运动控制系统课程总结2

1、现代运动控制已成为电机学，电力电子技术，微电子技术，计算 机控制技术，控制理论，信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的 综合性学科。课上老师简单介绍了运动控制及其相关学科的关系，随 着其他相关学科的不斷发展，运动控制系统也在不断发展，不断提高 系统的安全性，可靠性，在课上跟随老师的思路，使我对运动控制系 统有了更深刻的理解。运动控制系统也叫做电力拖动控制系统。运动控制系统的任务是通过对电动机电压，电流，频率等输入电量的控制，来改变工作机械的转矩，速度，位移等机械量，使各种机械按人们期望的要求运行, 以满足生产工艺及其他应用的需要。工业生产和科学技术的发展对运 动控制系统提出了日益复杂的要求，同

2、时也为研制和生产各类新型的 控制装置提供了可能。在前期课程控制理论、计算机技术、数据处理、 电力电子等课程的基础上，学习以电动机为被控对象的控制系统，培 养学生的系统观念、运动控制系统的基本理论和方法、初步的工程设 计能力和研发同类系统的能力。课堂上老师全面、系统、深入地介绍了运动控制系统的基本控制原理、系统组成和结构特点、分析和设计方法。运动控制内容主要包括直流调速、交流调速和伺服系统三部分。 直流调速部分主要介绍单闭环、双闭环直流调速系统和以全控型功率 器件为主的直流脉宽调速系统等内容；交流调速部分主要包括基于异 步电动机稳态模型的调速系统、基于异步电动机动态模型的高性能调 速系统以及串级

3、调速系统；随动系统部分介绍直、交流随动系统的性 能分析与动态校正等内容。此外，书中还介绍了近几年发展起来的多 电平逆变技术和数字控制技术等内容。运动控制系统既注重理论 基础，又注重工程应用，体现了理论性与实用性相统一的特点。书中 结合大量的工程实例，给出了其仿真分析、图形或实验数据，具有形 象直观、简明易懂的特点。第一部分中主要介绍直流调速系统，调节直流电动机的转速有三 种方法：改变电枢回路电阻调速阀，减弱磁通调速法，调节电枢电压 调速法。变压调速是是直流调速系统的主要方法，系统的硬件结构至少包 含了两部分：能够调节直流电动机电枢电压的直流电源和产生被调节 转速的直流电动机。随着电力电子技术的

4、发展，可控直流电源主要有 两大类，一类是相控整流器，它把交流电源直接转换成可控直流电源； 另一类是直流脉宽变换器，它先把交流电整流成不可控的直流电，然 后用pwm方式调节输出直流电压。本章说明了两类直流电源的特性 和数学模型。当用可控直流电源和直流电动机组成一个直流调速 系统时，它们所表现车来的性能指标和人们的期望值必然存在一 个不小的差距，并做出了分析。开环控制系统无法满足人们期望 的性能指标，本章就闭环控制的直流调速系统展开分析和讨论。 论述哦了转速单闭环直流调速系统的控制规律，分析了系统的静 差率，介绍了 pi调节器和p调节器的控制作用。转速单闭环直 流调速系统能够提高调速系统的稳态性能

5、，但动态性能仍不理 想，转速，电流双闭环直流调速系统是静动态性能良好，应用最 广的直流调速系统；还介绍了转速，电流双闭环系统的组成及其 静特性，数学模型，并对双闭环直流调速系统的动态特性进行了 详细分析。本章对直流调速系统的数字实现进行了讨论，论述了 与调速系统紧密关联的数字测速方法和数字pi调节器的实现方 法，并用matlab仿真软件对转速，电流双闭环调速系统进行了 仿真。第二部分主要介绍交流调速系统。交流调速系统有异步电动 机和同步电动机两大类。异步电动机调速系统分为3类：转差功 率消耗型调速系统，转差功率馈送型调速系统，转差功率不变型 调速系统。同步电动机的转差率恒为零，同步电动机调速只

6、能通 过改变同步转速来实现，由于同步电动机极对数是固定的，只能 采用变压变频调速。本章介绍了基于等效电路的异步电动机稳态模型，讨论异步 电动机变压变频调速的基本原理和基频以下的电流补偿控制。首 先介绍了交流pwm变频器的主电路，然后讨论正选pwm (spwm), 电流跟踪pwm (cfpwm)和电压空间矢量pwm (svpwm)三种控制方 式，讨论了电压矢量与定子磁链的关系，最后介绍了 pwm变频器 在异步电动机调速系统中应用的特殊问题。并讨论了转速开环电 压频率协调控制的变压变频调速系统和通用变频器。详细讨论了 转速闭环转差频率控制系统的工作原理和控制规律，并介绍了变 频调速在恒压供水系统中

7、的应用实例。矢量控制和直接转矩控制是两种基于动态模型的高性能的交 流电动机调速系统，矢量控制系统通过矢量变换和按转子磁链定 向，得到等效直流电机模型，然后按照直流电动机模型设计控制 系统；直接转矩控制系统利用转矩偏差和定子磁链幅值偏差的符 号，根据当前定子磁链矢量所在的位置，直接选取合适的定子电 压矢量，实施电磁转矩和定子磁链的控制。两种交流电动机调速 系统都能实现优良的静，动态性能，各有所长，也各有不足之处。现代运动控制已成为电机学，电力电子技术，微电子技术，计算 机控制技术，控制理论，信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的 综合性学科。运动控制系统是以电动机为控制对象，以控制器为核心， 以电力电子、功率变换装置为执行机构，在控制理论指导下组成的电 气传动控制系统。运动控制系统多种多样，但从基本结构上看，一个 典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位计算机、运动控制器、功 率驱动装盆电动机和传感器反馈检测装置和被控对象等几部分组成。 电动机及其功率驱动装置作为执行器主要为被控对象提供动力。运动控制系统的发展经历了从直流到交流，从开环到闭环，从模 拟到数字，直到基于pc的伺服控制网络系统和基于网络的运动控制的 发展过程，每个过程的发展都在很大程度上促