《运动控制系统》复习指南（word版）

第一章绪论1、运动控制系统的组成电动机（控制对象）、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成。2、直流电动机的稳态转速表达式NUIR/KE由此可以得出三种直流电动机的调速方法A调节电枢供电电压UPWM斩控、移相相控B减弱励磁磁通弱磁控制C改变电枢回路电阻R第二章转速反馈控制的直流调速系统1、抑制电流脉动的措施A增加整流电路相数，或采用多重化技术B设置电感量足够大的平波电抗器平波电抗器的电感量按低速轻载时保证电流连续的条件选择LXU2/IDMINX的取值有三相桥式整流0693、三相半波整流146、单相桥式全控整流287，一般取IDMIN510IN2、晶闸管触发和整流装置的放大系数KSUD/UC，当触发电路控制电压UC的调节范围是010V时，对应的整流电压UD的变化范围是0220V时，取KS223、最大失控时间TSMAX1/MF；平均失控时间TSTSMAX/24、晶闸管触发和整流装置的传递函数近似成一个一阶惯性环节WSSKS/1TSSTS为平均失控时间；KS为整流装置的放大系数5、稳态是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态6、机械特性平均转速与平均转矩电流的关系7、PWM控制器与变换器的传递函数近似成一个一阶惯性环节WSSKS/1TSSTS为PWM装置的延迟时间；KS为PWM装置的放大系数8、“泵升电压”对滤波电容一直充电，造成直流侧电压升高9、调速系统转速控制的3大要求调速、稳速、加减速10、调速系统的2大稳态性能指标调速范围、静差率A调速范围DNMAX/NMIN电动机提供的最高转速与最低转速之比（一般取NMAXNN）B静差率S100NN/N0负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速之比（调速系统的静差率应以最低速时所能达到的数值为准，因为额定速降相同，转速越低，静差率越大，如果最低速时的静差率都满足，则高速时必满足）11、调速范围D、静差率S、额定速降NN的关系DNNS/NN1SSDNN/NNDNN12、转速反馈控制的直流调速系统的数学模型A静特性闭环系统电动机转速与负载电流转矩之间的关系转速负反馈闭环直流调速系统静特性方程NKPKSUN/CE1KRID/CE1KKPKS1/CEB动态特性动态过程是线性微分方程的解，解由两部分组成动态响应、稳态解闭环传递函数WCLSKPKS/CE/TSS1TMTLS2TMS1KPKS/CEKPKS/TSS11/CETMTLS2TMS1RTLS113、闭环静特性与开环系统机械特性比较1，闭环系统的机械特性要硬得多；2，闭环系统的静差率要小得多；3，如果静差率一定，闭环系统大大地提高了调速范围14、反馈控制的3大基本特征1，比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统；2，反馈控制系统的作用是抵抗扰动、服从给定；3，系统精度依赖于给定和反馈检测的精度15、积分调节器P的传递函数（积分环节）WIS1/S是积分时间常数16、无静差调速积分控制可以在无静差的情况下保持恒速运行17、P、I调节器的根本区别比例调节器P的输出只取决于输入偏差量的现状，而积分调节器I的输出则包含了输入偏差量的全部历史18、PI调节器的传递函数（PI环节）WPISKP1/SKPS1/SKPR1/R0R0C1令1KP则有WPISKP1S1/1S19、稳态误差输入量与反馈量的差值，UNTUNTUNT20、有静差调速系统0型系统对于阶跃给定输入稳态有差；无静差调速系统型系统对于阶跃给定输入稳态无差21、微机数字控制系统的2大特点信号的离散化、信号的数字化22、香农采样定理如果模拟信号的最高频率为FMAX，只要按照采样频率F2FMAX进行采样，那么取出的样品序列就可以代表模拟信号23、数字测速方法的精度指标分辨率当引起记数值增量为1时，被测转速由N1变为N2，QN2N1，Q越小，表明对转速变化检测越敏感，测速精度越高；测速误差率转速实际值与测量值之差N与实际值N之比，100N/N，其值越小，表明准确度越高24、旋转编码器的3大数字测速方法M法（N60M1/ZTC，适合于测高速）、T法（也称周期法，N60/ZTT60F0/ZM2），适合于测低速）、M/T法（高低速都有较强的分辨能力）25数字PI调节器的2大算法位置式、增量式第三章转速、电流反馈控制的直流调速系统26转速调节器ASR的2种状态要使电流调节器ACR不能进入饱和状态不饱和（NUN/，IDUI/）、饱和（IDIDMUIM/，退饱和条件是负载电流减小IDLN0，ASR反向积分）27双闭环直流调速系统起动过程的3大阶段电流上升、恒流升速、转速调节（ASR对应3阶段快速入饱和、饱和、退饱和）28转速调节器ASR的作用是调速系统的主导调节器，它使转速N很快地跟随给定电压UN变化，稳态时可减小转速误差，采用PI调节器则无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅值决定电动机允许的最大电流29、电流调节器ACR的作用使电流紧跟给定电压UI变化；对电网电压的波动起及时抗扰的作用；在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程；在电动机过载或堵转时，限制电枢电流的最大值，起到快速的自动保护作用30控制系统的动态性能指标包括跟随性能指标（上升时间TR、超调量、峰值时间TP、调节时间TS）、抗扰性能指标（动态降落CMAX、恢复时间TV）31调节器工程设计型电流环工程近似设计（例题31）、型转速环工程近似设计（例题32）第四章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统33可逆调速系统为了实现生产机械快速的减速、停车与正、反向运行等功能，在转速N和电磁转矩TE的坐标系上，四象限运行的功能，可实现正反转的调速系统34动力润滑在电动机停止时仍有高频微振电流，从而消除了正反向时的静磨擦死区35直流PWM可逆调速系统转速反向的过度过程36泵升电压由于二极管整流器的单相导电性，电能不可能通过整流器送回交流电网，只能向滤波电容充电，使得电容两端电压不断地升高37环流两组装置同时工作时，会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流的短路电流38转矩极性鉴别信号UI采用UI作为逻辑控制环节的一个输入信号；零电流检测信号UI0在UI改变极性后，还需要等到电流真正到零，再发出UI0第五章基于稳态模型的异步电动机调速系统39基于稳态模型的异步电动机的2大调速方法调压调速（保持电源频率F1为额定频率F1N，只改变定子电压US的调速方法，当M随US的降低而减小，属于弱磁调速）、变压变频调速（改变的是异步电动机的同步转速，在极对数NP一定时，同步转速N1随频率F1的变化）40变压变频调速N160F1/NP601/2NPA基频以下调速F1下降，M不变，ID不变，采用恒压频比控制方式，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式B基频以上调速F1上升，保持USN不变，ID不变，转速升高时，磁通减小，允许输出转矩也降低，但输出功率基本不变，属于“近似恒功率调速”方式41变频器的分类（按变流方式分）交直交变频器、交交变频器42脉冲宽度调制PWM的基本思想控制逆变器中电力电子器件的开通或关断，输出电压为幅值相等，宽度按一定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替输出电压43正弦脉冲宽度调制技术的分类电流跟踪PWM控制技术CFPWM、电压空间矢量PWM控制技术SVPWM44正弦波脉宽调制SPWM以频率与期望输出电压波相同的正弦波作调制波，以频率比期望波高得多的等腰三角波作载波，当调制波与载波相交时，由他们的交点来确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得幅值相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列45电流跟踪控制技术CFPWM他的精度与滞环宽度有关（当环宽2H选较大，开关频率低，电流失真较多，谐波分量高；当环宽选得小，电流跟踪性能就好，但开关频率就要增大），同时还受开关器件允许开关频率的制约（电流滞环跟踪控制方法精度高，响应快）46磁链跟踪控制把逆变器与交流电动机视为一体，以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作，磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量来实现的，故又称“电压空间矢量PWM控制”47空间矢量交流电动机绕组的电压、电流、磁链等物理量都是随时间变化的，考虑其所在绕组的空间位置48磁链幅值S等于压频比US/1，US方向与磁链矢量S正交，三相合成电压空间矢量与参考点无关49基本电压空间矢量一共8个，两个无效的空间矢量，六个有效工作矢量50插入零矢量/31TT1T0，当零矢量作用时，定子磁链矢量增量为0，表明定子磁链矢量停留原来的状态不动，零矢量的插入有效的解决了定子磁链矢量幅值与旋转转速的矛盾51SVPWM的基本思想平行四边形合成法则相邻的两个有效工作矢量合成期望的输出矢量52SVPWM的实现方法零矢量集中的实现方法、零矢量分散的实现方法A零矢量集中按照对称原则，将两个基本电压矢量U1、U2的作用时间T1、T2平分为二后，安放在开关周期的首端和末端，把零矢量的作用时间放在开关周期的中间，并以开关次数最少的原则选择零矢量B零矢量分散将零矢量平均分为四份，在开关周期的首尾各放一份，在中间放两份，将两个基本电压矢量U1、U2的作用时间T1、T2平分为二后，插在零矢量间，按开关损耗最小的原则，首位选U0，中间选U7第六章基于动态模型的异步电动机调速系统53异步电动机的动态模型的4大组成磁链方程、转矩方程（代数方程）；电压方程、运动方程（微分方程）54坐标变换的计算习题61A3/2变换三相绕组ABC变换到两相绕组的变换11/21/2C3/22/