直流電機伺服控制系統(tǒng)建模與仿真課件

直流電機伺服控制系統(tǒng)建模與仿真21、靜念園林好，人間良可辭。22、步步尋往跡，有處特依依。23、望云慚高鳥，臨木愧游魚。24、結(jié)廬在人境，而無車馬喧；問君何能爾？心遠(yuǎn)地自偏。25、人生歸有道，衣食固其端。直流電機伺服控制系統(tǒng)建模與仿真直流電機伺服控制系統(tǒng)建模與仿真21、靜念園林好，人間良可辭。22、步步尋往跡，有處特依依。23、望云慚高鳥，臨木愧游魚。24、結(jié)廬在人境，而無車馬喧；問君何能爾？心遠(yuǎn)地自偏。25、人生歸有道，衣食固其端。直流電機伺服控制系統(tǒng)建模與仿真5.1概述1伺服驅(qū)動系統(tǒng)的作用伺服驅(qū)動系統(tǒng)由伺服控制器、動力驅(qū)動元件傳感器和執(zhí)行機構(gòu)等組成,它是“機”和“電之間的接口,通過它把電信號轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機構(gòu)的動力輸出量,是機電系統(tǒng)中不可缺少的環(huán)節(jié),其性能的好壞將直接影響系統(tǒng)的綜合性能。伺服驅(qū)動系統(tǒng)對系統(tǒng)影響歸納如下:化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。抓住了實驗教學(xué)方式的改革，就等于抓住了化學(xué)教學(xué)改革的關(guān)鍵和切入點?；瘜W(xué)實驗教學(xué)的創(chuàng)新是推進化學(xué)教育改革的核心。中學(xué)實驗教學(xué)的創(chuàng)新設(shè)計和改革應(yīng)符合中學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知水平，使學(xué)生通過努力，自主完成實驗的創(chuàng)新設(shè)計。“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂”，這是當(dāng)今社會的一大主題，化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和質(zhì)疑能力的培養(yǎng)，也有助于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。教師應(yīng)樹立促進全體學(xué)生全面發(fā)展的觀念，要愛護和激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲，幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨立思考，保護學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新思維，營造崇尚真知、追求真理的氛圍，為學(xué)生的稟賦和潛能的開發(fā)創(chuàng)造自由、民主、寬松、和諧的環(huán)境。在初中化學(xué)實驗教學(xué)中要為學(xué)生提供更多的機會，讓每個學(xué)生在展示創(chuàng)新潛能方面都擁有得天獨厚的條件。一、創(chuàng)設(shè)趣味實驗，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣注意力是人人皆知的一種心理現(xiàn)象。學(xué)生注意聽課，他們的心理活動就指向和集中于教師的講述；學(xué)生注意觀察實驗，他們的心理活動就指向和集中于教師的示范操作上。在實驗教學(xué)過程中，教師善于吸引學(xué)生的注意力，是教學(xué)取得良好效果的重要條件。以往有學(xué)生反映，學(xué)習(xí)化學(xué)很困難，對教材內(nèi)容不理解、記不住，在完成作業(yè)時常常由于不注意或沒有留心而出錯。而創(chuàng)設(shè)趣味實驗，教學(xué)效果較理想。例如在講授酒精性質(zhì)時，將一塊棉手帕放在盛有30%酒精的燒杯中浸泡，待均勻濕透后取出。展開手帕，用鑷子夾住兩角，在火焰上點燃，當(dāng)火焰熄滅后，手帕完好無損。奇妙的實驗表演引起一片嘩然，學(xué)生的注意力高度集中，產(chǎn)生了探索科學(xué)、揭示奧秘的興趣，進入了最佳狀態(tài)，學(xué)習(xí)效率大大提高。二、創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生求知欲1.設(shè)置懸疑式導(dǎo)語，激發(fā)學(xué)生求知、探索、創(chuàng)新的欲望。在教學(xué)中利用社會生產(chǎn)和生活實踐中的實例，設(shè)計問題導(dǎo)入新課，例如在學(xué)習(xí)燃燒的條件時，利用點燃濕棉布和干棉布及魔棒點火實驗，給學(xué)生設(shè)置問題：“濕棉布為什么不燃燒，而干棉布為什么能燃燒？魔棒為什么能將酒精燈點燃？”從而使學(xué)生主動探究物質(zhì)燃燒的條件，思維得以深入發(fā)展。2.設(shè)計情境化實驗，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。在課堂教學(xué)中，教師可以演示集色、態(tài)、味、光、聲于一體的化學(xué)實驗，給學(xué)生強烈的感官刺激，吸引學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲。巧妙地利用化學(xué)實驗，深入淺出地進行分析、討論和鉆研，引導(dǎo)學(xué)生探索奇妙的化學(xué)世界，使學(xué)生感到化學(xué)不是抽象的、枯燥的，而是充滿魅力和靈性的。例如，在學(xué)習(xí)空氣中氧氣的含量測定時，可以提問：“我們使用什么樣的藥品才能較為準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的含量？”“這樣的物質(zhì)具備怎樣的性質(zhì)？”“如果選擇其他藥品能否測定空氣中的氧氣含量？如果能請給予解釋，如果不能請說明理由?！边@些問題使學(xué)生思維得以拓展，從而達(dá)到激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識的目的。3.多角度拓展延伸，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。如理論聯(lián)系實際，講解化學(xué)在尖端科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、日常生活中的巨大作用。另外，化學(xué)教師良好的教師形象；生動、準(zhǔn)確的講授；熱情真誠的關(guān)心鼓勵；幽默大方的舉止等因素在培養(yǎng)和強化學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和動機，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望等方面起著不可忽視的作用。三、積極鼓勵，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生敢于提出問題、不盲從教師、不盲從書本、不迷信權(quán)威的思維品質(zhì)。例如在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的變化“這一節(jié)內(nèi)容時，課本上通過對火柴梗被折斷、水的三態(tài)變化、石蠟熔化成液態(tài)蠟油及食糖在水中溶解現(xiàn)象的觀察，給出結(jié)論：物質(zhì)發(fā)生變化時沒有生成新物質(zhì).這種變化叫做物理變化；通過對火柴梗燃燒、鎂條燃燒兩個現(xiàn)象的觀察，給出結(jié)論：物質(zhì)發(fā)生變化時生成新物質(zhì)，這種變化叫化學(xué)變化，又叫化學(xué)反應(yīng)。在總結(jié)兩種變化之間的關(guān)系時，給出了這樣籠統(tǒng)的結(jié)論：化學(xué)變化和物理變化是相互聯(lián)系的，二者常常同時發(fā)生。那么這兩種變化之間到底存在什么樣的關(guān)系呢？提出這一問題后，我鼓勵學(xué)生對這些現(xiàn)象進行觀察，要動腦筋，認(rèn)真分析，并引導(dǎo)學(xué)生展開討論：物理變化的這幾個現(xiàn)象中，除了沒有新的物質(zhì)生成外，其共同點是變化過程中都是物質(zhì)的形狀或狀態(tài)發(fā)生了變化。相比之下，在化學(xué)變化的這兩個現(xiàn)象中，都生成了新的物質(zhì)，同時物質(zhì)原來的形狀也發(fā)生了變化。再以火藥爆炸這一化學(xué)變化為例，幫助學(xué)生總結(jié)物理變化和化學(xué)變化兩者之間的關(guān)系是既有區(qū)別又有聯(lián)系。兩者的區(qū)別是：一個有新物質(zhì)生成，一個沒有新的物質(zhì)生成；兩者的聯(lián)系是：化學(xué)變化過程中一定伴隨者物理變化，而物理變化過程中不一定伴隨化學(xué)變化。通過討論和分析使學(xué)生明白教材結(jié)論的局限性。通過這些問題的討論，逐步培養(yǎng)學(xué)生敢于提出問題、表達(dá)自己觀點的能力。四、改進實驗儀器，在實驗設(shè)計中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力人們在使用每一種化學(xué)實驗儀器時，往往能夠很好地牢記每一種儀器在使用時應(yīng)注意什么，操作時應(yīng)避免什么樣的危險發(fā)生，卻很少有人進一步想到如何讓這種危險或不利因素盡可能減少為零?？茖W(xué)的實驗方法就應(yīng)該不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，而不是回避問題，各種儀器的不利之處無疑給我們提供了實驗創(chuàng)新的課題。以酒精燈為例，傳統(tǒng)的酒精燈在使用時不得不遵守一些特殊的規(guī)定。究其原因，主要是它密封性不好，易灑出酒精引發(fā)火災(zāi)。其次是扁平的外形，雖然重心較低穩(wěn)定性較好，但受熱輻射面積大，促進了酒精的氣化，致使燃燒和吹滅時不安全。鑒于此，有人設(shè)計了一種“安全酒精燈”，將其瓶口用單孔橡膠塞塞住，燈芯置于一玻璃管中，插在橡膠塞中，玻璃管長度插到接近酒精燈瓶底。這一改進解決了密封性問題。同時可裝滿酒精，可相互點燃，可用嘴吹滅，甚至可倒置燃燒而不用擔(dān)心潑灑出酒精。化學(xué)實驗設(shè)計要求設(shè)計者具有靈活運用所學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能的能力，有嚴(yán)肅認(rèn)真、敢于創(chuàng)新的精神和善于創(chuàng)新的能力。總之，通過改進傳統(tǒng)的化學(xué)實驗、設(shè)計不同的實驗方案，不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，使化學(xué)實驗更安全、簡便、可行，更接近生活，也更魅力無窮。一、中國教育信息化概況百年大計，教育為本，教育事業(yè)的發(fā)展能夠引起國家、政府以及社會各界的重視。教育信息化能夠提升我國經(jīng)濟發(fā)展水平，促進我國社會可持續(xù)發(fā)。目前，教育信息化已經(jīng)成為眾多發(fā)達(dá)國家發(fā)展教育事業(yè)的策略。我國一直較為重視教育信息化，針對教育信息化開展了一系列基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，例如衛(wèi)星系統(tǒng)與教研網(wǎng)絡(luò)，并且將二者進行結(jié)合，對網(wǎng)絡(luò)教育平臺進行建設(shè)，通過網(wǎng)絡(luò)教育平臺與各個省市之間的教育系統(tǒng)展開聯(lián)系，與各地的教育機構(gòu)直接進行溝通，構(gòu)建相關(guān)的教學(xué)體系，給各地、各級的教育信息化創(chuàng)造了條件。信息化環(huán)境的建設(shè)一直是我國教育信息化建設(shè)的重點，我國中小學(xué)與高校的局域網(wǎng)、校園網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)教室以及多媒體教室的建設(shè)已經(jīng)基本成型，大多數(shù)中小學(xué)以及高?？梢詫崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)授課或網(wǎng)絡(luò)考試，為教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)提供了較多的便利。部分高校的校園網(wǎng)已經(jīng)建設(shè)完備，成為高校師生工作、學(xué)習(xí)以及生活中不可或缺的一部分。但是校園網(wǎng)連接慢、速度慢的問題給高校師生的使用帶來了一定的困擾，部分網(wǎng)頁無法正常打開，導(dǎo)致眾多工作無法正常進行。信息化資源是進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)課程實施的必要保證，它能夠推動我國教育信息化的發(fā)展，眾多教師參與到信息化資源的建設(shè)中，關(guān)于信息化資源庫的建設(shè)已經(jīng)基本完成，而且其中包含數(shù)量眾多的適合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的課件，它讓網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的應(yīng)用擁有了一定條件。但是實際上，信息化資源存在著一定的問題。很多教師過于注重信息化資源的搜集，沒有注意信息化資源的具體內(nèi)容，導(dǎo)致很多信息化資源缺乏實用性，而且部分信息化資源內(nèi)容過于陳舊，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)今時代的教學(xué)。二、中國教育信息化面臨的困境（一）教師自身能力不足教師自身不了解信息化知識，不能使用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行教學(xué)，是目前中國教育信息化面臨的首要困境。很多教師自身觀念較為陳舊，拒絕通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對學(xué)生進行教學(xué)，仍舊沿用原有的教學(xué)方法，這不僅阻礙了中國教育信息化的進行，也給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了諸多困擾。很多教師的素質(zhì)、教學(xué)方法以及知識結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足信息時代教學(xué)的要求，他們的教學(xué)會對學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)產(chǎn)生不良影響。在教師培訓(xùn)上沒有體現(xiàn)出教育信息化的內(nèi)容，在教師考試中也缺乏教育信息化的試題，這讓我國教師形成了錯誤的認(rèn)識，即信息化與教育無關(guān)。教師是進行教育信息化的關(guān)鍵，如果教師能力不足，缺乏信息化知識，那么必然會阻礙我國信息化教學(xué)。（二）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足在很多中小學(xué)，計算機與網(wǎng)絡(luò)還沒有完全普及，部分中小學(xué)雖然已經(jīng)安裝計算機，設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)，但是利用率較低，而且部分設(shè)施建設(shè)不足，無法滿足中小學(xué)進行的教學(xué)活動，影響了我國教育信息化的進行。我國只有東南、東北以及北方的中小學(xué)普及了計算機與網(wǎng)絡(luò)，西部以及偏遠(yuǎn)地區(qū)的中小學(xué)還沒有條件進行計算機與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，這些地區(qū)的中小學(xué)生無法感到教育信息化的氣息，眾多教學(xué)資源無法共享。基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足限制了諸多工作的正常進行，例如教學(xué)資源較為匱乏，教學(xué)資源無法得到正確利用，降低了我國教育信息化的有效性。（三）管理體制不健全教育信息化對于我國教育而言是一次較大的變革，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、計算機的配備以及各類教學(xué)資源的搜集、整理與利用都需要眾多機構(gòu)與人員的參與，例如中小學(xué)教師、各個企業(yè)以及教育部門。國家對于教育信息化缺乏較為完備的政策，對教育信息化中的各個工作細(xì)節(jié)缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此，與教育信息化相關(guān)的管理體制存在一定缺陷，無法在教育信息化的實際過程中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，這也是當(dāng)前中國教育信息化面臨的困境。三、中國教育信息化的發(fā)展策略（一）對教育信息化建立正確的認(rèn)識信息化是當(dāng)今時代的特征，也是我國的發(fā)展趨勢，近年來我國一直在堅定地執(zhí)行信息化戰(zhàn)略，因此教育信息化可以被理解為一項國家戰(zhàn)略，它關(guān)系到國家日后的發(fā)展道路，需要社會各界的共同關(guān)注與努力，而并非只是幾所學(xué)校、幾家企業(yè)就能夠完成的。政府部門需要對教育信息化建立正確的認(rèn)識，將其列入自身的工作計劃，保證對其擁有足夠的重視。各個地方企業(yè)也應(yīng)該參與到教育信息化之中，成為教育信息化的推動者，為各個學(xué)校提供電腦等基礎(chǔ)設(shè)施，幫助學(xué)校進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。教育部門以及學(xué)校、教師也需要對教育信息化樹立正確的觀念，為教育信息化貢獻(xiàn)自己的力量，承擔(dān)起自己應(yīng)有的責(zé)任，讓社會各界認(rèn)識到教育信息化的重要性。（二）加大教育信息化的資金投入教育信息化需要計算機與網(wǎng)絡(luò)在各個學(xué)校的普及，教師能?蛟擻眉撲慊?與網(wǎng)絡(luò)對學(xué)生進行教學(xué)，因此，教育信息化需要大量的資金支持，教育部門需要加大教育信息化的資金投入。首先，國家應(yīng)該發(fā)揮作用，將教育信息化所需要的資金列入自身的財政預(yù)算，讓教育信息化可以受到國家提供的資金支持，地方政府也應(yīng)該為教育信息化撥出部分資金；其次，需要發(fā)揮社會和企業(yè)的力量，爭取社會與企業(yè)對教育信息化的支持，讓每所學(xué)校、每個教師與學(xué)生都能夠使用計算機與網(wǎng)絡(luò)，享受到它們帶來的益處，以此來推動中國教育信息化。（三）提高教師綜合素質(zhì)教育部門需要讓教師認(rèn)識到教育信息化的重要性，在日常的教學(xué)活動中對計算機與網(wǎng)絡(luò)進行使用，提升我國教育信息化程度。在教師培訓(xùn)以及教師考試中增加與計算機、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的內(nèi)容，并且增設(shè)計算機操作考試，提升教師的計算機操作水平，讓他們能夠在實際教學(xué)中進行應(yīng)用。對現(xiàn)有的在職教師進行與計算機、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的知識培訓(xùn)，從整體上提升教師的計算機使用水平。教師是教學(xué)的直接執(zhí)行者，他們的能力、素質(zhì)與我國教育信息化有著密切的關(guān)系，因此，教育部門需要注重提高教師的綜合素質(zhì)。直流電機伺服控制系統(tǒng)建模與仿真5.1概述1伺服驅(qū)動系統(tǒng)的作用伺服驅(qū)動系統(tǒng)由伺服控制器、動力驅(qū)動元件傳感器和執(zhí)行機構(gòu)等組成,它是“機”和“電之間的接口,通過它把電信號轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機構(gòu)的動力輸出量,是機電系統(tǒng)中不可缺少的環(huán)節(jié),其性能的好壞將直接影響系統(tǒng)的綜合性能。伺服驅(qū)動系統(tǒng)對系統(tǒng)影響歸納如下:系統(tǒng)的精度和動態(tài)性能指標(biāo)主要是由伺服驅(qū)動系統(tǒng)的性能決定的;伺服驅(qū)動系統(tǒng)的工作可靠性直接影響整個系統(tǒng)的可靠性服驅(qū)動系統(tǒng)的成本對系統(tǒng)的成本影響很大伺服驅(qū)動系統(tǒng)對系統(tǒng)的噪聲、對環(huán)境的影響起決定作用。司2對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的要求伺服系統(tǒng)的性能主要從以下幾個方面來衡量(1)好的動靜態(tài)指標(biāo)(2)合理的結(jié)構(gòu)(3)高效率、低功耗(4)高可靠性;(5)環(huán)境無害性(6)低成本。3伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)伺服驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)包括驅(qū)動元件的選型、驅(qū)動方案設(shè)計、傳感器的選型、傳感檢測方案設(shè)計、驅(qū)動控制方案設(shè)計、伺服系統(tǒng)建模和伺服控制器設(shè)計等內(nèi)容。伺服控制器的設(shè)計方法也很多,常用的有四種基本方法①基于傳遞函數(shù)的控制器設(shè)計,如PID和古典控制理論的各種控制器