【机电传动控制】机电传动控制1-2

习题与思考题第二章机电传动系统的动力学基础2。

1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。

答：拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩,以带动生产机械运动的。

静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。

动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。

2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速,减速，稳态的和静态的工作状态.T M—T L>0说明系统处于加速，T M-T L<0 说明系统处于减速,T M —T L=0说明系统处于稳态(即静态）的工作状态。

2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？答：因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一般具有较高的额定转速。

这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置.所以为了列出系统运动方程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。

转矩折算前后功率不变的原则是P=T ω，p不变。

转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω22.9 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？答:可分为1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性,4种类型的负载。

2.10反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点？答:反抗转矩的方向与运动方向相反，,方向发生改变时,负载转矩的方向也会随着改变，因而他总是阻碍运动的.位能转矩的作用方向恒定,与运动方向无关，它在某方向阻碍运动，而在相反方向便促使运动。

第三章3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩T L=常数，当电枢电压附加电阻改变时，能否改变其运行其运行状态下电枢电流的大小？为什么？这是拖动系统中那些要发生变化?T=K tφI a u=E+I a R a当电枢电压或电枢附加电阻改变时,电枢电流大小不变.转速n与电动机的电动势都发生改变。

1 绪论1.1 机电传动控制的目的和任务机电传动也称电力拖动或电力传动，是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称。

其目的是将电能转变成机械能，实现生产机械的起动/停止和速度调节，以满足生产工艺过程的要求，保证生产过程正常进行。

因此，机电传动控制包括用于拖动生产机械的电动机以及电动机控制系统两大部分。

在现代化生产中，生产机械的先进性和电气自动化程度反映了工业生产发展的水平。

现代化机械设备和生产系统已不再是传统的单纯机械系统，而是机电一体化的综合系统。

机电传动控制已成为现代化机械的重要组成部分。

机电传动控制的任务从狭义上讲，是通过控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理利用；而从广义上讲，则是使生产机械设备、生产线、车间乃至整个工厂实现自动化。

随着现代化生产的发展，生产机械或生产过程对机电传动控制的要求越来越高。

例如：一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米；为了保证加工精度和粗糙度，重型镗床要求在极低的速度下稳定进给，因此要求系统的调速范围很宽；轧钢车间的可逆式轧机及其辅助机械操作频繁，要求在不到1s 的时间内就能完成正反转切换，因此要求系统能够快速起动、制动和换向；对于电梯等提升机构，要求起停平稳，并能够准确地停止在给定的位置上；对于冷、热连轧机或造纸机，要求各机架或各部分之间保持一定的转速关系，以便协调运转；为了提高效率，要求对由数台或数十台设备组成的自动生产线实行统一控制和管理。

上述这些要求都要依靠机电传动控制来实现。

随着计算机技术、微电子技术、自动控制理论、精密测量技术、电动机和电器制造业及自动化元件的发展，机电传动控制正在不断创新与发展，如直流或交流无级调速控制系统取代了复杂笨重的变速箱系统，简化了生产机械的结构，使生产机械向性能优良、运行可靠、体积小、重量轻、自动化方向发展。

因此，在现代化生产中，机电传动控制具有极其重要的地位。

《机电传动控制》笔记第一章：绪论1.1 简介《机电传动控制》将机械工程与电气工程相结合，通过研究电机、驱动器以及控制系统来实现对机械设备的有效操作。

本课程旨在培养学生理解并掌握机电一体化系统的设计原理和方法，为将来从事相关领域的科研或工程实践打下坚实的基础。

1.2 机电传动控制系统的基本概念•定义：机电传动控制系统是指利用电气、电子及计算机技术来控制机械设备运动的系统。

•组成要素：o执行机构（如电动机）：负责产生驱动力。

o传感器：用于监测系统的状态信息。

o控制器：根据设定的目标值与实际反馈进行比较，并据此调整执行机构的动作。

o被控对象：即需要被控制的机械设备。

•工作流程：输入信号 → 控制器处理 → 输出信号 → 执行机构响应 → 反馈至控制器形成闭环回路。

1.3 发展历程与趋势自20世纪初以来，随着电力技术的发展，人们开始尝试用电能替代传统的蒸汽动力来进行工业生产。

到了20世纪中后期，随着微处理器技术和自动控制理论的进步，机电传动控制逐渐从简单的手动调节向自动化方向转变。

近年来，智能化、网络化成为该领域的主要发展方向之一。

未来，预计还将进一步融入物联网(IoT)、大数据分析等先进技术，提高整个系统的效率与可靠性。

第二章：电力拖动基础2.1 电机类型及其工作原理•直流电机o结构：由定子（包括主磁极、换向极）、转子（电枢铁心+绕组）、换向器三部分组成。

o工作原理：当电流通过电枢绕组时，在磁场作用下会产生电磁力矩使转子旋转；改变电压大小可以调节转速。

•交流电机o异步电机（感应电机）▪特点：简单耐用、成本低。

▪分类：单相、三相。

▪工作原理：依靠定子产生的旋转磁场切割转子导条，从而在转子内部形成闭合电路产生感应电流，进而产生转矩。

o同步电机▪特点：适用于高精度场合。

▪工作方式：转子转速严格等于电网频率与极对数之比，可通过改变励磁电流来调整输出功率因数。

2.2 电动机的选择原则选择合适的电动机对于确保整个系统的性能至关重要。

机电传动控制教案第一章：机电传动控制概述1.1 教学目标让学生了解机电传动控制的基本概念。

让学生理解机电传动控制系统的组成和作用。

让学生掌握机电传动控制的基本原理。

1.2 教学内容机电传动控制的概念机电传动控制系统的组成机电传动控制的特点和应用机电传动控制的基本原理1.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。

通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。

1.4 教学评估通过课堂提问和小组讨论评估学生对机电传动控制概念的理解。

通过课后作业评估学生对机电传动控制系统的组成的掌握。

第二章：机电传动控制系统的组成2.1 教学目标让学生了解机电传动控制系统中各个组成部分的功能。

让学生掌握机电传动控制系统中各个组件的连接和调试方法。

2.2 教学内容机电传动控制系统的组成部分各个组件的功能和特点组件的连接和调试方法2.3 教学方法通过实物展示和讲解相结合的方式进行教学。

安排学生进行实际操作，加深对组件连接和调试方法的理解。

2.4 教学评估通过课堂提问评估学生对机电传动控制系统组成成分的理解。

通过实际操作评估学生对组件连接和调试方法的掌握程度。

第三章：机电传动控制的基本原理3.1 教学目标让学生理解机电传动控制的基本原理。

让学生掌握机电传动控制系统的运行机制。

3.2 教学内容机电传动控制的基本原理机电传动控制系统的运行机制3.3 教学方法通过讲解和案例分析相结合的方式进行教学。

通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。

3.4 教学评估通过课堂提问评估学生对机电传动控制基本原理的理解。

通过课后作业评估学生对机电传动控制系统运行机制的掌握。

第四章：机电传动控制系统的应用4.1 教学目标让学生了解机电传动控制系统在实际工程中的应用。

让学生掌握机电传动控制系统的选型和设计方法。

4.2 教学内容机电传动控制系统在实际工程中的应用案例机电传动控制系统的选型和设计方法4.3 教学方法通过案例分析相结合的方式进行教学。

通过图片和视频等直观手段帮助学生理解。

教案机电传动控制第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动控制的概念介绍机电传动控制的定义和特点解释机电传动控制在现代工业中的应用1.2 机电传动控制系统的组成讨论机电传动控制系统的常见组成部分说明各组成部分的功能和相互关系1.3 机电传动控制系统的分类列举机电传动控制系统的不同类型分析各类系统的应用场景和优缺点第二章：机电传动控制的基本原理2.1 机电传动控制的基本原理介绍机电传动控制的基本原理和核心技术解释机电传动控制信号的传递和处理过程2.2 机电传动控制系统的建模说明机电传动控制系统的建模方法探讨建模过程中所需考虑的因素和注意事项2.3 机电传动控制系统的稳定性分析分析机电传动控制系统的稳定性条件介绍稳定性分析的方法和工具第三章：机电传动控制系统的传感器与执行器3.1 传感器在机电传动控制系统中的应用讨论传感器的作用和分类解释传感器在机电传动控制系统中的重要性和选择原则3.2 常见传感器的原理与使用介绍几种常见的传感器类型及其原理说明传感器的使用方法和注意事项3.3 执行器在机电传动控制系统中的应用讨论执行器的作用和分类解释执行器在机电传动控制系统中的重要性和选择原则第四章：机电传动控制系统的常用控制算法4.1 概述常用控制算法介绍机电传动控制系统中常用的控制算法解释各种控制算法的特点和适用范围4.2 比例-积分-微分控制算法详细讲解比例-积分-微分控制算法的工作原理分析比例-积分-微分控制算法的优点和局限性4.3 模糊控制算法介绍模糊控制算法的基本概念和原理讨论模糊控制算法在机电传动控制系统中的应用和优势第五章：机电传动控制系统的调试与维护5.1 机电传动控制系统的调试说明机电传动控制系统调试的目的和重要性介绍调试过程中所需进行的步骤和方法5.2 机电传动控制系统的维护讨论机电传动控制系统维护的内容和方法强调维护对系统稳定运行的重要性第六章：机电传动控制系统的故障诊断与容错控制6.1 机电传动控制系统的故障诊断介绍机电传动控制系统故障诊断的定义和目的讨论故障诊断的方法和技术6.2 常见故障诊断算法讲解几种常见的故障诊断算法及其原理分析各种故障诊断算法的优缺点和适用场景6.3 容错控制技术在机电传动控制系统中的应用解释容错控制的概念和重要性介绍容错控制技术在机电传动控制系统中的应用和方法第七章：机电传动控制系统的节能与环保7.1 节能控制技术在机电传动控制系统中的应用讨论节能控制技术的重要性介绍节能控制技术在机电传动控制系统中的应用和方法7.2 环保控制技术在机电传动控制系统中的应用解释环保控制技术的概念和重要性讲述环保控制技术在机电传动控制系统中的应用和实例7.3 节能与环保在机电传动控制系统中的综合考虑强调节能与环保在机电传动控制系统中的重要性讨论在机电传动控制系统中实现节能与环保的综合考虑的方法和策略第八章：现代机电传动控制技术的发展趋势8.1 概述现代机电传动控制技术的发展趋势介绍现代机电传动控制技术的发展趋势分析现代机电传动控制技术发展的驱动因素8.2 智能控制技术在机电传动控制系统中的应用讲解智能控制技术的概念和原理讨论智能控制技术在机电传动控制系统中的应用和前景8.3 网络化控制技术在机电传动控制系统中的应用解释网络化控制的概念和原理讲述网络化控制技术在机电传动控制系统中的应用和前景第九章：案例分析与实践9.1 机电传动控制系统的实际案例分析分析具体的机电传动控制系统案例总结案例中的成功经验和存在的问题9.2 机电传动控制系统的实验与实践介绍机电传动控制系统的实验目的和内容讲述实验方法和步骤以及实验中所需注意事项9.3 综合练习与讨论提供综合练习题目供学生练习组织学生进行讨论，加深对机电传动控制的理解第十章：总结与展望10.1 总结回顾整个教案的主要内容和知识点强调机电传动控制的重要性和应用前景10.2 展望探讨机电传动控制技术的未来发展趋势激发学生对机电传动控制研究的兴趣和热情重点和难点解析一、机电传动控制的概念与特点：理解机电传动控制的基本定义及其在现代工业中的应用场景，区分其与其他控制系统的不同之处。

机电传动控制教案第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动控制的概念解释机电传动控制的定义强调机电传动控制在现代工业中的重要性1.2 机电传动控制系统的组成介绍机电传动控制系统的常见组成部分解释各组成部分的作用和相互关系1.3 机电传动控制系统的分类列举常见的机电传动控制系统类型简要介绍每种类型的特点和应用范围第二章：机电传动控制的基本原理2.1 电机的基本原理介绍电机的工作原理和分类解释电动机和发电机的关系2.2 传动机构的基本原理介绍传动机构的作用和常见类型解释传动机构的工作原理和选择依据2.3 控制系统的的基本原理介绍控制系统的目标和常见类型解释控制系统的原理和组成第三章：机电传动控制系统的分析和设计3.1 机电传动控制系统的分析方法介绍机电传动控制系统的分析方法解释系统分析的目标和步骤3.2 机电传动控制系统的系统设计介绍机电传动控制系统的系统设计方法解释系统设计的依据和步骤3.3 机电传动控制系统的硬件设计介绍机电传动控制系统的硬件设计方法解释硬件设计的依据和步骤第四章：机电传动控制系统的应用案例4.1 案例一：电机速度控制的应用介绍电机速度控制的应用背景和需求解释电机速度控制系统的组成和工作原理4.2 案例二：电机位置控制的应用介绍电机位置控制的应用背景和需求解释电机位置控制系统的组成和工作原理4.3 案例三：电机力矩控制的应用介绍电机力矩控制的应用背景和需求解释电机力矩控制系统的组成和工作原理第五章：机电传动控制系统的维护和故障处理5.1 机电传动控制系统的维护方法介绍机电传动控制系统的维护方法解释维护的目的和重要性5.2 机电传动控制系统的故障处理方法介绍机电传动控制系统的故障处理方法解释故障处理的目标和步骤5.3 常见故障案例分析分析常见的机电传动控制系统故障案例解释故障原因和解决方法第六章：传感器与执行器在机电传动控制中的应用6.1 传感器的概述与应用介绍传感器的基本概念、工作原理和分类强调传感器在机电传动控制系统中的重要性列举常见的传感器及其应用实例6.2 执行器的概述与应用介绍执行器的基本概念、工作原理和分类强调执行器在机电传动控制系统中的重要性列举常见的执行器及其应用实例第七章：PLC在机电传动控制中的应用7.1 PLC的基本概念与工作原理介绍PLC的定义、发展历程和分类解释PLC的工作原理和系统组成7.2 PLC程序设计与应用案例介绍PLC程序设计的基本方法和技术分析PLC在机电传动控制系统中的应用案例7.3 PLC的维护与故障处理介绍PLC的维护方法和注意事项分析PLC的常见故障及其处理方法第八章：变频器在机电传动控制中的应用8.1 变频器的基本概念与工作原理介绍变频器的定义、分类和基本功能解释变频器的工作原理和接线方式8.2 变频器的参数设置与调试介绍变频器的参数设置方法和注意事项解释变频器调试的目的、步骤和评价指标8.3 变频器在机电传动控制中的应用案例分析变频器在电机速度控制、位置控制和力矩控制等方面的应用案例第九章：伺服系统在机电传动控制中的应用9.1 伺服系统的基本概念与工作原理介绍伺服系统的定义、分类和基本功能解释伺服系统的工作原理和主要组成部分9.2 伺服驱动器与伺服电机的选型与配置介绍伺服驱动器与伺服电机的选型依据和注意事项解释伺服驱动器与伺服电机的配置方法和技术9.3 伺服系统在机电传动控制中的应用案例分析伺服系统在精确位置控制、速度控制和力矩控制等方面的应用案例10.1 节能技术在机电传动控制中的应用介绍节能技术的基本概念和分类解释节能技术在机电传动控制系统中的重要性分析节能技术在机电传动控制中的应用案例10.2 环保技术在机电传动控制中的应用介绍环保技术的基本概念和分类解释环保技术在机电传动控制系统中的重要性分析环保技术在机电传动控制中的应用案例10.3 节能与环保在机电传动控制系统中的综合考虑强调节能与环保在机电传动控制系统设计、运行和维护过程中的重要性讨论如何在机电传动控制系统中实现节能与环保的目标和要求第十一章：机电传动控制系统的效率优化11.1 效率优化的意义与方法解释在机电传动控制系统中进行效率优化的意义介绍常见的效率优化方法和技术11.2 效率优化案例分析分析机电传动控制系统中效率优化的实际案例讨论优化前后的效果对比及经济效益11.3 效率优化在实际应用中的考虑因素强调在实施效率优化时需要考虑的因素讨论如何平衡优化效果与系统成本12.1 安全保护的基本要求与措施介绍机电传动控制系统安全保护的基本要求解释常见的安全保护措施和技术12.2 安全保护案例分析分析机电传动控制系统中安全保护的实际案例讨论安全保护措施的有效性和必要性12.3 安全保护在实际应用中的考虑因素强调在实施安全保护时需要考虑的因素讨论如何平衡安全保护与系统性能第十三章：机电传动控制系统的监测与维护13.1 监测与维护的基本内容与方法介绍机电传动控制系统监测与维护的基本内容解释常见的监测与维护方法和技术13.2 监测与维护案例分析分析机电传动控制系统中监测与维护的实际案例讨论监测与维护对系统性能的影响13.3 监测与维护在实际应用中的考虑因素强调在实施监测与维护时需要考虑的因素讨论如何合理安排监测与维护计划第十四章：机电传动控制系统的现代技术发展14.1 现代技术发展概述介绍机电传动控制系统现代技术的发展趋势强调现代技术对机电传动控制系统的影响14.2 现代技术应用案例分析分析机电传动控制系统中现代技术的实际应用案例讨论现代技术的优势和挑战14.3 现代技术在实际应用中的考虑因素强调在采用现代技术时需要考虑的因素讨论如何适应和引导技术发展第十五章：机电传动控制系统的综合应用案例15.1 综合应用案例分析分析机电传动控制系统中综合应用的实际案例讨论综合应用案例的成功经验和不足之处15.2 综合应用案例的实施与评估解释综合应用案例的实施步骤和评估方法强调综合应用案例对系统性能的影响15.3 综合应用案例在实际应用中的启示总结综合应用案例的经验教训讨论如何推广和应用成功的案例经验重点和难点解析本文主要介绍了机电传动控制教案，包括基本概念、原理、应用案例以及维护和故障处理等内容。