控制系統(tǒng)的硬體結(jié)構(gòu)軟體系統(tǒng)是由硬體系統(tǒng)決定的，不同系列的硬體系統(tǒng)，不可能採用同一種語言進(jìn)行程式設(shè)計(jì)。即使相同的語言形式，其具體的指令也不一定相同。偶爾可以選擇同一系列的可編程控制器，但由於型號(hào)或系統(tǒng)配置的不同，也要有不同的應(yīng)用程式與之相對應(yīng)，所以程式設(shè)計(jì)人員不能拋開硬體結(jié)構(gòu)而單獨(dú)地考慮軟體，而應(yīng)根據(jù)硬體系統(tǒng)而編制相應(yīng)的應(yīng)用程式。具備電腦和自動(dòng)化兩方面的知識(shí)可編程控制器是以微處理器為核心的控制設(shè)備，無論是硬體還是軟體都離不開電腦技術(shù)，控制系統(tǒng)的許多知識(shí)也是從電腦技術(shù)衍變出來的；同時(shí)，控制功能的實(shí)現(xiàn)也離不開自動(dòng)控制技術(shù)，所以，程式設(shè)計(jì)人員必須具備電腦和自動(dòng)化控制兩方面的知識(shí)

8.4.1軟體設(shè)計(jì)的基本原則設(shè)置了必要的參數(shù)後，對CPU週邊設(shè)備的管理由系統(tǒng)自動(dòng)完成。程式設(shè)計(jì)一般只需要考慮用戶程式的設(shè)計(jì)。要對輸入/輸出信號(hào)做統(tǒng)一操作，確定各個(gè)信號(hào)在一個(gè)掃描週期內(nèi)的唯一狀態(tài)，避免由同一個(gè)信號(hào)因狀態(tài)的不同而引起的邏輯混亂。由於CPU在每個(gè)週期內(nèi)都固定進(jìn)行某些窗口服務(wù)，佔(zhàn)用一定的機(jī)器時(shí)間，所以週期時(shí)間不能無限制的縮短。定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定值不能小於週期掃描時(shí)間，並且在定時(shí)器時(shí)間設(shè)定值不是平均週期時(shí)間的整數(shù)倍時(shí)，可能會(huì)帶來定時(shí)誤差。用戶程式中如果多次對同一個(gè)參數(shù)進(jìn)行賦值，則只有最後一次操作有效，前幾次操作不影響實(shí)際輸出。8.4.2軟體設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容參數(shù)表的定義程式框圖的繪製程式清單的編制程式說明書的編寫8.4.3簡單程式編制1.閃爍電路閃爍電路的編程2.報(bào)警電路3.啟動(dòng)保持和停止電路4.延時(shí)通斷電路5.脈衝寬度可控制電路6.長定時(shí)電路8.5本章小結(jié)PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)，它主要由微處理器、輸入/輸出單元、記憶體及各種介面組成，各部分之間通過匯流排連成一個(gè)整體。PLC採用迴圈掃描的方式進(jìn)行工作，整個(gè)過程分為五個(gè)階段進(jìn)行，即自診斷、與編程器的通信、輸入採樣、用戶程式執(zhí)行和輸出刷新。各個(gè)階段完成不同的任務(wù)，周而復(fù)始的直至停機(jī)。通過本章的學(xué)習(xí)要初步熟悉PLC的原理及編程過程，學(xué)會(huì)自己編制程式控制PLC的動(dòng)作，本章以西門子S7-200系列的PLC編程為實(shí)例講解，生動(dòng)形象，在學(xué)習(xí)過程中要學(xué)會(huì)自己思考PLC的控制。

直流調(diào)速系統(tǒng)9.1概述調(diào)速是機(jī)床的重要性能之一，多數(shù)機(jī)床都要求選擇最經(jīng)濟(jì)的切削速度，以保證獲得最大的效益。電力拖動(dòng)系統(tǒng)必須具有調(diào)速的控制功能。9.1.1調(diào)速的定義調(diào)速是指人為的改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以滿足機(jī)床不同的工作轉(zhuǎn)速要求。通過改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)或電源電壓等方法來改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，從而改變與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)，使得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速改變。調(diào)速系統(tǒng)一般採用以下幾種：機(jī)械有級(jí)調(diào)速：在這種調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)採用不調(diào)速的鼠籠非同步電動(dòng)機(jī)，而速度的調(diào)節(jié)是通過改變齒輪箱的傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)的。電器機(jī)械有級(jí)調(diào)速：用多速鼠籠非同步電動(dòng)機(jī)代替不能調(diào)速的鼠籠非同步電動(dòng)機(jī)，簡化了機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。電器無級(jí)調(diào)速：通過直接改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速的無級(jí)調(diào)節(jié)的拖動(dòng)系統(tǒng)。此時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的變速箱改為減速箱。目前無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)以閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)居主流。直流電機(jī)用直流調(diào)速器控制，如西門子的6RA70等，交流電機(jī)用變頻器控制，如西門子的MM440等。這種系統(tǒng)具有調(diào)速範(fàn)圍寬、可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速、精度高、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。調(diào)速系統(tǒng)的性能是評價(jià)機(jī)床性能的重要指標(biāo)，常用下列指標(biāo)來評價(jià)機(jī)床調(diào)速系統(tǒng)的性能。調(diào)速範(fàn)圍調(diào)速的平滑性靜差度動(dòng)態(tài)性能經(jīng)濟(jì)性9.1.2直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電路原理圖9.2單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)就是指只有一個(gè)轉(zhuǎn)速負(fù)回饋構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是一種基本的回饋控制系統(tǒng)，其基本特徵如下：應(yīng)用比例調(diào)節(jié)器的閉環(huán)系統(tǒng)有靜差抵抗擾動(dòng)與服從給定輸入系統(tǒng)精度依賴於給定和回饋精度有靜差系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖單閉環(huán)無靜差系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖9.3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)9.3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能動(dòng)態(tài)跟隨性能：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在啟動(dòng)和升速過程中，能夠在電動(dòng)機(jī)允許的超載能力下，電流為恒定值，加速啟動(dòng)和上升過程，表現(xiàn)出很快的動(dòng)態(tài)跟隨性能。動(dòng)態(tài)抗擾性能：一是靠速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)作用，以解決突加（減）負(fù)載而引起的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速降（升）的問題；二是通過電流回饋抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)。轉(zhuǎn)速超調(diào)抑制：在速度調(diào)節(jié)器上引入轉(zhuǎn)速微分負(fù)回饋，可使電動(dòng)機(jī)比轉(zhuǎn)速提前動(dòng)作，從而改善系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)，抑制轉(zhuǎn)速超調(diào)。9.4可逆直流調(diào)速系統(tǒng)採用兩組晶閘管反並聯(lián)或交叉聯(lián)接是可逆系統(tǒng)中比較典型的電路，它解決了電動(dòng)機(jī)頻繁正反轉(zhuǎn)運(yùn)行和回饋制動(dòng)中電能的回饋通道，但是必須解決環(huán)流問題。環(huán)流是指不流過電動(dòng)機(jī)或其他負(fù)載，而直接在兩組晶閘管之間的短路電流。環(huán)流可以分為兩大類：靜態(tài)環(huán)流：當(dāng)可逆電路在一定的觸發(fā)下穩(wěn)定工作時(shí)，出現(xiàn)的環(huán)流，可分為暫態(tài)脈動(dòng)環(huán)流和直流平均環(huán)流。動(dòng)態(tài)環(huán)流：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)並不存在，只在系統(tǒng)處於過渡過程中出現(xiàn)的環(huán)流。

配合控制的可逆調(diào)速系統(tǒng)原理框圖9.5直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)PWM調(diào)速示意圖直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)原理框圖脈寬調(diào)製器電路9.6本章小結(jié)本章介紹了直流調(diào)速的概念以及性能指標(biāo)，對幾種常用方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，系統(tǒng)的講述了直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速問題。在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)把握調(diào)速這條主線，比較各調(diào)速系統(tǒng)的相同點(diǎn)以及之間的差別。熟悉以後，能應(yīng)用到具體的實(shí)踐中.

交流調(diào)速系統(tǒng)10.1變頻調(diào)速原則及其機(jī)械特性變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。在調(diào)速過程中從高速到低速都可以保持有限的的轉(zhuǎn)差率，因而具有高效率、寬範(fàn)圍和高精度的調(diào)速性能，是非同步電動(dòng)機(jī)的一種比較合理和理想的調(diào)速方法。

由於電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，電機(jī)的磁通常處於接近飽和值，如果進(jìn)一步增大磁通，將使電機(jī)鐵心出現(xiàn)飽和，從而導(dǎo)致電機(jī)中流過很大的勵(lì)磁電流，增加電機(jī)的銅損耗和鐵損耗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。因此，在改變電機(jī)頻率時(shí)，應(yīng)對電機(jī)的電壓進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，以維持電機(jī)磁通的恒定。10.2變頻器工作原理及應(yīng)用變頻器是把固定電壓、固定頻率的交流電變換為可調(diào)電壓、可調(diào)頻率的交流電的變換器，是非同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的控制裝置。變頻器的組成整流器逆變器中間直流環(huán)節(jié)控制電路三相電壓型逆變器的基本電路10.2.1變頻器工作原理首先將單相或三相交流電源通過整流器並經(jīng)電容濾波後，形成幅值基本固定的直流電壓加在逆變器上，利用逆變器功率元件的通斷控制，使逆變器輸出端獲得一定形狀的矩形脈衝波形。在這裏，通過改變矩形脈衝的寬度控制其電壓幅值；通過改變調(diào)製週期控制其輸出頻率，從而在逆變器上同時(shí)進(jìn)行輸出電壓和頻率的控制，最終滿足變頻調(diào)速對協(xié)調(diào)控制的要求。10.2.2變頻器分類1.從變頻器主電路的結(jié)構(gòu)形式上可分為交-直-交變頻器和交-交變頻器2.從變頻電源的性質(zhì)上看，可分為電壓型變頻器和電流型變頻器

3.交-直-交變頻器根據(jù)VVVF調(diào)製技術(shù)不同，分為PAM和PWM兩種。

4.按用途來分

按用途來分可分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器三種5.按控制方式分類10.2.3變頻器參數(shù)加減速時(shí)間轉(zhuǎn)矩提升電子熱超載保護(hù)頻率限制偏置頻率頻率設(shè)定信號(hào)增益轉(zhuǎn)矩限制加減速模式選擇轉(zhuǎn)矩向量控制節(jié)能控制10.3非同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)非同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有調(diào)速範(fàn)圍廣、調(diào)速平滑性能好、機(jī)械特性較硬的優(yōu)點(diǎn)，可以方便的實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速，整個(gè)調(diào)速特性與直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速和弱磁調(diào)速十分相似，並可與直流調(diào)速相比擬?；l，即基本頻率，是變頻器對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩控制和恒功率控制的分界線，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電壓（指額定輸出電壓，是變頻器輸出電壓中的最大值，通常它總是和輸入電壓相等）進(jìn)行設(shè)定，即在大多數(shù)情況下，額定輸出電壓就是變頻器輸出頻率等於基本頻率時(shí)的輸出電壓值，所以，基本頻率又等於額定頻率（即與電動(dòng)機(jī)額定輸出電壓對應(yīng)的頻率）。非同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速時(shí)，通常在基頻以下採用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，基頻以上採用恒功率調(diào)速。10.3.1基頻以下調(diào)速恒磁通變頻調(diào)速恒電流變頻調(diào)速恒功率變頻調(diào)速10.3.2基頻以上調(diào)速當(dāng)電機(jī)的電壓隨著頻率的增加而升高時(shí)，若電機(jī)的電壓已達(dá)到電機(jī)的額定電壓，繼續(xù)增加電壓有可能破壞電機(jī)的絕緣。為此，在電機(jī)達(dá)到額定電壓後，即使頻率增加仍維持電機(jī)電壓不變。這樣，電機(jī)所能輸出的功率由電機(jī)的額定電壓和額定電流的乘積所決定，不隨頻率的變化而變化。具有恒功率特性。在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率可以從基頻往上增加，但電壓卻不能超過額定電壓，此時(shí)，電機(jī)調(diào)速屬於恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。電機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，磁通與頻率成反比的降低，相當(dāng)於直流電機(jī)弱磁升速的情況。

變頻器應(yīng)用於數(shù)控車床10.4交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模組及其應(yīng)用交流伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)用日益廣泛，相近的驅(qū)動(dòng)模組介面定義，能簡化交流伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試。僅以KT220系列交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模組及其應(yīng)用為例來說明。交流伺服電動(dòng)機(jī)本身附裝了增量式光點(diǎn)編碼器，用於電動(dòng)機(jī)速度控制及位置回饋，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床都採用這種半閉環(huán)控制方式。如果需要進(jìn)行全閉環(huán)控制，則在機(jī)床導(dǎo)軌上安裝直接位置測量感測器。在交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中還具有轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速檢測兩個(gè)輸出信號(hào)，可供用戶對電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行顯示和控制。KT220系列交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模組外形和介面10.5本章小結(jié)本章介紹了變頻調(diào)速的基本概念，對交流變頻器的原理以及分類進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，概括介紹了非同步電動(dòng)機(jī)的幾種變頻調(diào)速方法，最後以KT220系列驅(qū)動(dòng)模組簡單描述了交流伺服電動(dòng)的驅(qū)動(dòng)模組及其應(yīng)用。主要內(nèi)容集中在了對變頻器的介紹和非同步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，通過學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，可以很清楚的瞭解變頻調(diào)速的基本原理以及調(diào)速原則。

自動(dòng)控制基礎(chǔ)11.1概述自動(dòng)控制理論的發(fā)展與應(yīng)用，使得生產(chǎn)過程具有了更高的準(zhǔn)確性，有效的提高了產(chǎn)品的性能和品質(zhì)，極大的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率也改善了勞動(dòng)條件。自動(dòng)控制理論的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的有利工具。利用自動(dòng)化儀器或控制裝置對生產(chǎn)設(shè)備和工藝過程進(jìn)行合理的控制，使被控制的物理量達(dá)到預(yù)定的狀態(tài)或性能要求，或者按照一定的規(guī)律變化。自動(dòng)控制系統(tǒng)則是為實(shí)現(xiàn)某一控制目標(biāo)所需要的所有物理部件的按一定的方式組成的有機(jī)整體。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控制的設(shè)備或過程稱為被控對象或?qū)ο?；被控制的物理量稱為被控量或輸出量；決定被控量的物理量稱為控制量或給定量；妨礙控制量對被控量進(jìn)行正?？刂频乃幸蛩胤Q為擾動(dòng)量。給定量和擾動(dòng)量都是自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入量。擾動(dòng)量按其來源可分為內(nèi)部擾動(dòng)和外部擾動(dòng)。開環(huán)控制和閉環(huán)控制是控制系統(tǒng)的兩種最基本的形式

閉環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)11.1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及控制方式

典型自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖不管是簡單的還是複雜的控制系統(tǒng)，都是由一系列的基本元件組成的。包括如下幾種：

受控對象：是指控制系統(tǒng)要控制的對象。受控物理量的變化過程稱為受控過程?？刂破鳎航邮掌钚盘?hào)或者輸入信號(hào)，通過一定的控制規(guī)律給出控制量，送到執(zhí)行元件。如常規(guī)控制儀錶（電動(dòng)儀錶，氣動(dòng)儀錶）、可編程邏輯控制器（PLC）、工業(yè)控制電腦等都屬於控制器。執(zhí)行元件：驅(qū)動(dòng)被控制對象的環(huán)節(jié)。常用的執(zhí)行元件有電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等。測量變送元件：又稱感測器，用於檢測受控對象的輸出量的大小，並回饋到輸入端。比較元件：用以產(chǎn)生偏差信號(hào)來形成控制，有的系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)裝置的方式配以專用的比較器，大部分是以隱藏的方式合併在其他控制裝置中，如電腦控制系統(tǒng)等?；仞伃h(huán)節(jié)：產(chǎn)生與輸出量有一定函數(shù)關(guān)係的回饋信號(hào)。11.2自動(dòng)控制系統(tǒng)性能及評價(jià)原來處於平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，在受到擾動(dòng)作用後都會(huì)偏離原來的平衡狀態(tài)。所謂穩(wěn)定性，就是指系統(tǒng)在擾動(dòng)作用消失後，經(jīng)過一段過渡過程後能否回復(fù)到原來的平衡狀態(tài)或足夠準(zhǔn)確地回復(fù)到原來的平衡狀態(tài)的性能。若系統(tǒng)能恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，則稱系統(tǒng)是穩(wěn)定的；若干擾消失後系統(tǒng)不能恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，而且隨時(shí)間的推移不斷的變化，則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。系統(tǒng)的穩(wěn)定性又分兩種情況：一是大範(fàn)圍內(nèi)穩(wěn)定，指的是即使起始偏差很大，擾動(dòng)消失後經(jīng)過足夠的時(shí)間，系統(tǒng)能在很小的誤差回復(fù)到原始平衡狀態(tài)；另一種是小範(fàn)圍內(nèi)穩(wěn)定，即如果起始偏差較小時(shí)，擾動(dòng)消失後經(jīng)過足夠的時(shí)間，系統(tǒng)能在很小的誤差回復(fù)到原始平衡狀態(tài)，當(dāng)初始偏差較大時(shí)，擾動(dòng)消失後系統(tǒng)無法回復(fù)到初始平衡狀態(tài)。對於線性系統(tǒng)，如果在小範(fàn)圍內(nèi)是穩(wěn)定的，則它一定也是在大範(fàn)圍內(nèi)穩(wěn)定的。而對非線性系統(tǒng)，在小範(fàn)圍內(nèi)穩(wěn)定，在大範(fàn)圍內(nèi)就不一定是穩(wěn)定的基本要求穩(wěn)定性是系統(tǒng)能否正常工作的前提條件。對於實(shí)際工作的控制系統(tǒng)，僅對穩(wěn)定性能進(jìn)行要求顯示不夠。在擾動(dòng)消失後系統(tǒng)重新回復(fù)到初始平衡狀態(tài)的過程中，存在中間過渡過程（或稱暫態(tài)回應(yīng)過程）。暫態(tài)回應(yīng)過程的性能，如時(shí)間回應(yīng)過程的快速性，動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確度，系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性等，通常用相應(yīng)的指標(biāo)來衡量，這些指標(biāo)稱為暫態(tài)回應(yīng)性能指標(biāo)或稱過渡過程品質(zhì)指標(biāo)。

性能指標(biāo)（a）穩(wěn)定系統(tǒng)（b）不穩(wěn)定系統(tǒng)圖穩(wěn)定系統(tǒng)和不穩(wěn)定系統(tǒng)系統(tǒng)從一個(gè)穩(wěn)態(tài)過渡到新的穩(wěn)態(tài)都需要經(jīng)歷一段時(shí)間，亦即需要經(jīng)歷一個(gè)過渡過程。表徵這個(gè)過渡過程性能的指標(biāo)叫做暫態(tài)性能指標(biāo)。輸出量的暫態(tài)過程可能有以下幾種情況：單調(diào)過程：這一過程的輸出量單調(diào)變化，緩慢地到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)值。這種暫態(tài)過程具有較長的暫態(tài)過程時(shí)間。衰減振盪過程：這時(shí)被控制量變化很快，以致產(chǎn)生超調(diào)，經(jīng)過幾次振盪後，達(dá)到新的穩(wěn)定工作狀態(tài)。持續(xù)振盪過程：這時(shí)被控制量持續(xù)振盪，始終不能達(dá)到新的穩(wěn)定工作狀態(tài)，這屬於不穩(wěn)定過程。發(fā)散振盪過程：這時(shí)被控制量發(fā)散振盪，不能達(dá)到所要求的穩(wěn)定工作狀態(tài)。在這種情況下，不但不能糾正偏差，反而使偏差越來越大。這也屬於不穩(wěn)定過程。

暫態(tài)回應(yīng)的典型性能指標(biāo)11.3控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型自動(dòng)控制理論在方法上是先把具體的系統(tǒng)抽象成數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而以數(shù)學(xué)模型為研究對象，應(yīng)用經(jīng)典或現(xiàn)代的控制理論所提供的方法去分析它的性能和研究改進(jìn)系統(tǒng)性能的途徑。在此基礎(chǔ)上，再應(yīng)用這些研究的成果和結(jié)論，去指導(dǎo)對實(shí)際系統(tǒng)的分析和改進(jìn)。因此建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是分析和研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)。建立系統(tǒng)微分方程的一般步驟（1）全面瞭解系統(tǒng)的工作原理、結(jié)構(gòu)組成和支配系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律，確定系統(tǒng)的輸入量和輸出量。