运动控制——直流转速单闭环控制

1、第一章 绪论 1.1 电力拖动自动控制系统概述 1.1.1 定义 以机械运动的驱动设备-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，在自动控制理论的指 导下组成的电力拖动自动控制系统。 1.1.2 基本结构 各种不同运动控制系统的共性和特点，以 及它们的分析和设计方法。 1.1.3 主要研究内容 1.1.4 主要应用 工业生产:轧钢 造纸 机床传动 交通运输:电力机车 电动汽车 军事:雷达天线跟踪设备 家电:CD机 自动洗衣机 1.1.5 分类 n按被控物理量分:调速系统 位置随动系统/伺服系统 n按驱动电机类型分:直流传动系统 交流传动系统 n按控制器的类型分:

2、模拟控制系统 数字控制系统 1.1.6 发展过程及趋势 n恒速-调速 n直流-交流 n模拟-数字 1.2 相关课程 n电机与拖动基础 n自动控制原理 n电力电子技术 1.3 学习方法 在学习中注意： 系统组成、工作原理、系统特点和性能、 系统间比较、各系统的优缺点、 自动控制原理的应用 1.4 技术文献 n电工技术学报 n电气传动 n电气自动化 n冶金自动化 encoder digital drive Y X 生产需求 + xsx x*i indirect position control + vs v*i M Feed force Fv Part Feed rate vi direct po

3、sition control Table servo motor Speed and current controller Position control T Tacho position feedback unit xiindirect x direct E encoder Interface Power Converter DSP Board 需求分析 解决方案 Program ROM/ Flash Data RAM 544w x 16 16Kw x 16 D (15-0) A (15-0) PA (64K-0) (A 15-0, D 15-0) 16-bit T-register 16

4、 x 16 Multiply 32-bit P-register 16-bit Barrel Shifter (L) 32-bit ALU 32-bit Accumulator ShiftL (0-7) 8 Auxiliary Regs 8 Level H/W Stack 2 Status Registers C25LP CORE ShiftL (0,1,4,-6) Repeat Count I/O Ports Three 8-bit 4 Input Capt/ 12 Compare outputs 9 PWM outputs 3 Timers & 1 Watchdog Quadrature

5、Pulse control 2 10-bit ADCs 16 input ch. SCI& SPI Cd to switches Input converter Output converter ud to switches u1 u2 u3 u ud NS PWM Control Current Control Torque Control Servo Control Motion Control Auto-Tuning Control Power Factor Control Regenerative Braking Control DC-Link Voltage Regulation D

6、C-Link Capacitor Minimization encoder 运动控制算法 DSP 电力电子 电机 理 论 分 析 Matlab/Simulink, Toolbox 仿真 实验 Interface Power Converter DSP Board 系 统 实 现 场景描述 任务需求 性能 指标 方案设计 相关知识点 基础理论 案例抽象 方案设计 仿真 装置选型及应用 举例（调速系统） n熄焦车运动控制系统 工艺工艺 干熄焦系统的生产设备熄焦车为大型移动机械设备(满载时 每车均重约为120吨)，由交流电机驱动沿轨道运行，往返于 焦炉和熄焦塔之间，接收任一指定碳化室的红焦，并将其 运往熄焦塔熄焦。 技术要求 n熄焦车可在03m/s速度范围内按工艺要求的任意速度 行驶，并实现无级调速，及软起动、软停车。 n熄焦车完成接焦后，在2分钟之内行驶到提升机下指定位 置，行驶距离为285m，并完成自动定位停车，干熄焦一 期工程要求其定位精度达到0.1m，二期工程要求其停 位精度达到0.01m。 n系统能够实现与其它相关设备间的联锁控制和各种信息 传输；能融入整个企业的管控一体化网络。 难点 n大惯性负载、调速范围宽、非线性 控制方案 i)体系结构 SIEMENS S7-300 PLC