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文檔簡介

1、電力拖動自動控制系統(tǒng) 運動控制系統(tǒng)考核方法采用N+2考核:期末考試(40)筆記(10%)實驗(20%)+平時考試(15)課程綜述(10)課堂提問(5%)課后作業(yè)應按要求時間交(即布置后一周內(nèi)),否則總分每次扣去1分課堂提問時若不在,且無正當理由,該次按0分計,若累積三次禁止參加期末考試平時考試共3次期末成績60+總評60=通過電力拖動自動控制系統(tǒng) 運動控制系統(tǒng)第1章 緒論第一講內(nèi) 容 提 要運動控制系統(tǒng)及其組成運動控制系統(tǒng)的歷史與發(fā)展運動控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性1.1運動控制系統(tǒng)及其組成電力拖動:電力拖動自動控制系統(tǒng)1.1運動控制系統(tǒng)及其組成 以電動機為控制對象,采用電力電子

2、功率變換裝置構成驅(qū)動,綜合應用計算機控制、自動控制理論、信號檢測與處理等相關理論和技術,構筑相應的控制系統(tǒng),通過控制電動機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角,實現(xiàn)對運動機械進行運動位置、運動速度、運動軌跡和各種運動參數(shù)實時的控制和管理1.1運動控制系統(tǒng)及其組成圖1-1運動控制及其相關學科1.1 運動控制系統(tǒng)及其組成 圖1-2 運動控制系統(tǒng)及其組成運動控制系統(tǒng)的控制對象電動機按工作電源分類 直流電動機和交流電動機按結構和工作原理分 直流電動機、交流異步電動機和交流同步電動機按用途分 驅(qū)動用電動機和控制用電動機按轉(zhuǎn)子結構分 鼠籠型電動機和繞線式電動機運動控制系統(tǒng)的控制對象電動機電動機比較 直流電動機:結構復雜,制

3、造成本高,電刷和換向器限制了它的轉(zhuǎn)速與容量 交流異步電動機:結構簡單,制造容易,無須機械換向器,其允許轉(zhuǎn)速與容量均大于直流電動機 交流同步電動機:轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速,機械特性硬,功率因數(shù)可調(diào)。運動控制系統(tǒng)的功率放大與變換裝置電機型、電磁型、電力電子型等電力電子型功率放大與變換裝置發(fā)展趨勢 半控型全控型具有復合功能的功率模塊; 低頻開關高頻開關; 目前流行型式第二代第一代第三代分立器件 運動控制系統(tǒng)的控制器種類 三種模擬控制器:運算放大器+其他電氣元件物理概念清晰、控制信號流向直觀控制規(guī)律體現(xiàn)在硬件電路上線路復雜、通用性差控制效果受到器件性能、溫度等因素的影響數(shù)字控制器 以微處理器為核心 硬件電路

4、標準化程度高運動控制系統(tǒng)的控制器 控制規(guī)律體現(xiàn)在軟件上,修改靈活方便擁有信息存儲、數(shù)據(jù)通信和故障診斷等功能比較 模擬控制器:并行運算,滯后時間小 數(shù)字控制器:指令順序執(zhí)行,滯后時間大模數(shù)混合控制器 運動控制系統(tǒng)的信號檢測與處理信號檢測信號轉(zhuǎn)換信號處理信號檢測:傳感器 電壓、電流、轉(zhuǎn)速和位置等信號信號轉(zhuǎn)換 電壓匹配、極性轉(zhuǎn)換、脈沖整形等 數(shù)字量數(shù)據(jù)處理 信號濾波 模擬濾波電路 模擬濾波電路+數(shù)字濾波 數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)運動控制技術主要研究內(nèi)容運動控制系統(tǒng)結構控制對象模型建立基本控制原理系統(tǒng)設計方法系統(tǒng)性能分析等運動控制系統(tǒng)舉例軋鋼廠的連軋機造紙廠的紙機紡織機械機器人雷達運動控制系統(tǒng)分類按生

5、產(chǎn)機械工藝分隨動系統(tǒng)(伺服系統(tǒng))和調(diào)速系統(tǒng)按電動機類型分直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)按控制結構分開環(huán)和閉環(huán)運動控制系統(tǒng)分類舉例調(diào)速系統(tǒng)Speed governing system 應用領域廣泛: 生活 :居民小區(qū)、商業(yè)、學校、醫(yī)院、賓館等處的冷 /熱水泵、電梯、中央空調(diào)、鍋爐系統(tǒng)電力拖動控制系統(tǒng)的種類發(fā)電廠 :鍋爐送風機 /引風機/排粉風機、給水泵、循環(huán)水泵、凝結泵、灰漿泵、冷卻水泵、卸/輸煤設備、磨煤機、給煤機、給粉機、排粉機煤礦 :礦井抽風機、空壓機、絞車、皮帶機、水泵、鍋爐系統(tǒng)冶金鋼鐵 :高爐鼓風機、冷卻泵、除塵風機、引風機、氧槍泵、圓盤給料機、燒結機、連軋 /連鑄機、上料卷揚系統(tǒng)、沖渣泵

6、、鑄鐵機、鍋爐系統(tǒng)港口 :起重設備、裝載設備、輸送設備、除塵設備、風機、水泵、鍋爐系統(tǒng)電力拖動控制系統(tǒng)的種類水泥、建材 :回轉(zhuǎn)窯尾風機、立窯底蘿茨風機、給料機、旋窯拖動、風機、水泵、皮帶輸送機油田 :潛油電泵、抽油機、注水泵、輸油泵、加壓泵中央空調(diào) :冷水機組、循環(huán)水泵、空調(diào)主機、冷卻水塔、送風機造紙廠 :紙機分步傳動系統(tǒng)、切紙機、紙漿泵、水泵、鍋爐系統(tǒng)自來水廠 :鼓風機、輸送水泵、加壓泵站污水廠 :供養(yǎng)鼓風機、排污泵、紡織、化工、印刷等輕工行業(yè) :壓底機、煉膠機、注塑機、空壓機、空調(diào)系統(tǒng)、水泵、鍋爐系統(tǒng)電力拖動控制系統(tǒng)的種類位置隨動系統(tǒng) positional servo system 導彈發(fā)

7、射架控制系統(tǒng),雷達天線控制系統(tǒng),數(shù)控機床等張力控制系統(tǒng) tension control systems 在造紙、印刷、紡織、食品等工業(yè)中,主要應用于對帶材和線材生產(chǎn)線中的卷取機和開卷機的控制1.2 運動控制系統(tǒng)的歷史與發(fā)展19世紀30年代出現(xiàn)了直流電動機電力電子技術和微電子技術帶動了新一代交流調(diào)速系統(tǒng)的興起與發(fā)展,打破了直流調(diào)速系統(tǒng)一統(tǒng)高性能拖動天下的格局。進入21世紀后,用交流調(diào)速系統(tǒng)取代直流調(diào)速系統(tǒng)已成為不爭的事實。1.3 運動控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律 運動控制系統(tǒng)的基本運動方程式阻轉(zhuǎn)矩阻尼系數(shù)扭轉(zhuǎn)彈性轉(zhuǎn)矩系數(shù)轉(zhuǎn)子機械角速度機械轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)子機械轉(zhuǎn)角忽略阻尼轉(zhuǎn)矩與扭轉(zhuǎn)彈性轉(zhuǎn)矩1.3 運動控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律 工程單位制1.3 運動控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律 轉(zhuǎn)矩控制是運動控制的根本問題 要控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角,唯一的途徑就是控制電動機的電磁轉(zhuǎn)矩,使轉(zhuǎn)速變化率按人們期望的規(guī)律變化。 1.4 生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性恒轉(zhuǎn)矩負載恒功率負載風機 泵類負載恒轉(zhuǎn)矩負載 負載轉(zhuǎn)矩的大小恒定,稱作恒轉(zhuǎn)矩負載

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