运动控制系统课程总结
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运动控制实训总结标题:运动控制实训总结正文:运动控制是机器人控制技术中的重要组成部分,是机器人实现自主运动的关键。
本次实训旨在让学生掌握运动控制的基本理论和应用技能,为后续的机器人实践应用打下坚实的基础。
在实训过程中,我们按照以下步骤进行:一、学习运动控制基础知识在实训开始前,我们首先学习了运动控制基础知识,包括运动控制算法、传感器和执行器的应用、运动控制系统的建模等内容。
通过学习这些内容,学生了解了运动控制的基本思想和实现方法,为后续的实训操作打下了坚实的基础。
二、进行实验操作在实训过程中,我们按照课程要求进行了多个实验操作,包括使用PID控制算法实现机器人的平滑运动、使用模糊控制算法实现机器人的避障运动、使用神经网络实现机器人的运动预测和控制等。
通过实验操作,学生掌握了不同的运动控制算法和传感器/执行器的应用技巧,并且对运动控制系统的建模和调试有了更深入的理解。
三、进行仿真实验在实验操作的基础上,我们进行了仿真实验,通过搭建运动控制系统并进行仿真测试,验证运动控制算法的性能和效果。
通过仿真实验,学生可以更加直观地了解运动控制系统的运行状况,并对运动控制算法的参数进行调整和优化,以提高系统的性能和可靠性。
四、总结与反思在实训结束后,我们对所有实验操作进行了总结和反思。
通过总结,我们了解到学生在运动控制实训中取得了哪些成果和进步,同时也发现了哪些不足之处。
通过反思,我们提高了学生的实验操作能力和系统调试能力,为今后的机器人实践应用打下了坚实的基础。
拓展:除了本次运动控制实训,学生还可以参考相关书籍、论文和视频教程,进一步深入学习和了解运动控制的相关理论和应用。
同时,学生也可以参加机器人比赛和实践项目,将所学的运动控制技能应用于实际问题中,不断提高自己的机器人控制技术和实践能力。
一、引言随着我国经济的快速发展,电气运动控制技术得到了广泛的应用。
为了提高我国电气运动控制技术的水平,培养高素质的技术人才,我校特开设了电气运动控制实训课程。
通过本课程的学习和实践,我深刻认识到了电气运动控制技术的重要性,以下是我对本次实训的总结。
二、实训目的与意义1. 熟悉电气运动控制系统的基本组成和原理;2. 掌握电气运动控制系统的安装、调试和维护方法;3. 提高动手能力和解决实际问题的能力;4. 为今后从事电气运动控制相关工作打下坚实基础。
三、实训内容1. 电气运动控制系统概述本次实训首先介绍了电气运动控制系统的基本组成和原理,包括电动机、控制器、传感器、执行器等。
通过学习,我对电气运动控制系统的整体框架有了清晰的认识。
2. 电动机及驱动器实训中,我们学习了电动机的种类、特点、参数以及驱动器的选择。
通过实际操作,掌握了电动机的安装、接线、调试和维护方法。
3. 传感器及执行器传感器是电气运动控制系统中的重要组成部分,实训中,我们学习了各类传感器的原理、特性及安装方法。
执行器则包括气缸、电磁阀等,实训中,我们掌握了执行器的安装、调试和维护方法。
4. 控制器及编程控制器是电气运动控制系统的核心,实训中,我们学习了PLC、变频器等控制器的原理、特性及编程方法。
通过实际操作,掌握了控制器的基本编程和调试技巧。
5. 电气运动控制系统应用实训中,我们学习了电气运动控制系统在各类设备中的应用,如数控机床、电梯、机器人等。
通过实际操作,掌握了电气运动控制系统在实际工程中的应用方法和技巧。
四、实训过程及收获1. 实训过程本次实训分为理论学习和实际操作两个阶段。
理论学习阶段,我们系统地学习了电气运动控制系统的相关知识;实际操作阶段,我们在指导老师的带领下,完成了电动机、驱动器、传感器、执行器、控制器等设备的安装、调试和维护。
2. 实训收获(1)提高了动手能力:通过实际操作,掌握了电气运动控制系统的安装、调试和维护方法,为今后从事相关工作打下了坚实基础。
运动学习与控制期末总结一、引言运动学习与控制是研究人类运动行为及其控制的领域,它涉及到动作、姿势和运动模型的建立与优化,以及运动参数的识别与控制。
在本学期的学习中,我们系统地学习了运动学习与控制的基本理论和方法,并进行了一些实验和项目探究。
在这篇总结中,我将回顾本学期的学习内容并进行总结与思考。
二、基本理论与方法运动学习与控制的基本理论包括运动学、动力学、控制论等。
在课程中,我们通过学习运动学方程和动力学方程,了解了人类运动的基本规律,并学习了运动优化和控制算法,如遗传算法、模糊控制等。
通过这些方法,我们可以建立数学模型来描述和仿真人类运动,进而优化控制策略或设计运动参数。
三、实验探究与项目在课程中,我们进行了一些实验和项目探究,以加深对运动学习与控制的理解和应用。
其中,我参与了一个关于机器人控制的小组项目。
我们使用遗传算法优化了机器人的运动路径,使其能够准确抓取指定位置的物体。
通过实验和仿真,我们验证了遗传算法的有效性,并思考了如何进一步提高机器人的运动控制精度。
四、思考与总结通过本学期的学习,我对运动学习与控制有了更深入的理解和认识。
首先,我了解到人类运动是复杂而庞大的系统,需要通过数学模型和算法来描述和控制。
其次,我认识到运动学习与控制是一个既有理论基础又有实践应用的学科,需要不断进行实验和项目探究,以提高自己的实践能力和创新能力。
最后,我认识到运动学习与控制是一个跨学科的领域,需要和其他学科进行交叉和融合,以解决复杂的运动问题。
在今后的学习和研究中,我将进一步学习和应用运动学习与控制的理论和方法,并加强实践能力和创新能力的培养。
我将积极参与实验和项目,深入思考和探索运动学习与控制的前沿研究方向,为人类运动的优化和控制做出更大的贡献。
总之,本学期的运动学习与控制课程使我受益匪浅,不仅增加了我对运动学习与控制的知识和技能的掌握,也培养了我对运动学习与控制的兴趣和热情。
我相信,在今后的学习和研究中,我将继续不断地学习与探索,为运动学习与控制的发展做出自己的贡献。
运动控制系统期末总结【摘要】本次运动控制系统期末总结主要讨论了运动控制系统的相关理论知识、技术实践和应用案例,并对未来的发展趋势进行了展望。
通过本次学习,我对运动控制系统的原理、设计和应用有了更深入的理解,同时也提升了自己的实际操作能力。
一、引言运动控制系统是现代自动化技术中的重要组成部分,广泛应用于工业自动化、机器人、航天航空、医疗设备等领域。
其主要功能是实现对运动对象的精准控制,使其达到预定的运动要求。
在本次学习中,我主要关注了运动控制系统的基本原理、控制器设计、传感器选择和控制策略等方面。
二、运动控制系统的基本原理1. 运动控制系统的工作原理:运动控制系统基于闭环反馈原理,通过传感器获取实际位置或速度信息,与设定值进行比较,并根据误差来调整输出信号从而控制运动对象。
2. 运动控制系统的组成部分:运动控制系统主要由执行器、传感器、控制器和电源等组成。
其中,执行器负责产生运动力和力矩,传感器用于监测运动对象的位置、速度和力矩等信息,控制器根据传感器反馈的数据进行处理并输出控制信号,电源为整个系统提供动力。
三、运动控制系统的控制器设计1. 控制器的选择:根据不同的应用需求,可以选择PID控制器、模糊控制器、自适应控制器等。
PID控制器在运动控制系统中应用广泛,具有调试方便、稳定性好的优点。
2. 控制器参数的调整:对于PID控制器来说,控制参数的调整对系统性能的影响非常大。
一般而言,可以采用试探法或者数学模型方法来进行参数调整,使得系统的稳定性和动态响应达到最佳。
3. 多轴联动控制:对于一些具有复杂运动轨迹的运动对象,需要实现多轴联动控制。
在控制器设计过程中,需要考虑多轴之间的协同工作,保证系统的整体性能优化。
四、传感器选择与应用1. 传感器的种类与工作原理:根据测量参数的不同,传感器可以分为位置传感器、速度传感器和力矩传感器等。
位置传感器主要用于测量物体的位置,速度传感器用于测量物体的速度,力矩传感器用于测量物体的力矩。
运动控制系统实习报告心得首先,我要感谢学校为我们提供了这次宝贵的实习机会,让我们能够亲身体验运动控制系统的工作原理和实际应用。
通过这次实习,我对运动控制系统有了更深入的了解,并且收获了许多实践经验。
在实习的第一阶段,我们学习了运动控制系统的理论知识。
通过课堂学习和自学,我了解了运动控制系统的基本组成部分,包括控制器、执行器和传感器。
控制器负责接收输入信号,对信号进行处理,并生成控制信号输出给执行器。
执行器则是根据控制信号进行相应的动作,如电机旋转、伺服阀开口等。
传感器用于检测系统的状态,将信号反馈给控制器,形成闭环控制。
在实习的第二阶段,我们进行了运动控制系统的实验操作。
通过实验,我亲手调整了矢量变频器的参数,并进行了运行测试。
在实验过程中,我学会了如何设置变频器的运行参数,如频率、电压和转矩等。
我还了解了如何通过改变输入信号来控制电机的转速和方向。
这些实践操作让我更加明白了运动控制系统的工作原理和应用场景。
在实习的过程中,我遇到了一些问题。
例如,在调整变频器参数时,我并不知道如何选择合适的参数值。
为了解决这个问题,我查阅了相关资料,并向老师和同学请教。
他们给了我很多宝贵的建议,让我能够顺利地完成实验。
通过这个经历,我学会了如何主动寻找解决问题的方法,并且提高了自己的自学能力。
通过这次实习,我认识到运动控制系统在现代工业中的重要性和广泛应用。
无论是自动化生产线上的机器人,还是智能家居中的智能窗帘,都离不开运动控制系统。
在未来的学习和工作中,我将继续深入研究运动控制系统,并尝试将其应用到实际项目中,为社会的发展做出贡献。
总之,这次运动控制系统实习让我受益匪浅。
通过理论学习和实践操作,我掌握了运动控制系统的基本原理和应用技能。
同时,我也学会了如何主动解决问题,并提高了自己的自学能力。
我相信这次实习经历将对我的未来学习和职业发展产生积极的影响。
运动控制系统课程总结摘要:本文通过对《运动控制系统》课程的总结,使我对运动控制系统有了更深刻的理解。
现代运动控制已成为电机学,电力电子技术,微电子技术,计算机控制技术,控制理论,信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。
文中简单介绍了运动控制及其相关学科的关系,随着其他相关学科的不断发展,运动控制系统也在不断发展,不断提高系统的安全性,可靠性。
文中最后简述了其发展历程及其未来发展的展望。
关键字:运动控制,电力电子,直流调速,交流调速1.引言运动控制系统也叫做电力拖动控制系统。
运动控制系统的任务是通过对电动机电压,电流,频率等输入电量的控制,来改变工作机械的转矩,速度,位移等机械量,使各种机械按人们期望的要求运行,以满足生产工艺及其他应用的需要。
工业生产和科学技术的发展对运动控制系统提出了日益复杂的要求,同时也为研制和生产各类新型的控制装置提供了可能。
在前期课程控制理论、计算机技术、数据处理、电力电子等课程的基础上,学习以电动机为被控对象的控制系统,培养学生的系统观念、运动控制系统的基本理论和方法、初步的工程设计能力和研发同类系统的能力。
1.课程总结本书《运动控制系统》全面、系统、深入地介绍了运动控制系统的基本控制原理、系统组成和结构特点、分析和设计方法。
《运动控制系统》内容主要包括直流调速、交流调速和伺服系统三部分。
直流调速部分主要介绍单闭环、双闭环直流调速系统和以全控型功率器件为主的直流脉宽调速系统等内容;交流调速部分主要包括基于异步电动机稳态模型的调速系统、基于异步电动机动态模型的高性能调速系统以及串级调速系统;随动系统部分介绍直、交流随动系统的性能分析与动态校正等内容。
此外,书中还介绍了近几年发展起来的多电平逆变技术和数字控制技术等内容。
《运动控制系统》既注重理论基础,又注重工程应用,体现了理论性与实用性相统一的特点。
书中结合大量的工程实例,给出了其仿真分析、图形或实验数据,具有形象直观、简明易懂的特点。
运动控制系统心得体会【篇一:运动控制系统课程设计】课程设计报告---矢量变频器的参数整定与运行测试题目:运动控制系统综合设计物联网工程学院专业班级学号设计时间地点学生姓名指导教师二〇一四年六月目录1.课程设计目的 (1)2.课程设计题目描述和要求(任务书) (2)3.课程设计报告内容 (3)3.1 专业英语资料查阅 (4)3.2 对交流异步电机的调速特性和模型研究 (5)3.3 变频器的参数整定与运行测试 (6)4. 总结及体会 (7)1.课程设计的目的课程设计是在校学生素质教育的重要环节,是理论与实践相结合的桥梁和纽带。
运动控制系统课程设计,要求学生更多实践方案,解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象. 《运动控制系统课程设计》是继《电机与拖动基础》和《运动控制系统》课程之后开出的实践环节课程,其目的和任务是训练学生综合运用已学课程的基本知识,独立进行电机调速技术和设计工作,掌握系统设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。
2.课程设计题目描述与要求(1)矢量变频器技术是基于dq轴理论而产生的,它的基本思路是把电机的电流分解为d轴电流和q轴电流,其中d轴电流是励磁电流,q 轴电流是力矩电流,这样就可以把交流电机的励磁电流和力矩电流分开控制,使得交流电机具有和直流电机相似的控制特性,是为交流电机设计的一种理想的控制理论,大大提高了交流电机的控制特性.不过目前这种控制理论已经不仅仅应用在交流异步电动机上了,直流变频电动机(bldc,也就是永磁同步电动机)也大量使用该控制理论.(2)通过学习siemens micromaster vector midimaster vector 操作手册,熟悉本设备的基本运作流程,并可以按照老师的要求进行实际的操作。
通过改变加减速的参数和频率,观察各种情形下的运行过程,加深对交流异步电动机调速系统的认知,将实际模型与课本上的理论原理相结合验证,更好的掌握运动控制中各种调速方式的异同和特性。
运控课程设计个人总结一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握运动控制系统的基础知识,包括运动控制系统的组成、原理及分类。
2. 使学生了解运动控制算法,如PID控制、模糊控制等,并理解其在实际应用中的优缺点。
3. 培养学生运用所学知识分析运动控制系统中存在的问题,并提出合理解决方案的能力。
技能目标:1. 培养学生运用编程软件(如Arduino、Scratch等)进行运动控制程序编写的能力。
2. 提高学生动手实践能力,能够独立搭建简单的运动控制系统并进行调试。
3. 培养学生团队协作能力,学会与他人共同分析问题、解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对运动控制系统及其应用的兴趣,激发学生探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,养成良好的实验习惯。
3. 增强学生的环保意识,关注运动控制技术在实际应用中对环境的影响。
本课程旨在帮助学生掌握运动控制系统的基础知识和技能,培养学生分析问题、解决问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够将理论知识与实际应用相结合,提高学生的实践操作能力和团队协作能力。
同时,注重培养学生的情感态度价值观,激发学生的探索精神和创新意识,为我国运动控制领域的发展输送高素质的人才。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 运动控制系统概述:介绍运动控制系统的定义、分类、应用领域和发展趋势,使学生对该领域有一个整体的认识。
2. 运动控制系统组成及原理:详细讲解运动控制系统的各个组成部分,包括执行器、传感器、控制器等,并分析其工作原理。
3. 常见运动控制算法:介绍PID控制、模糊控制、神经网络控制等常见的运动控制算法,分析其优缺点及适用场景。
4. 运动控制编程实践:结合教材内容,运用Arduino、Scratch等编程软件,让学生动手编写简单的运动控制程序。
5. 运动控制系统设计与搭建:指导学生利用所学知识,搭建简单的运动控制系统,并进行调试。
6. 运动控制案例分析:分析实际应用中的运动控制案例,使学生了解运动控制技术在实际工程中的应用。
运动控制实训报告总结范文一、引言运动控制是现代工程领域中的一个重要方向,广泛应用于机器人控制、工业自动化、航空航天等领域。
本次实训旨在通过实际操作,提高我们对运动控制的理论知识的理解和应用能力,加深对运动控制系统的工作原理和设计方法的了解。
二、实训内容1. 运动控制理论讲解在实训之初,我们首先接受了相关的理论知识讲解。
通过学习运动控制的基本原理和常见的控制算法,我对闭环控制、速度控制和位置控制等概念有了更加清晰的认识。
2. 运动控制系统设计在实训的第二部分,我们利用软件仿真工具进行了运动控制系统的设计。
通过搭建闭环控制系统模型并进行仿真实验,掌握了运动控制器的设计方法,并深入了解了不同参数对系统性能的影响。
3. 实际控制器配置与调试基于虚拟仿真的系统设计,我们进一步进行了实际控制器的配置和调试。
通过连接电机、编码器和控制器,掌握了运动控制系统的实际搭建流程并对其进行了参数调整和优化,使系统能够实现准确控制。
4. 运动控制系统性能评估在控制系统搭建完成后,我们对其性能进行了评估。
通过对速度和位置误差的分析和测量,以及对实际轨迹和目标轨迹的对比,判断控制系统是否达到设计要求,并进行可能的改进。
三、实训成果通过本次实训,我取得了以下几方面的成果和收获:1. 提高了对运动控制的理论和实际应用的理解。
通过实际操作,我对运动控制的原理、方法和技术有了更深刻的认识,进一步巩固了相关的理论知识。
2. 掌握了运动控制系统的设计和调试方法。
通过实践操作,我了解了运动控制系统的设计流程和调试步骤,提升了自己的工程实践能力。
3. 熟悉了实际控制器的配置和参数调整。
在实际操作中,我掌握了常见的控制器配置方法,并学会了如何根据系统需求进行参数调整和优化。
4. 学会了运动控制系统性能评估方法。
通过对实际控制系统的性能评估,我了解了如何分析系统的误差和偏差,提出改进方案,进一步完善运动控制系统。
四、实训反思本次实训对我来说是一次非常宝贵的学习机会。
运动控制装置课程设计个人总结在本次运动控制系统课程设计中,我收获了很多。
对所学的很多课程有了系统的了解以及其应用。
我们组设计的作品为“寻迹小车”,以及简易上位机、web端可视化网页,构成了下位机-上位机/客户端-web的完整框架结构,具备远程操纵和查询的功能。
就下位机而言,主要是由stm32作为处理器,实现小车的PID调节、外接设备IO、串口通讯等控制和处理功能,以直流电机作为驱动,并由两节干电池作电源。
其中,我对PID这种调节规律在实际项目中的运用有了更深层次的理解,比如微分环节能使系统超前作用,但微分系数不宜过大,否则小车会产生振荡不稳定现象,即书上所说的超调量增大。
一般会把比例作用设置大一些,积分小很多,微分作用可看具体情况添加甚至可为0。
另一个就是电机调速里最重要的实现方法——PWM脉宽调制,实际上就是通过改变矩形波占空比而改变了电压输出的有效值,从而调节电机转速。
这很有意思,通过编程能该百年硬件上的特性,充分体现了软硬件一体的思想。
我主要负责的是上位机,即基于QTcreator的简易寻迹小车GUI 程序开发,写这个软件难度远比我预料的要大,一方面QT creator网上的实例比较少,找“轮子”很难找,不得不硬着头皮造轮子,这就很麻烦。
首先是QT和mysql的连接就耗费了大量时间,反复安装mysql都未得到解决。
后来发现mysql的位数必须与QT编译器的位数一致,我原以为是一致的,因为我电脑就是64位。
没想到老师发给我们QT是32位的,位数不一致导致一直连接不成功。
在解决了mysql和QT连接后,遇到了数据类型转换的难点。
比如QString和Qbytearray,以及int、double型互换比c语言要麻烦。
主要是因为QBytearray是字节型。
还有怎么查询到mysql表中已经存在的记录总数,然后才能进行添加…总之,诸如此类的细节问题遇到还挺多。
网页部分我主要是把mysql数据库写入就可以了,参与不多。
运动控制系统课程总结摘要:本文通过对《运动控制系统》课程的总结,使我对运动控制系统有了更深刻的理解。
现代运动控制已成为电机学,电力电子技术,微电子技术,计算机控制技术,控制理论,信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。
文中简单介绍了运动控制及其相关学科的关系,随着其他相关学科的不断发展,运动控制系统也在不断发展,不断提高系统的安全性,可靠性。
文中最后简述了其发展历程及其未来发展的展望。
关键字:运动控制,电力电子,直流调速,交流调速1.引言运动控制系统也叫做电力拖动控制系统。
运动控制系统的任务是通过对电动机电压,电流,频率等输入电量的控制,来改变工作机械的转矩,速度,位移等机械量,使各种机械按人们期望的要求运行,以满足生产工艺及其他应用的需要。
工业生产和科学技术的发展对运动控制系统提出了日益复杂的要求,同时也为研制和生产各类新型的控制装置提供了可能。
在前期课程控制理论、计算机技术、数据处理、电力电子等课程的基础上,学习以电动机为被控对象的控制系统,培养学生的系统观念、运动控制系统的基本理论和方法、初步的工程设计能力和研发同类系统的能力。
1.课程总结本书《运动控制系统》全面、系统、深入地介绍了运动控制系统的基本控制原理、系统组成和结构特点、分析和设计方法。
《运动控制系统》内容主要包括直流调速、交流调速和伺服系统三部分。
直流调速部分主要介绍单闭环、双闭环直流调速系统和以全控型功率器件为主的直流脉宽调速系统等内容;交流调速部分主要包括基于异步电动机稳态模型的调速系统、基于异步电动机动态模型的高性能调速系统以及串级调速系统;随动系统部分介绍直、交流随动系统的性能分析与动态校正等内容。
此外,书中还介绍了近几年发展起来的多电平逆变技术和数字控制技术等内容。
《运动控制系统》既注重理论基础,又注重工程应用,体现了理论性与实用性相统一的特点。
书中结合大量的工程实例,给出了其仿真分析、图形或实验数据,具有形象直观、简明易懂的特点。
1.1直流调速系统第一部分中主要介绍直流调速系统,调节直流电动机的转速有三种方法:改变电枢回路电阻调速阀,减弱磁通调速法,调节电枢电压调速法。
变压调速是是直流调速系统的主要方法,系统的硬件结构至少包含了两部分:能够调节直流电动机电枢电压的直流电源和产生被调节转速的直流电动机。
随着电力电子技术的发展,可控直流电源主要有两大类,一类是相控整流器,它把交流电源直接转换成可控直流电源;另一类是直流脉宽变换器,它先把交流电整流成不可控的直流电,然后用PWM方式调节输出直流电压。
图为相控整流器-直流电动机调速系统(V-M系统)本章说明了两类直流电源的特性和数学模型。
当用可控直流电源和直流电动机组成一个直流调速系统时,它们所表现车来的性能指标和人们的期望值必然存在一个不小的差距,并做出了分析。
开环控制系统无法满足人们期望的性能指标,本章就闭环控制的直流调速系统展开分析和讨论。
论述哦了转速单闭环直流调速系统的控制规律,分析了系统的静差率,介绍了PI调节器和P 调节器的控制作用。
转速单闭环直流调速系统能够提高调速系统的稳态性能,但动态性能仍不理想,转速,电流双闭环直流调速系统是静动态性能良好,应用最广的直流调速系统;还介绍了转速,电流双闭环系统的组成及其静特性,数学模型,并对双闭环直流调速系统的动态特性进行了详细分析。
本章对直流调速系统的数字实现进行了讨论,论述了与调速系统紧密关联的数字测速方法和数字PI调节器的实现方法,并用MATLAB仿真软件对转速,电流双闭环调速系统进行了仿真。
图为双闭环直流调速系统1.2交流调速系统第二部分主要介绍交流调速系统。
交流调速系统有异步电动机和同步电动机两大类。
异步电动机调速系统分为3类:转差功率消耗型调速系统,转差功率馈送型调速系统,转差功率不变型调速系统。
同步电动机的转差率恒为零,同步电动机调速只能通过改变同步转速来实现,由于同步电动机极对数是固定的,只能采用变压变频调速。
本章介绍了基于等效电路的异步电动机稳态模型,讨论异步电动机变压变频调速的基本原理和基频以下的电流补偿控制。
首先介绍了交流PWM变频器的主电路,然后讨论正选PWM(SPWM),电流跟踪PWM(CFPWM)和电压空间矢量PWM(SVPWM)三种控制方式,讨论了电压矢量与定子磁链的关系,最后介绍了PWM变频器在异步电动机调速系统中应用的特殊问题。
并讨论了转速开环电压频率协调控制的变压变频调速系统和通用变频器。
详细讨论了转速闭环转差频率控制系统的工作原理和控制规律,并介绍了变频调速在恒压供水系统中的应用实例。
矢量控制和直接转矩控制是两种基于动态模型的高性能的交流电动机调速系统,矢量控制系统通过矢量变换和按转子磁链定向,得到等效直流电机模型,然后按照直流电动机模型设计控制系统;直接转矩控制系统利用转矩偏差和定子磁链幅值偏差的符号,根据当前定子磁链矢量所在的位置,直接选取合适的定子电压矢量,实施电磁转矩和定子磁链的控制。
两种交流电动机调速系统都能实现优良的静,动态性能,各有所长,也各有不足之处。
2. 运动控制及其相关学科现代运动控制已成为电机学,电力电子技术,微电子技术,计算机控制技术,控制理论,信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。
运动控制系统是以电动机为控制对象,以控制器为核心, 以电力电子、功率变换装置为执行机构,在控制理论指导下组成的电气传动控制系统。
运动控制系统多种多样, 但从基本结构上看, 一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位计算机、运动控制器、功率驱动装盆电动机和传感器反馈检测装置和被控对象等几部分组成。
电动机及其功率驱动装置作为执行器主要为被控对象提供动力。
图为运动控制系统及其组成2.1.电机学电机学是运动控制系统的执行机构,电动机的结构和原理决定了运动控制的设计方法和运行性能,新型电机的发明就会带出新的运动控制系统。
2.2.电力电子技术以电力电子器件为基础的功率放大与变换装置是弱电控制强电的媒介,在运动控制系统中作为电动机的可控电源,其输出电源质量直接影响到运动控制系统的运行状态喝性能。
新型电力电子器件的诞生必将产生新型的功率放大器与变换装置,对改善电动机供电电源质量,提高系统运行性能,起到积极地推进作用。
目前功率放大与变换装置多用电力电子型。
电力电子器件经历了有半空型向全控型,由低频开关向高频开关,由分立的器件向具有复合功能的功率器件模块发展的过程,电力电子技术的发展,使功率放大与变换装置的结构趋于简单,性能趋于完善。
2.3.微电子技术微电子技术的快速发展,导致各种高性能的大规模或超大规模的集成电路层出不穷,方便和简化了运动控制系统的硬件设计及调试工作,提高了运动控制系统的可靠性。
高速,大内存容量,多功能的微处理器或单片微机的问世,使各种复杂的控制算法在运动控制系统中的应用成为可能,并大大提高了控制精度。
2.4.计算机控制技术计算机具有强大的逻辑判断、数据计算和处理、信息传输等能力,能进行各种复杂的运算,可以实现不同于一般线性调节的控制规律,达到模拟控制系统难以实现的控制功能和效果。
计算机控制技术的应用使对象参数辨识、控制系统的参数自整定和自学习、智能控制、故障诊断等成为可能,大大提高了运动控制系统的智能化和系统的可靠性。
在工程实际中,对于一些难以求得其精确解析解的问题,可以通过计算机求得其数值解,这就是计算机数字仿真。
计算机数字仿真具有成本低,结构灵活,结果直观,便于贮存和进行数据分析等优点。
计算机辅助设计(CAD)是在数字仿真的基础上发展起来的,在系统数学模型基础上进行仿真,按给定指标寻优进行计算机辅助设计,已成为运动控制系统常用的分析和设计工具。
2.5.信号检测与处理技术--控制系统的“眼睛”运动控制系统的本质是反馈控制,即根据给定和输出的偏差实施控制,最终缩小或消除偏差,运动控制系统需通过传感器实时检测系统的运行状态,构成反馈控制,并进行故障分析和故障保护。
由于实际检测信号往往带有随机的扰动,这些扰动信号对控制系统的正常运行产生不利的影响,严重时甚至会破坏系统的稳定性。
为了保证系统安全可靠的运行,必须对实际检测的信号进行滤波等处理,提高系统的抗干扰能力。
此外,传感器输出信号的电压、极性和信号类型往往与控制器的需求不相吻合。
所以,传感器输出信号一般不能直接用于控制,需要进行信号转换和数据处理。
2.6.控制理论--系统分析和设计的依据控制理论是运动控制系统的理论基础,是指导系统分析和设计的依据。
控制系统实际问题的解决常常能推动理论的发展,而新的控制理论的诞生,诸如非线性控制、自适应控制、智能控制等,又为研究和设计各种新型的运动控制系统提供了理论依据。
同样,运动控制系统在我们所学过的许多专业课程中也有重要的应用。
例如我们在这个学期所学习的DSP其中就有用DSP控制直流电机调速的。
这用到运动控制系统中的直流调速系统的相关知识。
3.运动控制的发展运动控制系统的发展经历了从直流到交流,从开环到闭环,从模拟到数字,直到基于PC的伺服控制网络系统和基于网络的运动控制的发展过程,每个过程的发展都在很大程度上促进了运动控制系统的发展。
与交流运动系统相比,直流运动系统控制简单、调速性能好,长期以来占统治地位,当前已经发展的相当完善。
随着微电子技术的发展,国际上全数字直流运动控制系统已经非常的普及。
直流运动控制系统以其优异的性能在近一段时期内不会被完全淘汰,交流运动控制系统代替直流运动控制系统需要经历一个漫长的过程。
直流运动控制系统存在着以下的缺点:a.直流电动机结构复杂、成本高、故障多、维护困难且工作量大,经常因为火花大而影响生产,同时对其他设备也造成不同程度的电磁干扰。
b.机械换向器的换向能力限制了电动机的容量、电压和速度,接触式的电流传输又限制了直流电动机的应用场合。
c.电枢在转子上,电动机效率低,散热条件差,冷却费用高。
为了改善换向能力,减小电枢的漏感,转子变得粗短,影响了系统的动态性能。
由开环到闭环的发展是控制系统发展的必然。
直流运动系统的闭环控制作为交流运动控制系统的基础,交流运动控制系统的控制就是模拟了直流运动系统的闭环控制功能。
交流运动控制系统在当前的应用领域逐渐扩大。
运动控制系统在要求成本低、控制精度不高的场合大多运行于开环状态。
当前的开环控制模式主要有调压(VV)、调频(VF,无闭环)以及变压变频(VVVF),其中变压变频可以分为交-交变频和交-直-交变频。
传统的电动机的状态只有正转、反转和静止这三种状态,不能产生转速的变化。
应用变频器调速后,使电动机的转速变化自如,赋予了运动控制系统新的活力,过去运动控制中的难题由此迎刃而解。
随着电力电子技术的进步,新一代全数字通用变频器可以组成恒压频比的开环调速运动控制系统,此系统具有较硬的机械特性和较好的调速性能,可满足很大部分中小型生产机械的一般调速要求,达到节能、提高产品质量和生产效益的目的,由于这部分交流运动系统量大面广,因此,速度开环控制的运动控制系统是运动控制的主要部分。