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第一章概述了解机电传动控制系统的发展概况。
第二章机电传动系统的动力学基础【重点内容】运动方程式及其含义；多轴拖动系统中转矩折算；机电传动系统稳定运行的条件;分析系统的稳定平衡点.【难点】机电传动系统稳定运行的条件；分析系统的稳定平衡点.第三章直流电机的工作原理及特性【重点内容】直流电动机的机械特性；启动,调速,制动的各种方法；启动，调速,制动的各种方法的优缺点和应用场所。
【难点】启动，调速,制动的各种方法。
第四章机电传动系统的过渡过程【基本内容】在了解过渡过程产生的原因和研究过渡过程的实际意义的基础上,掌握机电传动系统在启动，制动过程中转速，转矩和电流的变化规律，掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.【重点内容】掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.第五章交流电动机的工作原理及特性【重点内容】1.异步电动机的工作原理，基本结构，旋转磁场的产生;2。
异步电动机的机械特性;3.异步电动机的启动，调速和制动的方法（与直流电动机进行比较）；4。
学会用机械特性的四个象限来分析异步电动机的运行状态;5。
掌握单相异步电动机的启动方法和工作原理;6。
了解同步电动机的结构特点，工作原理,运行特性及启动方法;7。
掌握各种异步电动机和同步电动机的使用场所.【难点】异步电动机的旋转磁场的产生；分析异步电动机的运行状态;异步电动机的启动,调速和制动的方法.第六章控制电机了解机电传动控制系统中一些常用的控制电机种类，名称，结构等。
【重点内容】掌握各种控制电机的基本工作原理,主要运行特性及特点.第七章机电传动控制系统中电动机的选择【一般要求】在了解电动机的发热与冷却规律的基础上,重点掌握电动机容量的选择,并熟悉电动机的种类,电压,转速和结构型式的选择原则.【重点内容】重点掌握电动机容量的选择原则及方法，可以通过统计法或类比法进行选择.第八章继电器—接触器控制系统【一般要求】在熟悉各种控制电器的工作原理，作用,特点表示符号和应用场所的基础上,着重掌握继电器—接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理，学会分析较复杂的控制线路,并通过训练学会设计一些较简单控制线路.【重点内容】结合书中内容及附录1，附录2，掌握各电器符号及标准;掌握基本线路的分析设计,提高改错能力；掌握机床启动,正反转,制动，保护等主电路及控制线路的设计.第九章可编程序控制器【一般要求】在了解可编程序控制器的基本组成，工作原理，特点和用途的基础上，重点掌握F 系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法以及应用实例。
电机控制学习笔记电机控制学习笔记：1、变频器的载波频率就是决定逆变器的功率开关器件（如:IGBT）的开通与关断的次数的频率。
它主要影响以下几方面：功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关，载波频率提高，功率损耗增大，功率模块发热增加，对频率器不利。
载波频率对变频器输出二次电流的波形影响：当载波频率高时，电流波形正弦性好，而且平滑。
这样谐波就小，干扰就小，反之就差，当载波频率变低时，电机有效转矩减小，损耗加大，温度增高的缺点，反之载波频率过高时，变频器自身损耗加大，IGBT温度上升，同时输出电压的变化率dv/dt增大，对电机绝缘影响较大。
载波频率对电动机的噪音的影响：载波频率越高电动机的噪音相对越小。
载波频率与电动机的发热：载波频率越高电动机的发热也相对较小。
在实际使用中要综合以上各点，合理选择变频器的载波频率。
一般电动机功率越大，频率选项越小。
载波频率对变频器及电机的影响：1．载波频率对变频器输出电流的影响：运行频率越高，则电压波的占空比越大，电流高次谐波成份越小，即载波频率越高，电流波形的平滑性越好；载波频率越高，变频器允许输出的电流越小；载波频率越高，布线电容的容抗越小(因为Xc=1/2πfC)，由高频脉冲引起的漏电流越大。
2．载波频率对电机的影响载波频率越高，电机的振动越小，运行噪音越小，电机发热也越小。
但载波频率越高，谐波电流的频率也越高，电机定子的集肤效应也越严重，电机损耗越大，输出功率也越小。
3．载波频率对其他设备的影响载波频率越高，高频电压通过静电感应、电磁感应、电磁辐射等对电子设备的干扰也越严重。
4．载波频率对变频器自身的影响载波频率越大，变频器的损耗越大，输出功率越小。
如果环境温度高，逆变桥上下两个逆变管在交替导通过程中的死区将变小，严重时可导致桥臂短路而损坏变频器。
2、死区的存在将导致交流伺服系统存在如下的问题：逆变器的输出电压变化畸形，使得电机的端电压与逆变器的参考电压存在偏差，降低了伺服控制的精度。
电气传动控制系统笔记一、电气传动控制系统概述。
嘿呀，咱来聊聊这电气传动控制系统哈。
它简单说呢，就是通过电气的方式来控制电机等设备的运转啦。
就好比你操控一辆遥控车，通过遥控器发出信号，车就能按照你的想法前进、后退、转弯啥的，电气传动控制系统在工业里就起着类似这样的关键作用哟。
在现代工业生产中，它那可是无处不在呀。
像工厂里的各种大型机器设备，从传送带到机床，再到起重机，都离不开它的精准控制。
要是没有它，那这些设备就像没头的苍蝇，不知道该咋干活啦，生产效率肯定得大打折扣。
二、电气传动控制系统的组成部分。
1. 电动机。
这电动机啊，就像是整个系统的“大力士”。
它能把电能转化成机械能，让各种设备动起来。
不同类型的电动机有不同的特点，比如直流电动机，它的调速性能就特别好，就像一个灵活的运动员，可以根据需要随时调整速度；交流电动机呢，结构简单、维护方便，就像一个勤劳的老黄牛，稳稳当当干活。
2. 控制装置。
这控制装置可是系统的“大脑”哟。
它能根据我们设定的要求，对电动机发出各种指令，让它按照我们的想法运转。
常见的控制装置有继电器、接触器、变频器这些。
继电器就像是一个小开关，能根据电流、电压等信号来接通或者断开电路；接触器呢，能控制电动机的启动、停止和正反转；变频器就更厉害啦，它可以改变电动机的供电频率，从而实现对电动机速度的精确控制。
3. 检测装置。
检测装置就像是系统的“眼睛”和“耳朵”。
它能实时监测电动机和其他设备的运行状态，把这些信息反馈给控制装置。
比如说速度传感器，它能检测电动机的转速；温度传感器呢，能监测电动机的温度，一旦温度过高，就赶紧通知控制装置采取措施，防止电动机被烧坏啦。
三、电气传动控制系统的控制方式。
1. 开环控制。
开环控制就比较简单直接啦。
它就像是你按照自己的经验去做一件事，不考虑中间的过程和结果。
在开环控制系统中，控制装置发出指令后，就不管电动机到底有没有按照要求运转啦。
这种控制方式的优点是结构简单、成本低，但是精度不高，适合对控制精度要求不高的场合。
一、直流电机电枢铁锌、电枢线圈和换向器构成的整体成为电枢。
下图是工作原理，实际上直流电机的电枢圆周上均匀地嵌放许多线圈，相应地换向器由许多换向片组成，使得电枢线圈所产生的总的电磁转矩足够大并且比较均匀，电动机的转速也就比较均匀。
直流发电机的原理正是这个的逆过程。
所以直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，这种现象称为电机的可逆原理。
直流电机是由定子和转子组成的，定子是提供磁场的，转子是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢。
电机的功率计算公式是：如果电机的电流小于额定值，称为欠载运行，电机利用不充分，效率低；如果电流大于额定电流，称为过载运行，容易烧坏电机。
直流电机的定子部分包括：1.主磁极：其下部有扩宽的极靴，极靴宽于极身，既可以使气隙中磁场分布比较理想，又便于固定励磁绕组，励磁绕组用绝缘铜线绕制而成。
2.换向极：两个相邻的主磁极之间的小磁极叫换向极，也叫附加极或间极，换向极的作用是改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的火花。
换向极用绝缘导线绕制而成，换向极的数目与主磁极的数目相等。
3.机座：起到固定和支撑的作用，也是磁路的一部分，一次材料一般用铸钢件或者钢板焊接而成。
4.电刷装置：用于引入或者引出直流电，电刷数目等于极数。
转子部分包括：1.电枢铁心：是主磁路的主要部分，同时用于嵌放电枢绕组，为了降低电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗，用0.5mm的硅钢片叠压而成，外圆开有电枢槽，槽内嵌放电枢绕组。
2.电枢绕组：产生电磁转矩和感应电动势的部件，用绝缘线绕在电枢槽内，外面用槽楔固定，防止在离心力的作用下被甩出。
3.换向器：由换向片组成，换向片之间用云母片绝缘，换向器随着电枢绕组一块转动，也就是产生的感应电动势是交变的，但是由于用弹簧片压在换向器上的电刷是不转动的，所以引出的电动势是方向不变的。
4.转轴：对转子起到支撑的作用。
电枢绕组的“元件”与“节距”：电枢绕组的一个线圈就成为“元件”，每个元件有两个有效边（产生转矩或者电动势）嵌放在电枢槽中，称为元件边，元件边以为的部分称为端接部分，为了便于嵌线，每一个元件的一个元件边嵌放在某一个槽的上层，他的另一个元件边嵌放在另一个槽的下层，每个元件有两个出线端，称为首端和末端，均与换向片连接。
本章涉及到的知识点：（含概念、公式、公式的应用、原理等）
1、机电传动系统的运动方程式：关键记住Tm-TL=T d，其中对于方向的约定，Tm与n 相同即为正，TL与n相反即为正，并且根据单轴机电传动系统的运动方程式
2.负载转矩的折算：其折算原则，折算前后系统总的传递功率不变
转动惯量和飞轮转矩的折算：其折算原则，折算前后总的动能不变
旋转型
直线运动系统
3.生产机械的机械特性：电动机轴上的负载转矩和转速之间的函数关系，n=f（TL）
恒转矩型负载特性
离心式通风机型负载特性
直线型负载特性
恒功率型负载特性
4.系统稳定运行的充分必要条件
注：班长或学委需汇总全班存在的问题，以清单形式列出需要老师重点讲解的知识点及建议。
绪论掌握机电一体化的基本概念，机电一体化系统的基本组成部分能够给出典型的机电一体化系统实例，并运用所学知识分析各个部分相互关系第二章总体设计掌握机电一体化系统设计的步骤和主要内容掌握总体设计的流程和设计基本方法第三章传感检测熟悉且能够列举几种常用的直线位移和角速度传感器掌握了解上述传感器的基本工作原理第四章驱动掌握电动、气动、液压三种驱动的优缺点掌握三种电机的基本概念及优缺点第五章控制系统建模与仿真分析掌握控制系统建模与仿真分析的意义掌握利用分析法，控制系统建模的一般步骤第六章控制系统设计掌握与理解常见的几种控制系统（单片机及嵌入式、plc、工控机）的优缺点掌握控制系统的选用原则第七章插补算法与数控编程掌握数控编程的基本语法，给定一个图形，能够变出相应的G代码，或者根据给定的G代码能够画出图形掌握逐点比较法画直线和圆弧的基本原理和操作流程单片机按键中断，串口中断，计时器中断，波特率计算，按键消抖，定时器周期计算，寄存器编程，IO设置第一章机电一体化是在新技术浪潮中，电子技术、信息技术向机械工业渗透并与机械技术相互融合的产物。
机电一体化技术：从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。
机电一体化不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。
机电一体化系统的组成：控制系统，动力装置，检测装置，执行元件，机械本体。
机械本体：机身、框架、机械联接等产品支持机构，实现构造功能。
要求：可靠、小型、美观能源：提供能量，转换成需要的形式，实现动力功能。
要求：效率高、可靠性好检测传感装置：检测产品内部状态和外部环境，实现计测功能。
要求：体积小、精度高、抗干扰电子控制单元：处理、运算、决策，实现控制功能。
要求：高可靠性、柔性、智能化驱动执行：电气、液压、气动三种。
第1章 绪论 第1讲 初步了解机电传动
实例：
要求： 1.首先安全性要求。
2.启动、制动平稳，使人感觉到舒适。 3.停止位置准确，运行快速高效。
（一） 目的 将电能转化为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，满足各种生产工艺过程。
（二）任务 广义：实现生产设备、生产线、车间乃至整个工厂自动化。 狭义：控制电机驱动生产机械。 解决问题：如何实现对电动机进行准确、可靠地控制。
机电传动的发展从传动和控制系统两个方面入手： * 了解机电传动控制系统的组成和基本规律； * 掌握常用电机、电器、晶闸管的工作原理主要特性，了解其应用与选用； * 掌握常用的开环、闭环驱动控制系统的基本工作原理和特点，了解性能和应用场所； * 学会分析机电传动控制系统的基本方法。 第二章 机电传动系统的动力学基础 第1讲 基本概念和动力学基础
机电传动：以电动机为原动机的生产机械系统总称。 控制系统：控制电动机的启动、停止及速度。
运动方程： 实际应用： 用转速n 代替角速度ω ；
用飞轮惯量GD2代替转动惯量J；
令： Td=0 Td > 0 Td < 0 匀速或静止 加速 减速
正方向约定：以转速为参考方向。 （1）电动机转矩与n同向为正，反向为负；
（2）负载转矩与n同向为负，反向为正。 第2讲 负载转矩和惯量折算 等效原则：采用功率相等（考虑到功率损耗） 生产机械轴功率： 轴上等效功率：
等效原则：采用动能守恒。 Jz：等效转动惯量 Ji 和ωi 轴的转动惯量与角速度 同理可得: 当速比较大时，其它轴惯量占系统比重不大，进行简化。 同理可得： 对于旋转系统 含有直线运动部件 生产机械轴功率：
电机轴上等效功率： 等效原则：采用动能守恒
同理可得： 第3讲 机械系统稳定运行条件 在机电传动系统中，电动机与生产机械连成一体，电动机的机械特性与生产机械的机械特性相匹配。
匹配的基本要求是系统稳定运行。 系统稳定运行含义： （1）能以一定的速度匀速运行； （2）受干扰后速度发生变化，干扰消除后能恢复到原来的运行速度。
（1） 必要条件：电动机的拖动转矩与折算到电机轴上的负载转矩大小相等、方向相反。 如图所示，两曲线有交点（即电动机机械特性曲线与负载机械特性曲线有交点）。 T ′M > TL na′→→→ na TM = TL 对比a点和b点 a点：扰动消除后，回到原来的平衡点； b点：扰动消除后，无法回到原来的平衡点。
（2） 充分条件：当转速小于平衡点时，TM> TL；当转速大于平衡点时，TM有同时满足条件 1 和 2 ，系统为稳定的平衡点。）
综上有：只有同时满足充分和必要条件，系统为稳定的平衡点。 第4讲 机电传动系统过渡过程 （1）稳态： Td = 0，恒速转动，各种运动状态的机械特性。 （2）暂态： Td ≠ 0 ，由一个稳态过渡到另一个稳态；即为过渡过程。
（1）经常启动、制动、反向和调速，要求过渡过程尽量快，提高生 产率。 （2）启动、制动要求平稳，要求加速度不能过大。 （3）能量损耗、系统准确停止与协调 运转方面，提出不同的要求。 由于机电系统存在惯性： （1）机械惯性：J和GD2 →→ 转速不能突变；* （2）电磁惯性：电感 →→电流和磁通不能突变； （3）热惯性：温度→→温度不能突变；
如图所示，TL为恒转矩负载，电机的转矩TM和转速成线性关系，则有：
得到： 同理可得： 综上则有： 令：
则有：
（1）减少GD2 （2）增大Tst 第三章 直流电机的工作原理及特性 第1讲 直流电机的基本结构和工作原理
1.转子： 产生机械转矩以实现能量转换； 2.定子：产生主磁场和支撑电机； 3.换向器：实现电流换向。 ① 电枢电压平衡方程：U = Ia Ra +E
② 电势方程：E =Ke Φ n ③ 电磁转矩方程：TM =Kt Φ Ia Φ 为一对磁极的磁通； Kt 和 Ke 为与电机结构有关的参数，Kt=9.55Ke 。 *a：他励 b：并励 c：串励 d：复励 一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势为 E ，如果负载转矩 TL 不变，外加电压 U 和电枢电阻 Ra 均不变，问：当减弱励磁使转速上升到新的稳态值时，电枢反电势如何变化？
两个已知条件：负载转矩 TL ＝常数；U和 Ra 不变，变化过程由一个稳态到另一个稳态，电枢反电势是稳态值。
由E =Ke Φ n 无法判断 E 是如何变化的。 E =U - IaRa TL =TM= Kt Φ Ia = 常数 Φ ↓→Ia ↑ Ia ↑→E ↓ 第2讲 直流电动机机械特性 ① 电枢电压平衡方程：U = Ia Ra +E ② 电势方程：E =Ke Φ n ③ 电磁转矩方程：TM =Kt Φ Ia 由前面三个方程，可得出电动机的机械特性即（转速与转矩的关系）
令：
得到： 曲线斜率倒数定义为机械特性硬度：β β → ∞ ：绝对硬特性 β > 10 ：硬特性三. 固有机械特性 β < 10 ：软特性 机械特性硬度越大，表示抗载荷波动能力就越强。 一般分为：固有机械特性和人为机械特性。 固有机械特性：电动机工作在额定电压、额定磁通、电枢电路中不串入任何电阻条件下，电动机的机械特性。
人为机械特性：电动机的供电电压或磁通不是额定值、电枢电路中串接附加电阻情况下，电动机的机械特性。
在额定电压UN和额定磁通ΦN下，电枢电路中不外接电阻时的特性曲线。
求出两点:（0, n0）和（TN，nN） 在额定电压 UN 和额定磁通 ΦN 下，电枢电路中不外接电阻时，根据铭牌数据绘制固有机械特性曲线。
关键是求出两点:（0, n0）和（TN，nN） (1) 求理想空载转速n0
当T=0时有：
(2) 求KeΦN ① 电枢电压平衡方程：UN = Ia Ra +E
② 电势方程：E =Ke ΦN nN
代入得到： Ke ΦN = (UN - IN Ra )／ nN (3) 估算电枢电阻 Ra 额定负载下的铜耗占总耗的50 - 75%
(4) 求额定转矩 TN = 9.55PN / nN 综上，得到两点: （0, n0）和（TN , nN）
第3讲 直流电动机人为机械特性 人为机械特性：电动机的供电电压U或磁通Φ不是额定值、电枢电路中串接附加电阻情况下，电动机的机械特性。
电枢电路串接外电阻时的机械特性曲线是一系列以理想空载转速为原点的射线。
特点： ① 理想空载转速不变； ② 转速降发生变化； ③ 且随串入电路的增大而变大； ④ 外特性变软。 改变电枢电路电压时的机械特性曲线是一系列平行于固有机械特性曲线的平行线。
特点：转速降不发生变化，而理想空载转速， 随电路中电压的降低而减少。 改变磁通时的人为机械特性曲线，随着磁通的减少，转速降和理想空载转速都增大。 弱磁调速时需注意： 1.随着磁通的减少，电动机的启动转矩变小。 2.当磁通过分削弱时，如果负载转矩不变，则电动机的电流将大大增加，导致过载。 3.“飞车”和“堵转”现象。 第4讲 直流电动机的启动 电枢电压平衡方程：U = Ia Ra +E 电流可表示为：Ia = (U-E) / Ra
启动时：n=0， E=0 启动电流：Ist=UN / R = (10~20) IN 要求：启动电流不得大于（1.5～2）IN 最大启动电流：IastMax = 解决办法： 减小电压，增大电阻
电压由小到大，随转速的升高而逐步加大，直到满足要求。 启动过程: 1→a → b → 2 达到稳定工作点。 特点：a点到b点冲击电流很大。
T1和T2的数值需按电动机的具体启动条件决定：最大转矩不能超过电机允许值，每次切换电阻时的T2基本相同。 第5讲 他励直流电动机调速特性
速度变化：由于电动机负载转矩发生变化而引起的电动机转速发生变化（其特性曲线不发生变化）。
速度调节：在某一负载条件下（负载转矩保持不变），靠人为改变机械特性而得到的。
1）改变外串电阻 分析调速机电过程： A → B → C
特点： (a) 机械特性软，电阻愈大，特性愈软，稳定度愈低； (b) 轻载时调速范围不大；调速电阻消耗大量能量； 一般适用于调速性能要求不高，有些起重机、卷扬机等低速运转时间不长的场合。 2）改变供电电压 特点： (a) 无级调速； (b) 机械特性硬度不变,稳定度高，调速范围较大； (c) 恒转矩调速； (d) 设备简单。 3）改变主磁通
