机电传动控制课件

机电传动控制课件演示文稿目前一页\总数二十六页\编于点（优选）机电传动控制课件目前二页\总数二十六页\编于点特点：系统简单；控制精度不高。闭环控制系统：开环控制系统：特点：系统较复杂；控制精度高。第一节机电传动控制系统的组成和分类一、自动控制系统分类：（1）从组成原理上分类（2）按反馈方式的不同，可分为转速负反馈、电势负反馈、电压负反馈及电流正反馈控制系统；（3）按系统的复杂程度，可分为

单环自动调节系统和多环自动调节系统；目前三页\总数二十六页\编于点（4）按系统稳态时被调量与给定量有无差别，可分为

有静差调节系统和无静差调节系统。（5）按给定量变化的规律，可分为

定值调节系统、程序控制系统和随动系统。（6）按调节动作与时间的关系，可分为

断续控制系统和连续控制系统；（7）按系统中所包含的元件特性，可分为

线性控制系统和非线性控制系统。第一节机电传动控制系统的组成和分类一、自动控制系统分类：目前四页\总数二十六页\编于点二、一般自动控制系统组成：给定环节

放大调节环节执行环节被调对象

被调量

扰动测量环节比较Ug+

—EBRn第一节机电传动控制系统的组成和分类目前五页\总数二十六页\编于点第二节机电传动控制系统调速方案选择一、调速方法纯机械方法调速:

通过变速齿轮箱或几套变速皮带轮或其他变速机构来实现；纯电气方法调速:通过改变电动机的机械持性实现，这时机械变速机构简单、只一套变速齿轮或皮带轮；电气与机械配合调速:

用电动机来得到多种转速，同时，又用机械变速机构的换档来进行变速。电气调速优点：简化机械变速机构，提高传动效率,操作简单。易于获得无级调速，便于实现远距离控制和自动控制，因此，在生产机械中广泛应用。目前六页\总数二十六页\编于点二.技术指标要求

静态指标：

1）调速范围：D=nmax/nmin2）静差度：S=n0-nN/n0用来表示生产机械的相对稳定性；3）调速的平滑性，通常用两个相邻调速级的转速差来衡量。第二节机电传动控制系统调速方案选择目前七页\总数二十六页\编于点

动态指标：

1）最大超调量过渡过程时间T振荡次数N第二节机电传动控制系统调速方案选择目前八页\总数二十六页\编于点第三节晶闸管电动机直流传动控制系统

分类：G—M，SCR--M目前九页\总数二十六页\编于点1.有静差调速系统（转速负反馈）自动调节过程:Ug一定时,TL

UfUdnU

UKn

一、单闭环直流调速系统目前十页\总数二十六页\编于点

开环时

Ug一定时

若n0f=n0时

闭环时

一、单闭环直流调速系统目前十一页\总数二十六页\编于点开环:

若nmax和S2不变时闭环:增大K是减小静态转速降落，扩大D的有效措施。

转速负反馈调速系统能克服扰动作用（如负载变化、电动机励磁的变化、晶闸管电源电压的变化）对电动机转速的影响。但测量元件本身的误差对电动机转速的影响是无法克服的。

一、单闭环直流调速系统目前十二页\总数二十六页\编于点

结论：

闭环系统可以获得比开环系统更多的稳态特性，从而在保证一定静差度S的条件下，能够提高D，为此付出的代价是增设检测反馈装置和放大器。

一、单闭环直流调速系统目前十三页\总数二十六页\编于点2.有静差调速系统（电压负反馈）

一、单闭环直流调速系统目前十四页\总数二十六页\编于点

有静差调速系统（电压负反馈）特点：（1）采用电位计取电压量，线路简单；（2）稳速效果不好，主要用作防止过压，改善动态特性、加快过渡过程；（3）对由于电枢电阻而引起的降压不能补偿（反馈环外），U=E+IaR。

有静差调节系统采用比例放大器，所以系统总存在静差。若采用PI放大器则可实现无静差系统。

一、单闭环直流调速系统目前十五页\总数二十六页\编于点3、无静差调速系统（转速负反馈）

一、单闭环直流调速系统目前十六页\总数二十六页\编于点1）无差元件PI调节器：P：响应快，反应快速性；I：响应慢，稳态无静差。

一、单闭环直流调速系统目前十七页\总数二十六页\编于点

一、单闭环直流调速系统2）自动调节过程:调节初期，P调节起主要作用，使转速迅速回升，

反应了系统的快速性；调节末期，I调节起主要作用，最终消除偏差，实现系统稳态无静差。目前十八页\总数二十六页\编于点1、调节初期，P调节起主要作用，使转速迅速回升，

反应了系统的快速性；调节末期，I调节起主要作

用，最终消除偏差，实现系统稳态无静差。既能获

得较高的静态精度，又具有较快的动态响应。2、系统稳态无静差，但动态过程中有偏差，即动态速

降。3、实际的无静差调速系统由于放大器、检测装置的误

差存在，还是有一定的偏差。结论：

一、单闭环直流调速系统目前十九页\总数二十六页\编于点1.转速、电流双闭环调速系统

二、双闭环直流调速系统

由PI调节器组成的转速单闭环系统，可以满足一般生产机械的要求，但有些负载要求正反转，启制动（如龙门刨床），为了提高生产效率，过渡过程越短越好。由T=KmIa

知：若保证Ia=Imax则过渡过程最短。单闭环系统只保证n恒定，而对I没有控制。反馈控制规律：要想保持某量不变，则引入该量的负反馈。因此，可在转速环基础上增加一个电流环，形成双闭环系统。

第三节晶闸管电动机直流传动控制系统目前二十页\总数二十六页\编于点速度负反馈（速度环）电流负反馈（电流环）2.组成：1）双环：转速环--外环，电流环--内环； 2）转速调节器ASR，电流调节器ACR都是PI结构。ASR的输出信号作为ACR的输入信号，ACR的输出信号Uk控制整流器，从而控制Udn。

二、双闭环直流调速系统目前二十一页\总数二十六页\编于点3.静态分析:ASR、ACR都是具有限幅的PI调节器，特点：调节器一旦饱和，输出为恒值，输出信号不再受输入信号变化的影响；只有当输入信号为负值时，调节器退饱和，输出信号才受输入信号的控制。

二、双闭环直流调速系统目前二十二页\总数二十六页\编于点3.静态分析:

在双闭环中，ASR有两种状态：饱和，不饱和状态。ACR只有一种状态：不饱和。1）开始时，系统加Ugn，因n不能立即建立，则Ufn→0，偏差电压很大。ASR进入饱和状态，输出最大值Ugi=Ugimax，相当于转速环开环，只有电流环，系统进行恒电流无静差调节。

二、双闭环直流调速系统目前二十三页\总数二十六页\编于点3.静态分析:

在双闭环中，ASR有两种状态：饱和，不饱和状态。ACR只有一种状态：不饱和。1）开始时，系统加Ugn，因n不能立即建立，则Ufn→0，偏差电压很大。ASR进入饱和状态，输出最大值Ugi=Ugimax，相当于转速环开环，只有电流环，系统进行恒电流无静差调节。2）当达到稳定转速时，电动机转速因惯性出现超调，ASR退饱和，转速环起作用，实现转速无静差调节。稳态时，偏差电压、偏差电流为0，n恒定，电动机稳定运行。

二、双闭环直流调速系统目前二十四页\总数二十六页\编于点I电流上升阶段：突加Ugn，n不能突变，偏差电压很大，ASR饱和。给ACR提供一个恒定的给定信号，建立起I。只有电流环起作用，当Ia>IL有n。II恒流升速阶段：当I=Imax,在PI作用下,ACR恒流调节,n线性增加。III转速调节阶段：当Ufn>Ugn,ASR退饱和，双环作用,直到稳定状态.4.动态分析