运动控制系统考前总结_forestry university.doc

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1、第一篇直流拖动控制系统=电力拖动系统绪论概念：1.电机拖动：由电动机拖动生产机械进行运转。2.根据直流电动机转速方程，有三种方法调节电动机的转速以及各自特点：（1）调节电枢供电电压U：调节电枢供电电压进行调速，机械特性曲线平行移动，在一定范围内无级平滑调速；（2）减弱励磁磁通：虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速，机械特性曲线变软，属无级调速。（3）改变电枢回路电阻R：变电阻调速只能实现有级调速，机械特性曲线硬度改变。自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主3.请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点，并说明今后电力传动系统的

2、发展的趋势，最后说明为何要先研究直流拖动控制系统。*直流电机调速系统优点：调速范围广，易于实现平滑调速，起动、制动性能好，过载转矩大，可靠性高，动态性能良好，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。缺点：有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；换向产生火花，使用环境受限；结构复杂，容量、转速、电压受限。*交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉，使用环境广，运行可靠，便于制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。缺点：调速性能比直流电机差。*发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统

3、，达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用同步电机调速系统。*由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。第1章闭环控制的直流调速系统1.1直流调速系统用的可控直流电源1.2晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题1.3直流脉宽调速系统的主要问题1.4反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计1.5反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计1.6比例积分控制规律和无静差调速系统一直流调速系统用的可控直流电源（调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源）直流调速系统用的可控直流电源的种类、特

4、点及适用场合。种类：旋转变流机组（G-M系统）、静止式可控整流器（V-M系统）、直流斩波器或脉宽调制变换器（PWM）。特点及应用：*旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，获得可调的直流电压。应用：在20世纪60年代以后已采用各种静止式的变压或变流装置来替代旋转变流机组。*静止式可控整流器——用静止式的可控整流器获得可调的直流电压。应用：目前主要用于大容量系统。*直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，产生可变的平均电压。应用：中、小容量系统。名词解释1-8：G-M系统V-M系统PWMPFMG-M系统：交流电动机

5、拖动直流发电机G实现变流，由直流发电机给需要调速的直流电动机M供电，调节G的励磁电流即可改变其输出电压，从而调节M的转速。优点：在允许转矩范围内四象限运行。缺点：设备多，体积大，费用高，效率低，安装须打地基，有噪音，维护不方便。应用：在20世纪60年代以后已采用各种静止式的变压或变流装置来替代旋转变流机组。V-M系统：晶闸管工作在相位控制状态，由晶闸管可控整流器V给直流电动机M供电，调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压，从而实现平滑调速。优点：经济性和可靠性提高，技术性能具较大优越性，无需另加功率放大装置。快速性好，动态性能提高。缺点：只允许单向运行；元件对

6、过电压、过电流、过高的du/dt和di/dt十分敏感，若超过允许值会在很短的时间内损坏器件；低速时易产生电力公害：系统功率因数低，谐波电流大，殃及附近的用电设备。（解决见课本4页）应用：目前主要用于大容量系统。PWM：脉冲宽度调制(PWM)，晶闸管工作在开关状态，晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上；晶闸管关断时，直流电源与电动机断开；这样通过改变晶闸管的导通时间（即调占空比ton）就可以调节电机电压，从而进行调速。控制方式：ton和T可调：脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）、混合型。PWM优点：主电路线路简单，需用的功率器件少；开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损

7、耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；器件工作在开关状态，导通损耗小，开关频率适当时，开关损耗小，装置效率高；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。当电机停止时电枢电压并不等于零，而是正负脉宽相等的交变脉冲电压，因而电流也是交变的。但双极式控制在电机停止时仍有高频微振电流，从而消除了正、反向时的静摩擦死区，起着所谓“动力润滑”的作用。应用：中、小容量系