运动控制技术基础

第2章控制：电压电流频率改变：转矩速度位移1 组成：电动机功率放大变换装置控制器传感器2 恒转矩特性：方向和转速相反恒功率：负载转矩和转速反比风机：转矩和转速平方成正比3 调节转速方法调节供电U(主要) 减弱励磁磁通改变电枢R4 电源：相控整流器：直接把交流转化成直流直流脉宽变换器先用不可控整流把交变直然后PWM调制调节输出电压5 晶闸管：优点：功率放大倍数大门级I直接可控响应时间短效率高断续：电感小Id上升段电感储能不大到Id下降电感释放能量释放维持I导通由储能少在下一项触发前Id到0 断续避免：增加整流相数采用多重话技术设置电感大的平波电抗器问题：单相导电对过U I和过高du/dt di/dt敏感谐波电流电压畸变6 PWM：优点：简单开关频率高I连续谐波少损耗小稳速精度高调速外围宽频带宽动态响应快抗扰强装置效率高功率因数高PWM变换器作用：用脉冲宽度调制把电压调制成频率一定宽度可变的电压序列改变U大小调节转速7 电能回馈：反电动势E大于电枢Ud 回馈动能变电能由于二极管电能不能回电网只给滤波电容充电造成泵升电压抑制：一定大小电容或限制电路8 比例控制闭环规律：被调量有静差抵抗扰动服从给定系统精度依赖检测精度9 积分控制：使系统在无静差恒速运行消除稳态偏差包含输入偏差量所有比例：控制快速题：1转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节转速反馈系数是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？2为什么用积分控制的调速系统是无静差的？在转速单闭环调速系统中，当积分调节器的输入偏差电压△U=0 时，调节器的输出电压是多少？它决定于哪些因素？3在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？为什么？4在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数发生变化时系统是否有调节作用？为什么？（1）放大器的放大系数 Kp。

运动控制技术教学大纲
一、课程简介。

1、课程名称：运动控制技术。

2、课程简介：本课程主要介绍机械运动控制方面的基本原理、基础知识和应用技术，以及相关的电子设备、控制系统和软件工具，培养学生具备系统运动控制方面的基本理论知识及相关技能。

二、教学目标。

本课程的教学目标主要是：
1、了解运动控制技术的基本概念、原理和应用；
2、掌握机械运动控制的基本原理，具备使用电子技术设计机械运动控制系统的能力；
3、了解电机控制、传动技术与模拟控制基础知识，熟悉基本的电子技术设备和电控系统；
4、能运用相关技术解决实际机械运动控制问题。

三、教学内容。

1、机械运动控制原理。

2、机械系统及元件。

3、电机控制。

4、传动技术。

5、模拟控制。

6、信号转换。

7、电子设备与自动控制。

8、软件工具。

四、教学方法。

1、讲授法：通过讲授的方法介绍运动控制技术的基本概念及相关知识，使学生了解运动控制方面的基本原理、基础知识和应用技术；
2、实验法：通过实验，使学生体验运动控制的原理，运用实验观察自动控制的变化，加深对运动控制技术的理解；。

快速⼊门篇⼗四：运动控制器基础轴参数与基础运动控制指令今天，我们来讲解⼀下正运动技术运动控制器的基础轴参数与基础运动控制指令。

视频——正运动技术基础运动控制指令⼀材料准备与控制器接线参考控制器接线参考⼆常⽤轴参数的设置1、BASE——轴选择语法：BASE(轴1,轴2,轴3,...)最⼤可⽤轴数根据控制器实际硬件决定。

BASE指令⽤于导向下⼀个运动指令轴的参数读/写⼊特定轴或轴组。

每⼀个过程有其⾃⼰的BASE基本轴组，每个程序能单独赋值。

ZBasic 程序与控制轴运动的运动发⽣器分开。

每个轴的运动发⽣器有其独⽴的功能，因此每个轴能以⾃⼰的速度、加速度等进⾏编程。

轴可以通过叠加运动、同步运动或者通过插补链接在⼀起，插补运动的速度等参数采⽤主轴的参数，默认BASE选择的第⼀个轴例⼦：BASE(0,1,2,3) '轴列表选择：0,1,2,3，轴0为主轴BASE(3,2,5) '轴列表选择：3,2,5，轴3为主轴2、ATYPE——轴类型语法：ATYPE=类型值设置轴的类型，提供轴类型列表，只能设置为当前轴具备的特性。

在程序初始化的时候就设置好ATYPE，ATYPE若不匹配会导致程序⽆法正常运⾏。

⽀持不同类型的轴混合插补。

例⼦：BASE(0,1,2) '主轴为轴0ATYPE=1,1,1 '按轴列表匹配，设为脉冲轴类型ATYPE AXIS(4)=3 '轴4设为正交编码器类型ATYPE(3)=65 '轴3设为ECAT周期位置模式653、UNITS——脉冲当量语法：UNITS=脉冲数 UNITS(轴号)=脉冲数控制器以UNITS作为基本单位，指定每单位发送的脉冲数，⽀持5位⼩数精度。

UNITS是⽤户单位与脉冲单位之间的纽带，UNITS=10000，MOVE(2) 等效给电机20000个脉冲。

若电机不带机械负载，电机转的圈数取决于电机转⼀圈需要的脉冲数：例1：电机转⼀圈需要10000脉冲数，MOVE(3)想让电机转3圈，则UNITS=10000。

机器人编程与运动控制的实用教程机器人技术的快速发展与普及，为我们的生活带来了巨大的变化。

而机器人编程与运动控制，作为机器人技术的核心和基础，同样具有重要的实用性。

本文将为您提供一份机器人编程与运动控制的实用教程，帮助您了解并掌握这一领域的基本知识与技能。

一、机器人编程的基础知识1. 理解编程概念与基本要素编程是指通过编写一系列指令，告诉机器人如何执行特定的任务。

在机器人编程中，我们需要掌握诸如变量、常量、条件语句、循环语句、函数等基本要素。

变量用于存储数据，常量是不可改变的数据，条件语句用于根据不同的条件执行不同的操作，循环语句用于重复执行一段代码，而函数则是将一段代码封装成一个可重复使用的模块。

2. 掌握常见的编程语言机器人编程中，常用的编程语言有Python、C++、Java 等。

不同的编程语言有不同的特点与适用场景。

对于初学者来说，Python是一种较为简洁易懂的语言，适合初步学习和实践机器人编程。

3. 学习机器人操作系统（ROS）机器人操作系统（Robot Operating System，ROS）是一种开源的操作系统，为机器人提供了一套标准化的工具和库。

ROS拥有良好的架构和丰富的功能包，可以帮助我们更好地进行机器人编程和运动控制。

学习ROS将对进一步深入机器人编程非常有帮助。

二、机器人运动控制的基本原理1. 理解机器人的运动学与动力学机器人运动学是研究机器人运动位置、姿态以及其相关关系的学科；机器人动力学则研究机器人运动的力学性质与行为。

了解机器人的运动学与动力学可以帮助我们更好地控制机器人的运动行为。

2. 学习机器人运动控制方法机器人运动控制方法有多种，常见的包括PID控制、逆运动学解算、轨迹规划等。

在机器人编程中，我们可以根据具体的任务需求选择合适的运动控制方法来实现机器人的运动控制。

3. 掌握机器人传感器技术机器人往往需要借助传感器来获取外界环境的信息，以便更好地进行运动控制。

运动控制技术课程标准
运动控制技术课程标准主要涵盖以下内容：
1. 运动控制系统基础知识：介绍运动控制系统的基本概念、组成和工作原理，包括运动控制器、伺服电机、传感器等的基本原理。

2. 运动控制系统设计：讲解运动控制系统的设计方法和步骤，包括运动控制系统的需求分析、功能设计、硬件选型和软件开发等方面。

3. 运动控制系统硬件：介绍运动控制系统的硬件组成，包括伺服电机、传感器、编码器、电机驱动器等的选型、安装和调试方法。

4. 运动控制系统软件：讲解运动控制系统的软件开发方法和技术，包括PID控制算法、闭环控制、轨迹规划和插补算法等。

5. 运动控制系统调试与优化：介绍运动控制系统的调试方法和技巧，包括系统参数调整、误差分析和优化方法等。

6. 运动控制系统应用案例：通过实际案例分析和实验，讲解运动控制技术在机械制造、自动化生产线、机器人等领域的应用。

以上内容仅作为运动控制技术课程标准的参考，实际的课程设置和深度还需根据教学目标、教学资源和学生需求等因素进行具体设计。

1.运动控制系统是以电动机及其拖动的机械设备为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。

2.运动控制不同的分类方法：（1）被控物理量：转速被控的系统叫调速系统，以角位移或直线位移叫伺服系统（位置随动系统）；（2）驱动电机类型：直流电动机叫直流传动系统，交流电机叫交流传动系统；（3）控制器：模拟电路叫模拟控制系统，数字电路叫数字控制系统。

3.运动控制三要素：控制器、功率驱动装置、电动机。

4.运动控制发展趋势：（1）运动控制的交流化（2）功率变换装置高频化（3）功率系统的高速、超小和超大化（4）系统实现的集成化（5）控制的数字化、智能化和网络化5.直流电机的种类：他励，幷励，串励，复励，永磁。

6.直流电机启动方法：直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动7.他励直流电机的调速方法：（1）改变电枢电阻，即串电阻调速（2）改变电枢电压U （3）减弱电机励磁磁通φ8.调速系统的静态及动态指标：（1）静态指标:1.调速范围D（可调速度的范围，即D=；2.静差率S指负载变化时转速的稳定程度，即s==X100%。

（2）动态指标：1.跟随性指标。

1）上升时间2）超调量3）调节时间；2.抗扰性指标。

9.直流电机调压调速：旋转变流机组；晶闸管相控静止整流；直流脉宽调制。

10.晶闸管相控静止整流的缺点：功率因数低，谐波大，是造成电力公害的主要原因之一11.（1）在相同负载下，闭环系统的转降速只是开环系统的1/（1+K）；（2）在相同负载下，闭环系统的静差率只是开环系统的1/（1+K）；（3）静差率相同时，闭环系统的调速范围是开环系统的（1+K）倍。

(4) 当给定电压相同时，闭环系统的空载转速是开环系统的1/(1+K),也就是说闭环系统的理想空载转速大大降低，如果希望闭环系统和开环系统的理想空载转速相同，则闭环系统的给定电压必须是开环系统的(1+K)倍，如果希望两者给定电压相同、理想空载转的理想空载转速相同，则闭环系统必须设置放大器。

如果文档对你有帮助，请点赞~~ 1【单选】以下选项中，属于运动控制系统的物理结构的是（）∙ A. 运动学∙ B. 电机学∙ C. 量测系统∙ D. 轨迹生成∙正确答案：C2【单选】（）与（）之间包含事件管理、人机交互、指令生成、文件管理∙ A. 运动控制器与上位机∙ B. 驱动器与运动控制器∙ C. 驱动器与上位机∙ D. 运动控制器与电机∙正确答案：A3【单选】以下选项中，不属于运动控制系统的逻辑结构的是（）∙ A. 运动生成与规划∙ B. 控制系统∙ C. 执行及反馈∙ D. 测量系统∙正确答案：D4【多选】运动控制系统按照实现方式可以分为（）∙ A. 软件实现∙ B. 嵌入式实现∙ C. 手工∙ D. 自动∙正确答案：A B5【多选】运动控制系统按照指令传输方式可以分为（）∙ A. 模拟传输∙ B. 脉冲传输∙ C. 总线协议∙ D. 智能传输∙正确答案：A B C6【多选】以下选项中，属于运动控制系统的是（）∙ A. 轨迹生成∙ B. 轨迹规划∙ C. 控制系统∙ D. 驱动系统∙ E. 机械及传动∙正确答案：A B C D E7【判断】电机与驱动器之间包含电力传输和位置反馈（）∙ A. 正确∙ B. 错误∙正确答案：正确8【判断】运动控制系统仅有专用系统和通用系统两大类（）∙ A. 正确∙ B. 错误∙正确答案：错误9【判断】误差与精度，在运动控制系统中，没有区别（）∙ A. 正确∙ B. 错误∙正确答案：错误10【判断】驱动器与运动控制器之间包括指令、事件反馈、事件指令、通讯等（）∙ A. 正确∙ B. 错误∙正确答案：正确。

运动控制技术与应用课程标准运动控制技术与应用作为一门工程技术课程，旨在培养学生对运动控制技术的理论和应用的基本知识和能力。

该课程内容广泛，涉及机械、电气、电子等多个领域，为学生提供了理论指导和实践操作的机会。

下面是与运动控制技术与应用课程标准相关的参考内容。

1. 运动控制技术概述1.1 运动控制技术的定义和基本原理1.2 运动控制技术在自动化系统中的应用1.3 运动控制技术的发展历程和现状2. 传感器与执行器的选择与应用2.1 各类传感器的工作原理和特点2.2 不同执行器的工作原理和适用场景2.3 传感器和执行器在运动控制中的应用案例3. 运动模型建立与运动规划3.1 运动模型的基本形式和建立方法3.2 运动规划算法的原理和应用3.3 运动规划中的优化方法和问题求解技巧4. 控制系统设计与调试4.1 控制系统的组成和工作原理4.2 控制系统的闭环控制与开环控制4.3 控制系统的调试与优化方法5. 运动控制器设计与程序编写5.1 运动控制器的硬件设计和选型5.2 运动控制器的软件设计和编程5.3 运动控制器的机械结构和电气接线6. 运动控制系统的应用案例6.1 机器人运动控制系统6.2 CNC加工中心运动控制系统6.3 物流搬运设备运动控制系统7. 运动控制技术的新发展趋势7.1 无人驾驶技术中的运动控制应用7.2 工业互联网中的运动控制技术7.3 人工智能在运动控制中的应用前景8. 运动控制系统的故障诊断与维护8.1 运动控制系统的常见故障及其排除方法8.2 运动控制系统的预防性维护和保养8.3 运动控制系统的性能监测和评估通过学习运动控制技术与应用课程，学生将能够掌握运动控制技术的基本理论和应用技能，能够设计和实现运动控制系统，具备对运动控制系统进行故障诊断与维护的能力。

这门课程不仅为学生提供了实践操作的机会，还为他们今后从事相关工程技术工作打下了坚实的基础。

plc运动控制技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述PLC运动控制技术是指利用可编程逻辑控制器（PLC）实现对机械装置运动过程的控制和管理的技术。

随着工业自动化技术的发展，PLC在各个领域中得到了广泛应用，特别是在机械加工、自动装配、流水线生产等领域中，起到了重要的作用。

运动控制技术作为PLC应用的一个重要方向，在实现高效、精确、稳定的机械运动过程中具有重要意义。

1.2 文章结构本文将从以下几个方面来全面介绍和解释PLC运动控制技术：首先，我们将介绍PLC基础知识，在这一部分中，读者将对PLC的基本构成、工作原理以及常见特点有一个全面了解。

接下来，我们会详细解释运动控制的基本概念和相关术语，让读者对其有一个清晰的认识。

然后，我们会介绍在运动控制中如何应用PLC，并详细说明其具体功能和优势所在。

随后，我们会对PLC运动控制系统架构进行阐述，并介绍其中的信号处理过程和常见的算法。

最后，我们会对PLC 运动控制技术的优势以及在不同场景下的应用进行分析和讨论。

文章将通过以上内容来彻底概述和解释PLC运动控制技术。

1.3 目的本文主要旨在全面介绍PLC运动控制技术，解释其相关概念和应用，并分析其优势和适用场景。

希望读者通过本文能够了解到PLC运动控制技术在工业领域中的重要性，并能为实际应用中的决策提供参考。

同时，我们也希望通过本文能够引起更多人对于PLC运动控制技术发展方向的思考，并展望未来可能的发展趋势。

2. PLC运动控制技术解释：2.1 PLC基础知识介绍:PLC，即可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是一种专门用于工业自动化的计算机控制系统。

它采用可编程的存储式程序控制器，能够根据事先编写好的程序和指令集来实现对各类设备和生产过程进行监测、控制和调节。

PLC通常由输入模块、中央处理器（CPU）、输出模块以及通信模块组成。

2.2 运动控制概念:运动控制是指通过对运动设备（如电机）的位置、速度或加速度等参数进行精确控制，以实现特定的运动要求。

如果文档对你有帮助，请点赞~~考试：运动控制系统-基础与提高（3）电机系统及控制系统设计∙试卷年份：2015年∙题量：10题∙答题时间：分钟∙总分：100分∙合格线：60分1【单选】控制系统描述系统性能的函数成为（）∙ A. 稳定性函数∙ B. 重复性函数∙ C. 敏感度函数∙ D. 精确性函数∙正确答案：C2【单选】以下选项中，不属于伺服系统的控制模式的是（）∙ A. 开环∙ B. 半开环∙ C. 半闭环∙ D. 闭环∙正确答案：B3【单选】以下不属于伺服系统动态性能指标的是（）∙ A. 超调量∙ B. 到达指定指令的时间∙ C. 震荡次数∙ D. 到达指定位置足够长时间后的误差∙正确答案：D4【多选】以下属于伺服系统动态性能指标的是（）∙ A. 带宽∙ B. 增益裕量∙ C. 相位裕量∙ D. 令频率下闭环系统增益∙正确答案：A B C5【多选】以下属于伺服系统动态性能的是（）∙ A. 稳定性∙ B. 精确性∙ C. 重复性∙ D. 快速响应性∙ E. 鲁棒性∙正确答案：A B D E6【多选】控制系统通常由反馈形式，反馈控制的基本组成有（）∙ A. 控制器∙ B. 传感器∙ C. 驱动器∙ D. 被控对象∙正确答案：A B C D7【判断】控制系统不需要考虑噪声的干扰（）∙ A. 正确∙ B. 错误∙正确答案：错误8【判断】伺服系统由控制器、驱动器、传感器、电动机这几个部分组成（）∙ A. 正确∙ B. 错误∙正确答案：正确9【判断】伺服系统的控制精度可以是位置误差、速度误差、加速度误差（）∙ A. 正确∙ B. 错误∙正确答案：正确10【判断】控制系统设计时判断稳定性常采用Routh判据和Nyquist判据（）∙ A. 正确∙ B. 错误∙正确答案：正确b。

现代运动控制技术 pdf
现代运动控制技术是机电一体化的关键技术之一，它涉及到伺服驱动、运动控制系统结构、分析设计方法等多个方面。

以下是一些现代运动控制技术的发展趋势：
伺服驱动智能化、网络化：随着技术的发展，交流伺服系统的应用越来越广泛，伺服控制技术正朝着数字化、智能化方向发展。

数字式交流伺服系统因其符合数字化控制模式的潮流，调试和使用简便，而受到青睐。

伺服驱动器模块化、小型化：为了适应有限的时间和空间范围，提升自动化水平并降低应用成本，伺服产品正在变得更加小巧和模块化。

伺服驱动器多轴一体化：多轴一体化指的是一个伺服驱动器可以控制多个伺服电机，这种集成化的设计提高了系统的紧凑性和效率。

驱动一体化技术：驱控一体机集成了工业PC、运动控制和伺服驱动，这种一体化技术在工业机器人领域尤其盛行，被认为是该领域的热门话题。

单电缆伺服反馈技术：这项技术简化了伺服系统的布线，使得系统的安装和维护更加便捷。

值得一提的是，运动控制系统的应用领域非常广泛，包括包装、印刷、纺织和装配工业等。

运动控制技术的发展不仅提高了工业制造的精度和效率，而且也是智能制造和工业4.0的重要组成部分。

综上所述，现代运动控制技术的发展正朝着智能化、网络化、模块化和一体化的方向迈进，这些技术的发展极大地推动了工业自动化和智能制造的进步。

运动控制（MC）是自动化的一个分支，运动控制起源于早期的伺服控制。

简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。

早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术的发展而发展的。

它使用通称为伺服机构的一些设备如液压泵，线性执行机或者是电机来控制机器的位置和或速度。

运动控制在机器人和数控机床的领域内的应用要比在专用机器中的应用更复杂，因为后者运动形式更简单，通常被称为通用运动控制（GMC）。

现在运动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织和装配工业中。

按照所完成的制造任务的不同，机器运动控制分为：点位控制和连续路径控制①点位控制:是在容许加速度和速度的条件下，尽可能快的由原坐标位置运动到目的坐标位置，而对于两点之间的轨迹没有精度要求的。

点位控制的功能是将工具或零件由源点运动到规定的目标点，以便在该点加工作业。

因为从源点到目标点的运动过程中不进行加工作业，所以对运动路径没有要求。

但是为了提高效率，点位运动控制系统应在容许的加速度条件下，尽可能以最大速度完成这种运动过程。

②连续路径控制:包括直线运动控制和曲线运动控制。

对于轨迹上的每一点坐标都具有一定的精度要求，不仅要求路径连续，而且要求速度连续。

为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴上的位置和速度，使得它们同步协调到达目标点。

对于这类控制，机床必须同时控制两个或者两个以上的轴。

连续路径控制系统不仅控制目标点，而且控制工具到达这些目标点的整个路径，以保证在整个加工过程中，工具始终接触工件并制造出希望的形状。

控制系统按照控制原理的不同可以分为开环和闭环两种控制系统①开环控制系统：系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。

开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。

主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。

《运动控制技术及应用》课程标准《运动控制技术及应用》课程标准参考内容1. 课程目标：使学生了解运动控制技术的基本原理和应用，培养学生分析和解决运动控制问题的能力，为学生将来从事相关行业的工作打下坚实基础。

2. 课程大纲：(1) 运动控制技术概述：介绍运动控制技术的定义、分类和发展历程。

(2) 运动控制系统组成：介绍运动控制系统的组成和作用，包括传感器、执行器、控制器等。

(3) 运动控制系统建模与仿真：学习运动控制系统的建模方法和仿真技术，包括数学建模、传递函数、状态空间等。

(4) 运动控制系统的动力学分析：学习运动控制系统的动力学分析方法，包括二阶系统、PID控制器等。

(5) 运动控制系统的控制算法：学习运动控制系统常用的控制算法，包括比例控制、积分控制、微分控制等。

(6) 电机驱动技术：介绍电机驱动技术的原理和应用，包括直流电机驱动、交流电机驱动等。

(7) 运动控制系统的调试与优化：学习运动控制系统的调试与优化方法，包括参数调整、响应性能评估等。

(8) 实际应用案例分析：通过实际案例分析，探讨运动控制技术在工业自动化、机器人等领域的应用。

3. 教学方法：(1) 理论教学：通过讲授基本原理、概念和方法，帮助学生掌握运动控制技术的基础知识。

(2) 实验教学：通过实验操作，学生可以亲自实践运动控制系统的建模、仿真、调试和优化。

(3) 讨论与案例分析：通过讨论和分析实际案例，引发学生的思考和灵感，提高问题解决能力。

4. 教学要求：(1) 学生应熟悉数学、物理等基础知识，具备基本的电路理论和控制理论知识。

(2) 学生应具备一定的计算机操作和编程基础，能够运用相关软件进行仿真和调试。

(3) 学生应具备较强的分析和解决问题的能力，注重实践操作和实际应用。

5. 考核方式：(1) 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况等。

(2) 实验报告：对实验过程、结果和分析进行书面报告。

(3) 期末考试：笔试形式，测试学生对运动控制技术的理论知识和应用能力。