自控相关-元件第一章

第一 直流伺服伺服—— 随动直流伺服电优缺点——控制性能好§1-1

一、流电机基本原1-刷A。eAB电刷输出脉动直流电

同样结构，将直流高压端接以电刷A和BNS不进入环内，故指向电原理二、直流电机定子（励磁，转子（电枢三、磁方自励1）四、电机的名牌数①额定容量②额定电压③额定电流④额定转速五、电枢绕六、流电机的磁（一）磁场的来源：定子（磁极1-3（c）1-3（二）电枢反应去磁(影响不大产生换向火花其原因有二(1)换向元件电流变化引起的感生电edi/dt(2)ea=

其方向与e与向磁极的磁场方向与电枢磁场的方向相反，使之抵消与七、电势与电磁vv

eav=其中Bv= 平均磁通密——=D/2

pvnD/n——转速（rpm

eav=2pn/设总导体数为N，支路对数为a。则每一支路有效导体数为N/2a。总电势

=

N/2a

令CeEa

pN/Ce

若Ea

Ke其中

fav

Bav

TavfavDa/2

iaDa/总电磁转 av

iaDa/2

Ia

=N（/

iaDa/2=N（/）IaDa/令CmNDa/Ia若TemKt其中

八、电机的基本

1稳定状态下，参数不变原EaUaIa3电静

UaEaIa

2发电机动态eauaiaRLadia4电动uaeaiaRLadia/发电机静态T

Tem+ 静

T1TEMTOJd/TemT2T0= 动态TemTcJd/§1-2直流伺服电静态特静态（稳态nn(Tem︱uaconstnn(ua︱TlTemconst一、态综合

UaEaIaRaTemTL

Ea

CeTemCmIa

Ua

Ce

+Uan=C

TemCC

Ua=C

TLCC e若励磁恒定const，则可简化

e令CekeCmktUaTem二、特

n=

定义：控制电压Ua不变时，稳态转速n随电磁转矩Tem（负载转矩TL）化规律

nn(Tem︱ua因为uaUa

；ke= Ua

= 令

k

，nn0kf

图1- 理想空载转速当负载力矩TemTL=0kf硬度：1/kf传感器（旋转浓度变送器）堵转转矩——堵转时（当n=0时）的电磁转当n=0

UaTLRa TL=

Uakt=

=Kt

(由机械特性曲线可知TdI

（

EIRa也是最大电枢电流每给定一个Ua值，就有一个特性，相应有一不同Ua下的机械特性曲线的集合。

图1-7图1-7（线性）控制特定义：负载不变时，转速n随电枢电压ua的变化规nn(ua︱TlTem当TemTL

kekt

TT

=令

T=T

=

cUa TcUa1/ke=kc nkcUa

控制斜率kc：值越大控制的能力越 图1-8控制特性曲起始电压Ua若负载转矩T已知，将要启动（堵转）

n0

UaC

CC =UaUa

T

IaRa

Ua

e时，电机不能起动。我们称Ua0TT

Ia=

=IR=

（题1-Ta aTTcTc1Tc 不同的Tc下有不同的控制特性，对应有不同的0四、非线性控制特性n

f(Ua︱TlTem

图1-9Ⅱ123Ⅱ1234五、工作状电状态（正常状态Ua＞Ia与UaEa

1-10

与nTem＜电1，2，4的I，IIIEa克服Ua产生电流，或Ua未变但负载力矩转向相反方向（与转动

n Ua<

IaEa同向，与Ua（能量回馈n＞Temn（制动1，2，4的II，IVUa=0时，转子仍有一定转速，凭惯性转动，反接制动在转子旋转时，改变Ua的方向，于是造成

n nUa

EaIa＞I 态——由一个稳态到另一个稳态之间的状态动态特性——动态下输入与输出的关系意 判别系统的性研究方法（步骤联立求得微分方（实际中更主要的是写出传递函数，而后利用控制理论对系统进行分析一、基本动态关系U

i(t)R

J力矩平衡方程

ea(t) Tem(t)Ktia 2其 d2 60 二、准形式的微分i(t)

Tj

Tc

j

Tc

2j4可得

tt

= Kt 60Kt2jd

60Kdt ei(t)R

7代入

Kn(t)(Tc

2jdn)R

2jd 60K a60Kdt 2jd2 2jR TLa60Kdt

K

Uc

t2j La60KKdtt

2jRa+60KtKe

+n(t)

aTc Kt2令60KtKe

=

= d2em d2em+m+n(t)KcUaKf 电磁时间常数e很小，可近似简化c

K

K

n(t) c ftTc0，则em

+n