程宪平机电传动与控制(第三版)课件

程宪平《机电传动与控制(第三版)》课件目录绪论电机原理与特性电力电子技术基础控制系统基础机电传动控制系统实例01绪论Chapter

机电传动与控制的发展历程工业革命时期机械传动技术的出现和应用，如蒸汽机、水轮机等。电气时代电动机的发明和应用，使得机械传动和控制技术进入电气时代。现代技术发展随着计算机和微电子技术的快速发展，机电传动与控制技术不断更新换代，智能化、自动化成为发展趋势。01020304通过精确的传动和控制，实现自动化生产，提高生产效率。提高生产效率精确的传动和控制技术可以保证产品质量的稳定性和一致性。保证产品质量优化传动和控制方式，降低能源消耗，实现节能减排。降低能耗通过自动化和智能化的控制，减少人工操作，提高生产安全性。提高安全性机电传动与控制的重要性农业机械、灌溉系统等领域的传动与控制系统。风力发电、水力发电、火力发电等领域的传动与控制系统。自动化生产线、机器人、数控机床等。地铁、高铁、飞机等领域的传动与控制系统。电力行业制造业交通行业农业机电传动与控制的应用领域02电机原理与特性Chapter直流电机是利用磁场和电流的相互作用产生旋转动力的电机。直流电机的特性包括转矩-转速特性和效率-功率特性，其性能可以通过调节输入电压或励磁电流来改变。直流电机原理与特性直流电机特性直流电机原理交流电机是利用磁场和电流的相互作用产生旋转动力的电机，常见的交流电机有异步电机和同步电机。交流电机的特性包括转矩-转速特性和效率-功率特性，其性能受到电源频率、电压和极数等因素的影响。交流电机原理交流电机特性交流电机原理与特性步进电机原理步进电机是一种将脉冲信号转换成旋转运动的电机，其旋转角度和速度可以通过改变输入的脉冲信号来控制。步进电机特性步进电机具有定位精度高、响应速度快、惯性小等特性，广泛应用于数控机床、机器人等领域。步进电机原理与特性伺服电机原理伺服电机是一种将输入的电信号转换成旋转运动的电机，其旋转角度和速度可以通过改变输入的电信号来控制。伺服电机特性伺服电机具有高精度、快速响应、低噪音等特性，广泛应用于自动化设备和控制系统等领域。伺服电机原理与特性03电力电子技术基础Chapter01020304电力电子器件概述电力电子器件是用于转换和控制电能的电子器件，具有高效、节能、小型化等特点。半控型器件如晶体管、可关断晶闸管等，可以通过控制信号控制其导通和关断状态。不可控器件如硅整流管和可控硅整流器，其工作原理是基于PN结的伏安特性进行整流。全控型器件如绝缘栅双极晶体管、功率场效应管等，可以通过控制信号控制其通断状态。电力电子器件的原理与特性单相整流电路单相整流电路由一个或多个整流二极管组成，分为半波整流和全波整流两种。三相整流电路三相整流电路由三个单相整流电路组成，输出电压更加平稳，常用于大功率场合。整流电路的工作原理整流电路的作用是将交流电转换为直流电，其工作原理基于二极管的单向导电性。整流电路的原理与特性03三相逆变电路三相逆变电路由三个单相逆变电路组成，输出电压和频率更加可调，常用于交流电机控制。01逆变电路的工作原理逆变电路的作用是将直流电转换为交流电，其工作原理基于开关管的高速通断。02单相逆变电路单相逆变电路由一个或多个开关管组成，通过高速通断实现交流电输出。逆变电路的原理与特性降压斩波电路降压斩波电路用于降低直流电压，通过控制开关管的通断时间实现电压调节。升压斩波电路升压斩波电路用于提高直流电压，通过改变开关管的通断状态实现电压的升降调节。直流斩波电路的工作原理直流斩波电路的作用是调节直流电压或电流的幅度，其工作原理基于开关管的通断控制。直流斩波电路的原理与特性04控制系统基础Chapter123控制系统是由控制器、受控对象和反馈通路组成的整体。控制系统的定义按照不同的分类标准，如控制方式、控制精度、控制速度等，可以将控制系统分为多种类型。控制系统的分类控制系统由控制器、受控对象和反馈通路三部分组成，其中控制器负责调节受控对象的输出，使其达到预定的目标值。控制系统的基本组成控制系统的基本概念建立控制系统的数学模型需要先确定系统的输入和输出，然后通过实验或理论分析得到系统的传递函数或状态方程。建立数学模型的步骤传递函数是控制系统的一种数学模型，它描述了系统对输入信号的响应特性。传递函数状态方程是描述系统内部状态变量的微分方程，它包含了系统内部所有状态变量的变化规律。状态方程控制系统的数学模型稳定性分析稳定性是控制系统的重要性能指标之一，它决定了系统在受到扰动后能否恢复到原来的平衡状态。稳态误差分析稳态误差是衡量控制系统精度的重要指标，它反映了系统在稳态时对设定值的偏离程度。动态性能分析动态性能反映了系统对输入信号的响应速度和超调量等性能指标，是评价控制系统好坏的重要依据。控制系统的性能分析控制系统的设计方法经典控制理论设计方法经典控制理论主要采用根轨迹法和频率法等设计控制器，以达到系统的稳定性、快速性和准确性要求。现代控制理论设计方法现代控制理论主要采用状态空间法设计控制器，以达到最优控制和自适应控制等高级控制目标。05机电传动控制系统实例Chapter数控机床概述数控机床是一种高精度、高效率的自动化机床，通过数字控制技术实现复杂零件的加工。数控机床的传动系统数控机床的传动系统主要包括主轴、进给和传动装置等部分，通过精确控制实现高精度的加工。数控机床的控制技术数控机床的控制技术主要包括计算机数控系统、伺服驱动系统和检测反馈系统等，实现对机床的精确控制。数控机床的传动控制系统实例工业机器人概述工业机器人是一种自动化、智能化的机械设备，能够代替人工完成危险、繁重、重复的工作。工业机器人的传动系统工业机器人的传动系统主要包括关节、连杆和传动装置等部分，通过精确控制实现机器人的各种动作。工业机器人的控制技术工业机器人的控制技术主要包括运动控制器、伺服驱动系统和传感器等，实现对机器人的精确控制。工业机器人的传动控制系统实例自动化生产线是一种高度自动化的生产流程，通过自动化设备实现生产过程的连续性和高效性。自动化生产线概述自动化生产线的传动系统