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《机械原理》复习要求机构结构分析1.理解运动副、运动链、约束和自由度等基本概念。
2.掌握机构运动简图的绘制。
3.掌握机构具有确定运动的条件，并熟练掌握机构自由度的计算方法。
4.掌握机构结构分析的方法。
5.对平面机构的组成原理有所了解。
运动分析1.理解速度瞬心（绝对瞬心、相对瞬心）的概念，并能运用“三心定理”确定一般机构各瞬心的位置，2.能用瞬心法对简单的平面机构（高、低副）进行速度分析。
3.掌握用相对运动图解法对一般平面Ⅱ级机构进行运动分析。
（写出矢量方程式、作出相应的矢量多边形、给出解的表达式。
4.了解机构运动分析的解析法运动副的摩擦和机械效率⒈能对移动副、螺旋副和转动副中的摩擦进行分析，掌握考虑摩擦时机构的静力分析方法（运动副中总反力作用线的确定）。
⒉了解机械效率的概念及效率的各种表达形式。
⒊理解机械自锁的概念及自锁条件。
机械动力学基础⒈明确研究机械平衡的目的。
⒉掌握刚性转子的静平衡、动平衡条件以及相应的平衡方法。
⒊理解机器周期性速度波动产生的原因、调节方法及飞轮的作用等。
⒋了解飞轮转动惯量的计算方法。
凸轮机构1.掌握从动件常用运动规律的特点及适用场合，了解选用原则；2.熟练掌握并灵活运用反转法原理。
（对滚子从动件，明确凸轮的实际轮廓曲线、理论轮廓曲线之间的关系，γ为凸轮理论轮廓的基圆半径）。
3.理解凸轮机构的压力角、自锁等概念。
会用图解法表示凸轮上给定点与从动件接触时的压力角。
会确定直动从动件凸轮机构合理的偏置方向。
4.理解机构基本尺寸确定的原则以及根据这些原则确定直动从动件盘、滚子半径等。
形凸轮机构的基圆半径γ连杆机构1.理解掌握铰链四杆机构的三种基本类型的形成条件及其特点。
2.明确四杆机构的其他型式及其特点，了解演化方法。
3.掌握平面四杆机构的工作特性。
包括：行程速比系数K、急回特性、极位夹角θ、压力角、传动角、死点等，何种机构在何种条件下具有急回特性，α、γ的图示表示，机构的γmin出现的位置，存在死点的机构及出现死点的条件及位置等。
《运动控制系统》课程教学大纲课程名称：运动控制系统课程代码：学分/学时：3学分/51学时开课学期：秋季学期（大四上）适用专业：机械工程及自动化、核科学与工程、航空航天工程等相关专业的本科生与研究生先修课程：高等数学（常微分方程，积分变换），模型、分析与系统控制，电工与电子技术，机械测试技术及其应用后续课程：开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标运动控制系统包括电机、驱动器、控制器和传感器。
通过这门课程的学习，能够设计和开发所需的运动控制系统，驱动机械机构完成规定的动作。
用于运动控制的电机主要为交流电机，包括感应电机、永磁同步电机、直流无刷电机步进电机。
驱动器将电网固定的电压、频率改变为可控的电压、频率、电流供给电机，控制电机的转矩、速度、位置、加速度。
控制器将特定的工艺要求转变成控制命令，以数字、模拟等信号形式控制驱动器。
传感器将物理量转变成特定要求的电压或电流，供控制器感知系统的状态，修正控制命令。
这门课程的学习应把握基本原理、器件、算法及三者的内在联系。
基本原理包括上述各种电机的基本原理、电机的控制理论。
器件包括常用的传感器、功率器件、微控制器及电子元件。
算法是基本原理和器件的结合，将抽象的理论具体化，零散的器件集成化，程序模块化。
(A4, A5, B1, B2, B4, C3, C4)二、课程教学内容及学时分配（含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求）第1章运动控制系统的构成与控制结构（3学时/课堂教学）(A5.1)内容：了解运动控制系统由执行器、驱动器、控制器和传感器等部件组成；掌握各组成部件在系统中的作用；了解现有的执行器种类，如气缸、电机、压电陶瓷等，并了解各类执行器的固有特性、适用的应用范围及常用的应用场合；了解传感器的种类及其原理，如光栅尺、码盘、激光干涉仪、电容传感器等，学习各类传感器的特性及适用范围。
了解适用matlab中的simulink模块搭建运动控制系统的仿真程序。
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《运动控制系统》复习纲要
直流调速系统(10)
单闭环结构： 可抗的环内扰动，不可抗的环外扰动
n-i双闭环：结构原理
n环：
外环,主环, 调转速
转速调节器输出 = i环的给定
--通过调电流来调转速:
Id > IL n↑ (Tem>TL)
i环：内环,辅环,调电流
通过调电压来调电流
是n环前向通道的一个环节
恒流起动原理
恒流调节阶段
ASR: 突加Un* ，ΔUn=Un*-Un大值
输出Ui*↑饱和Uim*
起动过程: n
ΔUn> 0
PI的I功能维持饱和
ASR产生最大电流给定
ACR : 按电流给定Uim*升压
调Id=Uim*/β=Idm
电机以最大电流升速起动
注: i环内扰动E随n(1阶)上升,
ACR调Id有小静差
双闭环单闭环抗负载及抗网压扰动比较
抗网压扰动：
网压扰动在i环内，其先影响电流，未影响转速就先被i环检出，这时ASR的
电流给定Ui*未变。
故ACR先调压以保持电流Id=Ui*/β
---- n-i双闭环抗网压扰动比n单闭环快
抗负载扰动
负载扰动在i环外
只能影响转速后由n环检出，再抑制。
但转速调节器通过i环调速，环节增多
n-i双闭环抗负载扰动通常比n单闭环慢
工程动态设计：高频段小惯性群(高阶)近似1阶惯性
低频段大惯性可近似为积分环节
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最优典型2阶I型跟随、抗扰特点。
电流环设计
跟随快，超调小，抗扰慢
最优典型3阶II型跟随、抗扰特点。
转速调节器设计
跟随慢，超调大，抗扰好
并联微分负反馈降超调
给定积分器降超调
非独立Ud-F调磁回路：
AUR、AΦR作用，相互关系：AUR—电压调节器:
给定Uv*=γUN固定,对应电机额定电压,反馈Uv*=γUd
输出Uif*--励磁给定, 饱和值Uifm*对应额定磁场
---电压环通过调励磁力图使电枢电压为额定
AFR—磁场调节器,按AUR输出的励磁给定调励磁电流
基速以下以上AUR调节满磁减磁原理
如图所示：基速以下：恒磁调
压。
基速以上：恒压减磁
基速以下满磁调压
基速以上满压调磁
可逆直流调速 可逆电源（整流器反并、PWM斩波器）
)(5.0)/()(IilSSlTTKRKRTKKpi
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整流器可逆电源的环流：
用消除直流环流的配合控制脉动环流抑制方法
自然环流系统：
处理直流与脉动环流的方法；换流前后整流器状态：
可控环流系统.：
处理直流与脉动环流的方法
逻辑无环流系统：
整流器电切换原则；切换前后整流器状态：
交流调压调速
笼式机与力矩式电机特
点：
转子电阻；sm；恒转矩负
载时调速范围
风机类负载：调压
的调速范围。
异步机调压调速 :机械特性的变化; 低高速时的效率
异步机调频调速
基速以下以上恒磁恒压,及对应恒转矩恒功率特性：
E=4.44f1N1Kw m
基频fN以下恒磁Φm调压
U≈E∝f1
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--电势频率协调控制
Tem=CmmI2’cosφ2---基本恒转矩特性
基频以上恒压减磁
P1=1.732U1I1cosφ1---基本恒功率特性
--同直流机
异步机恒定子、气隙、转子磁场时Tem-Δn（Δω）特性。
PWM电压空间矢量变频：控制磁链Ψs目的；优点 开关损耗,输出电压
交流机矢量控制、直接转矩控制调速(9)
异步机VC调速
旋转M-T坐标按转子Ψr定向方法
对应的定子电流分解
Ψr闭环型VC调速系统,由于Ψr计算误差,影响系统的动态性能
直接转矩控制DTC
系统结构（系统联结，各环节作用，各点物理量）
转矩与定子磁链Ψs幅值控制方法
DTC中利用转差来控制转矩
DTC中PWM变频器的电压矢量,直接控制Tem和Ψs .
绕线机双馈调速
绕线机中机械功率、电磁功率、转差功率Ps的关系
绕线机转子馈出馈入功率时,电机转速的变化.
pmec pem pf 状态
+ + +馈入 超速电动
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+ + -馈出 欠速电动
- - +馈入 欠速发电制动
- + -馈出 反转发电制动
- - -馈出 超速发电(制动)
串级调速中：转差功率回馈电网的方法
用斩波器调节馈出，提高功率因数的方法
小调速范围的大容量绕线机，双馈调速控制的优点
对小调速范围的大容量异步绕线机，因转差功率较小，双馈调速有
设备容量小的优点。
同步机调速
他控式结构特点，基本性能，开环调速要点:
控制简单基（频以下恒磁以上恒压）
稳态恒速,可起动、调速
但过载或变频过快易失步
自控式结构特点，基本性能：
定转子磁场无转差--不失步
短时过载仅短时减速
同步机矢量控制调速：转子磁链定向方法
正弦同步机矢量控制调速中, 转子励磁方向可测, 磁场定位比异步
机简单. 定子电流转矩分量ist正交于M轴, 按转矩要求进行控制。 由于
无功不能上网，一般不需励磁分量ism。
定子电流分解与控制原则
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无刷直流机：无刷直流机由转子位置控制定子通2断1.导通绕组电
压为直流调制PWM,. 因此调速方式为调压.
磁场分布 绕组分布
逆变器断基本控制方法
绕组电压、电势、电流波形
调速方式。
位置随动系统
主要问题是跟随，其调速系统必须可逆.
调速系统
---恒值控制，主要问题是抗扰
随动系统
---跟踪控制，主要问题是跟随
II型随动系统特点：II型随动系统可跟踪匀速速运动无偏差
I型随动系统特点：响应、稳定性；提高跟踪能力方法
I型系统比II型相裕大,稳定性高,频带宽,响应快.通过给定前馈微分
补偿,可跟踪匀速运动无偏差
位置随动系统提高抗扰性能方法
复合控制=反馈控制+前馈(给定,抗扰)控制
反馈为主,前馈为辅
复合控制中前馈控制 主动、快速、粗放；反馈控制则 被动、慢速、精
细
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位置随动系统用加速度内环特点
位置随动系统用加速度内环,可限制起制动 加速度,防机械冲击, 也
可 间 接限制电机电流
实验：
ASR，ACR基本结构
实验（2-4）系统线路连接，各点物理量
起动与抗负载扰动的电流转速波形
实验结构图
实二：
起动
抗扰
恒流阶段 ASR 饱和,产生最大 电流 给定
转速近于 线性 上升。
转速超调 后 ASR退饱和，使电流下降。
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实三：
起动：
抗扰：
实四：
起动：
抗扰：
希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：
1、生命对某些人来说是美丽的，这些人的一生都为某个目标而奋斗。
2、推销产品要针对顾客的心，不要针对顾客的头。
3、不同的信念，决定不同的命运。
