一3三相异步电动机直接启动控制(点动和长动)2

数控机床电气控制导学案

科目：数控机床电气控制 编号： 任课老师： 审核： 使用时间： 年 月 日

数控机床电气控制

课题：三相异步电动机直接启动控制线路

使用说明：

通过本课题的学习，让同学们掌握常用低压电器连接控制的三相异步电动机长动直接启动控制线路。 学习目标：

1.掌握三相异步电动机的长动控制直接启动线路。

2.掌握接触器的自锁控制。

重点： 长动控制线路中低压常用电器的连接。 难点：1、长动控制线路的工作原理及作用。

2.接触器的自锁控制。

预习案

1、自己画出点动控制线路图。

2、点动控制的优缺点。

分析上图的工作原理。

当堂检测1、什么是自锁？

2、长动控制线路中有几种保护？

自动控制系统位置随动系统课程设计

摘要 随动系统是指系统的输出以一定的精度和速度跟踪输入的自动控制系统，并且输入量是随机的，不可预知的，主要解决有一定精度的位置跟随问题，如数控机床的刀具给进和工作台的定位控制，工业机器人的工作动作，导弹制导、火炮瞄准等。在现代计算机集成制造系统（CIMC）、柔性制造系统（FMS）等领域，位置随动系统得到越来越广泛的应用。 位置随动系统要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性和准确性为位置随动系统的主要特征。 本次课程设计研究的是位置随动系统的超前校正，并对其进行分析。 关键词：随动系统超前校正相角裕度

目录 1 位置随动系统原理 (1) 1.1 位置随动系统原理图 (1) 1.2 各部分传递函数 (1) 1.3 位置随动系统结构框图 (4) 1.4 位置随动系统的信号流图 (4) 1.5 相关函数的计算 (4) 1.6 对系统进行MATLAB仿真 (5) 2 系统超前校正 (6) 2.1 校正网络设计 (6) 2.2 对校正后的系统进行Matlab仿真 (8) 3 对校正前后装置进行比较 (9) 3.1 频域分析 (9) 3.2 时域分析 (9) 4 总结及体会 (10) 参考文献 (12)

位置随动系统的超前校正 1 位置随动系统原理 1.1 位置随动系统原理图 图1-1 位置随动系统原理图 系统工作原理： 位置随动系统通常由测量元件、放大元件、伺服电动机、测速发电机、齿轮系及绳轮等组成，采用负反馈控制原理工作，其原理图如图1-1所示。 在图1-1中测量元件为由电位器Rr 和Rc 组成的桥式测量电路。负载固定在电位器Rc 的滑臂上，因此电位器Rc 的输出电压Uc 和输出位移成正比。当输入位移变化时，在电桥的两端得到偏差电压ΔU=Ur-Uc ，经放大器放大后驱动伺服电机，并通过齿轮系带动负载移动，使偏差减小。当偏差ΔU=0时，电动机停止转动，负载停止移动。此时δ=δL ,表明输出位移与输入位移相对应。测速发电机反馈与电动机速度成正比，用以增加阻尼，改善系统性能。 1.2 各部分传递函数 (1)自整角机： 作为常用的位置检测装置，将角位移或者直线位移转换成模拟电压信号的幅值或相位。自整角机作为角位移传感器，在位置随动系统中是成对使用的。与指令轴相连的是发送机，与系统输出轴相连的是接收机。 12()(()())()u t K t t K t εεθθθ=-=? (1-1) 零初始条件下，对上式求拉普拉斯变换，可求得电位器的传递函数为

自动控制原理总经典总结

《自动控制原理》总复习

第一章自动控制的基本概念 一、学习要点 1.自动控制基本术语：自动控制、系统、自动控制系统、被控量、输入量、干扰量、受控对 象、控制器、反馈、负反馈控制原理等。 2.控制系统的基本方式： ①开环控制系统；②闭环控制系统；③复合控制系统。 3.自动控制系统的组成：由受控对象和控制器组成。 4.自动控制系统的类型：从不同的角度可以有不同的分法，常有： 恒值系统与随动系统；线性系统与非线性系统；连续系统与离散系统；定常系统与时变系统等。 5.对自动控制系统的基本要求：稳、快、准。 6.典型输入信号：脉冲、阶跃、斜坡、抛物线、正弦。 二、基本要求 1.对反馈控制系统的基本控制和方法有一个全面的、整体的了解。 2.掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成、分类，理解对自动控制 系统稳、准、快三方面的基本要求。 3.了解控制系统的典型输入信号。 4.掌握由系统工作原理图画方框图的方法。 三、容结构图

四、知识结构图 第二章 控制系统的数学模型 一、学习要点 1．数学模型的数学表达式形式

（1）物理系统的微分方程描述；（2）数学工具—拉氏变换及反变换； （3）传递函数及典型环节的传递函数；（4）脉冲响应函数及应用。 2．数学模型的图形表示 （1）结构图及其等效变换，梅逊公式的应用；（2）信号流图及梅逊公式的应用。 二、基本要求 1、正确理解数学模型的特点，对系统的相似性、简化性、动态模型、静态模型、输入变 量、输出变量、中间变量等概念，要准确掌握。 2、了解动态微分方程建立的一般方法及小偏差线性化的方法。 3、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法，并对解的结构、运动模态与特征根的关系、零输入 响应、零状态响应等概念有清楚的理解。 4、正确理解传递函数的定义、性质和意义。熟练掌握由传递函数派生出来的系统开环传递 函数、闭环传递函数、误差传递函数、典型环节传递函数等概念。（＃） 5、掌握系统结构图和信号流图两种数学模型的定义和绘制方法，熟练掌握控制系统的结构 图及结构图的简化，并能用梅逊公式求系统传递函数。（＃＃） 6、传递函数的求取方法： 1）直接法：由微分方程直接得到。 2）复阻抗法：只适用于电网络。 3）结构图及其等效变换，用梅逊公式。 4）信号流图用梅逊公式。

位置随动控制系统设计与实现

位置随动控制系统设计与实现 王桂霞,　李　媛 (中国船舶重工集团公司第704研究所,上海　200031) 摘　要:计算机控制系统是保证位置随动系统功能和性能的重要部分,文中结合船用仿真 转台阐述了多机集散控制结构形式的位置随动转台的计算机控制系统方案,并以某位置随动转台为背景,对系统工程实现中的接口电路设计、电机、伺服放大器以及采样频率选取、程序设计等一系列问题进行了讨论,设计结果在位置随动试验样机中应用取得了良好效果. 关键词:位置随动;控制系统;采样频率;设计 中图分类号:T M571,TP273 文献标识码:A 文章编号:100528354(2007)1220029204 Desi gn and reali zati on of control syste m of rando m positi on WANG Gui 2Xia,L I Yuan (No .704Research I nstitute,CSI C,Shanghai 20031,China ) Abstract :The co m puter control syste m is an i m portant part of guaranteeing perfor m ance of control syste m of rando m position .Co m bining the m arine si m ulation turntable,this paper set forth the co m puter control syste m sche m e on the rando m position turntable w ith m ulti 2co m puter distributes control structure .Then taking a certain turntable of rando m position as background,it respectively discussed such key proble m s of syste m engineering re 2alization as the interface circuit design,choice of m otor ,servo am plifier and sam ple frequency and the program design .The design sche m e is applied in a rando m position proto type and gets a good result . Key words :rando m position;control syste m;sam ple frequency;design 收稿日期:2007211219 作者简介:王桂霞(19772),女,工程师,主要从事自动控制的工作位置随动控制系统设计与实现 0　引言 位置随动转台系统由机械台体和计算机控制系统两个重要部分组成,前者是实现仿真功能的基础,而后者是保证转台系统功能和性能的核心部分.转台既要满足一定的动态、静态指标要求,也要为试验提供方便的操作界面和数据采集、处理手段,计算机控制系统不仅要具有实时控制功能,而且应具备监控管理功能,因此,计算机控制系统设计就成为仿真转台设计和工程实现的重要内容. 当前在各种控制系统中计算机已得到非常广泛的应用,根据不同的情况,控制系统的结构形式各不相同,一般分为操作指示系统、直接数字控制系统(DDC )和集散控制系统(DCS )等类型,在下文中将讨论集散控制结构形式的计算机控制系统的设计问题,其中主 要包括结构设计、系统工程实现中的接口线路设计、采样频率选择、程序设计等内容,并给出设计结果. 1　结构设计 本仿真转台采用多机集散控制形式,即采用上下位机的两级式结构.图1 为集散控制系统应用于本转 图1　原理框图

三相异步电动机点动和自锁控制线路实验

《电力拖动与控制》 三相异步电动机点动和自锁控制线路实验 一、实验目的 1、通过对三相异步电动机点动和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成 安装接线图的知识。 2、实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点以及在机床控制中的应用。 二、选用组件 1、实验设备 序号型号名称数量 1 LGDJ35 三相鼠笼异步电动机（△/220V） 1 件 2 LGDJ1 3 继点接触控制挂箱（一） 1 件 3 LGDJ13-1 继点接触控制挂箱（一） 1 件 2、屏上挂件排列顺序 LGDJ13、LGDJ13-1 三、实验方法 实验前要检查控制屏左侧端上的调压器旋钮须在零位，下面的“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关须在“关”断位置。开启“电源总开关”，按下启动按纽，旋转调压器旋钮将三相交流电源输出端U、V、W的线电压调到220伏，再按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。以后在实验接线之前都应如此。 1、三相异步电动机点动控制线路 图1-1 点动控制线路

按图1-1接线。图中SB1、KM1选用LGDJ13上元器件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4选用LGDJ13 上元器件，电机选用GDJ35（△/220V）。接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电 源的输出端U、V、W开始，经三刀开关Q1，熔断器FU1、FU2、FU3，接触器KM1主触点到 电动机M的接线端A、B、C的电路，用导线按顺序串联起来，有三路。主电路检查无误后， 再接控制电路，从熔断器FU4插孔V开始，经按钮SB1常开接触器KM1到插孔W。线接好经 指导老师检查无误后，按下列步骤进行实验： （1）按下控制屏上“开”按钮。 （2）先合Q1，接通三相交流220V电源。 （3）按下启动按钮SB1，对电动机M进行操作，比较按下SB1和松开SB1时电动机M的运 转情况。 2、三相异步电动机自锁控制线路 图1-2 自锁控制线路 按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。按图1-2接线。图中SB1、SB2、KM1、FR1选用LGDJ13挂件, Q1、FU1、FU2、FU3、FU4选用LGDJ13-1上挂件，电机选用GDJ35（△/220V）。检查无误后，启动电源进行实验： （1）合上开关Q1，接通三相交流220V电源。 （2）按下启动按钮SB2，松手后观察电动机M的运转情况。 （3）按下停止按钮SB1，松手后观察电动机M的运转情况。 3、三相异步电动机既可点动又可自锁控制线路 按下控制屏上的“关”按钮切断三相交流电源后。按图1-3接线。图中SB1、SB2、KM1、FR1 选用LGDJ13挂件,Q1、FU1、FU2、FU3、FU4选用LGDJ13-1上挂件，电机选用GDJ35（△/220V）。

伺服控制系统(设计)

第一章伺服系统概述 伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统。在伺服系统中，输出量能够自动、快速、准确地跟随输入量的变化，因此又称之为随动系统或自动跟踪系统。机械参数主要包括位移、角度、力、转矩、速度和加速度。 近年来，随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、现代控制技术、材料技术的快速发展以及电机制造工艺水平的逐步提高，伺服技术已迎来了新的发展机遇，伺服系统由传统的步进伺服、直流伺服发展到以永磁同步电机、感应电机为伺服电机的新一代交流伺服系统。 目前，伺服控制系统不仅在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用，而且在许多高科技领域，如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路制造、办公自动化设备、卫星姿态控制、雷达和各种军用武器随动系统、柔性制造系统以及自动化生产线等领域中的应用也迅速发展。 1.1伺服系统的基本概念 1.1.1伺服系统的定义 “伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作，即控制信号到来之前，被控对象时静止不动的；接收到控制信号后，被控对象则按要求动作；控制信号消失之后，被控对象应自行停止。 伺服系统的主要任务是按照控制命令要求，对信号进行变换、调控和功率放大等处理，使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵活方便的控制。

1.1.2伺服系统的组成 伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。它由检测部分、误差放大部分、部分及被控对象组成。 1.1.3伺服系统性能的基本要求 1）精度高。伺服系统的精度是指输出量能复现出输入量的精确程度。 2）稳定性好。稳定是指系统在给定输入或外界干扰的作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。 3）快速响应。响应速度是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。 4）调速范围宽。调速范围是指生产机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。 5）低速大转矩。在伺服控制系统中，通常要求在低速时为恒转矩控制，电机能够提供较大的输出转矩；在高速时为恒功率控制，具有足够大的输出功率。 6）能够频繁的启动、制动以及正反转切换。 1.1.4 伺服系统的种类 伺服系统按照伺服驱动机的不同可分为电气式、液压式和气动式三种；按照功能的不同可分为计量伺服和功率伺服系统，模拟伺服和功率伺服系统，位置

位置随动系统超前校正设计讲解

课程设计任务书 学生姓名: 专业班级：_____________________ 指导教师：____________ 工作单位：________________ 题目：位置随动系统的超前校正 初始条件: & = 0.12 V.s， 2 Ra=8O, La=15mH J=0.0055kg.m , C e=Cm=0.38N.m/A,f=0.22N.m.s,减速比i=0.4 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、求出系统各部分传递函数，画出系统结构图、信号流图，并求出闭环传递函数； 2、求出开环系统的截至频率、相角裕度和幅值裕度，并设计超前校正装置，使得系统的相角裕 度增加10度。 3、用Matlab对校正前后的系统进行仿真分析，比较其时域相应曲线有何区别，并说明原因。 时间安排: 任务时间（天） 审题、查阅相关资料 1 分析、计算 1.5

指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 位置随动系统的超前校正 1位置随动系统原理分析 1.1系统原理分析 工作原理：输入一定的角度弓，如果输出角度礼等于输入角度齐，则电动机不转动，系统处于平衡状态；如果兀不等于4，则电动机拖动工作机械朝所要求的方向快速偏转，直到电动机停止转动，此时系统处于与指令同步的平衡工作状态，即完成跟随。 电枢控制直流电动机的工作实质：是将输入的电能转换为机械能，也就是有输入的电枢电压u a t在电枢回路中产生电枢电流i a t，再由电流i a t与励磁磁通相互作用产生电磁转矩M m t，从而拖动负载运动。 工作过程：该系统输入量为角度信号，输出信号也为角度信号。系统的输入角度信号片与反馈来的输出角度信号入通过桥式电位器形成电压信号u；,电压信号u ；与测速电机的端电压ut相减形成误差信号u，误差信号u再经过放大器驱动伺服电机转到，经过减速器拖动负载转动。 1.2系统框图 由题目可得系统框图如图1.1所示：

自动控制原理 典型系统分析

222010322072023 付珣利自动化01班位置随动系统： 控制系统原理图 （作业一） 1.1系统方块图 1.2控制方案 若电网电压受到波动，ui↑则δu↑u↑n↑uo↑ 所以δu↓u↓n↓从而使n达到稳定。 （作业二） 2.1由原理可知：

Θe （s ）=Θi （s ）—Θ0（s ） US （s ）=K0Θe （s ） Us （s ）=Raia(s)+LaSia+Eb （s ） M(s)=C m ia(s) JS 2θ0(S)+fs θ (S)= M(s)-Mc (s) Eb(s)=Kb θ0(S) 2.2系统传递函数 ) ()(0s s i θθ= () ) )((1))((1)(1))((3 2103 210f JS R S L S K C f JS R S L S C K K K K f JS R S L S K C f JS R S L S C K K K K a a b m a a m a a b m a a m +++ ++++++ ++= m b m a a m C K K K K K C f JS R S L S C K K K K 32103210))((++++ 2.3动态结构图 设定参数：f=20N,J=20K ·m 2,a R =20 Ω,La=1H,Ko=40,k1k2k3=100,Cm=1,Kb=0 （因为暂取Kb=0，测速反馈通道相当于没加进）

图.动态结构图 则开环传递函数为：G(s)= ) 105.0)(1(10 ++s s s 闭环传递函数：Ψ（s ）=10 )105.0)(1(10 +++s s s 2.4信号流图 （作业三）系统性能 3.1系统响应及动态性能指标 单位阶跃响应曲线： 由阶跃响应曲线可得知：系统是稳定的，但震荡次数较多。由闭环主导极点

位置随动系统课程设计

第一章位置随动系统的概述 1.1 位置随动系统的概念 位置随动系统也称伺服系统，是输出量对于给定输入量的跟踪系统，它实现的是执行机构对于位置指令的准确跟踪。位置随动系统的被控量(输出量)是负载机械空间位置的线位移和角位移，当位置给定量(输入量)作任意变化时，该系统的主要任务是使输出量快速而准确地复现给定量的变化，所以位置随动系统必定是一个反馈控制系统。 位置随动系统是应用非常广泛的一类工程控制系统。它属于自动控制系统中的一类反馈闭环控制系统。随着科学技术的发展，在实际中位置随动系统的应用领域非常广泛。例如，数控机床的定位控制和加工轨迹控制，船舵的自动操纵，火炮方位的自动跟踪，宇航设备的自动驾驶，机器人的动作控制等等。随着机电一体化技术的发展，位置随动系统已成为现代工业、国防和高科技领域中不可缺少的设备，是电力拖动自动控制系统的一个重要分支。 1.2 位置随动系统的特点及品质指标 位置随动系统与拖动控制系统相比都是闭环反馈控制系统，即通过对输出量和给定量的比较，组成闭环控制，这两个系统的控制原理是相同的。对于拖动调速系统而言，给定量是恒值，要求系统维持输出量恒定，所以抗扰动性能成为主要技术指标。对于随动系统而言，给定量即位置指令是经常变化的，是一个随机变量，要求输出量准确跟随给定量的变化，因而跟随性能指标即系统输出响应的快速性、灵敏性与准确性成为它的主要性能指标。位置随动系统需要实现位置反馈，所以系统结构上必定要有位置环。位置环是随动系统重要的组成部分，位置随动系统的基本特征体现在位置环上。根据给定信号与位置检测反馈信号综合比较的不同原理，位置随动系统分为模拟与数字式两类。总结后可得位置随动系统的主要特征如下： 1．位置随动系统的主要功能是使输出位移快速而准确地复现给定位移。 2．必须具备一定精度的位置传感器，能准确地给出反映位移误差的电信号。 3．电压和功率放大器以及拖动系统都必须是可逆的。 4．控制系统应能满足稳态精度和动态快速响应的要求，其中快速响应中，更强调快速跟随性能。 1.3 位置随动系统的基本组成

位置随动系统设计与仿真

中文摘要：随动系统，通常也被称为伺服系统，是一种反馈控制系统。它是用来控制被控对象的某种状态，使被控对象的输出能自动、连续、精确地复现输入信号变化规律的一种控制系统,随动系统的控制对象通常为角度或机械位置，该系统最初用于船舶的操舵系统、火炮控制以及指挥仪中，后来慢慢推广到众多领域，尤其多见于自动车床、天线位置的控制还有导弹和飞船的制导等。如今随动系统的应用几乎扩展到了民用、工业、军事等各个领域，随着家用电器的普及和全自动化，它在生活中的应用也越来越广泛。而位置随动系统的被控量是位置，一般用线位移或角位移表示。当位置给定量作某种变化时，该系统的主要任务就是使输出位移快速而准确地复现给定量位移。

第一章绪论 1.1课题研究背景 1.1.1随动系统现状及历史 随动系统，通常也被称为伺服系统，是一种反馈控制系统。它是用来控制被控对象的某种状态，使被控对象的输出能自动、连续、精确地复现输入信号变化规律的一种控制系统，其衡量指标主要有超调量、稳态误差、峰值时间等时域指标以及相角域度、幅值域度、频带宽度等频域指标，其输入是一种变化规律未知的时间函数。随动系统中的驱动电机应该具有响应速度快、定位准确、转动惯量大等特点，这类专用的电机称为伺服电机。早在二十世纪三十年代，伺服机构这个词便进入人们的视线了。到二十世纪中期，在自动控制理论的发展下随动系统也得到了极大的发展，其应用领域进一步扩大。近几十年，伺服技术更是取得飞跃发展，其应用也迅速扩展到民用、工业和军事领域中。在冶金行业，它用于多种冶金炉的电极位置控制，机器的运行控制等；在运输行业中，水路陆路空中三方的运输工作也都用到了伺服系统，比如，飞机的驾驶，电力机车的调速，船舶的操舵等，一定程度上都实现了“自动化”控制；如今，军事领域也充分运用到了伺服系统，比如雷达天线的自动瞄准的跟踪控制，导弹和鱼雷的自动控制等等。另外，随着空调、洗衣机等各类家用电器在家庭中的普及，伺服系统的应用也走入到了我们的日常生活中。 1.1.2随动系统的应用 随动系统的控制对象通常为角度或机械位置，该系统最初用于船舶的操舵系统、火炮控制以及指挥仪中，后来慢慢推广到众多领域，尤其多见于自动车床、天线位置的控制还有导弹和飞船的制导等。如今随动系统的应用几乎扩展到了民用、工业、军事等各个领域，随着家用电器的普及和全自动化，它在生活中的应用也越来越广泛。 人们应用随动控制系统主要是为了达到下面几个目的： ⒈用较小的功率指令信号来控制很大功率的负载，比如火炮控制、船舵控制等。 2.在没有机械连接的情况下，利用输入轴控制远处的输出轴，从而实现远距离的同步传动控制。

经典随动控制系统.

经典控制系统 ——随动控制系统设计 1，概述 控制技术的发展使随动系统广泛地应用于军事工业和民用工业，随动系统是一种带反馈控制的动态系统。在这种系统中输出量一般是机械量，例如：位移，速度或者加速度等等。反馈装置将输出量变换成与输入量相同的信号，然后进行比较得出偏差。系统是按照偏差的性质进行控制的，控制的结果是减少或消除偏差，使系统的输出量准确地跟踪或复现输入量的变化。系统中的给定量和被控制量一样都是位移（或代表位移的电量），可以是角位移，也可以是直线位移。根据位置给定信号和位置反馈反馈信号以及两个信号的综合比较来分类，可分成模拟式随动系统和数字式随动系统。 由于随动系统的输出量是一种机械量，故其输出常常以机械轴的运动形式表示出来。该机械轴称为输出轴。通常输出轴带动较大的机械负荷而运动，在随动系统中，如果被控量是机械位置或其导数时，这类系统称之为伺服系统。 位置随动系统的应用例子如: (1)机械加工过程中机床的定位控制和加工轨迹控制是位置随动系统的典型实例 (2)冶金工业中轧刚机压下装置以及其它辅助设备的控制在轧制钢材的过程中，必须使上、下轧辊之间的距离能按工艺要求自动调整；焊接有缝钢管或钢板；要求焊机头能准确地对正焊缝的控制。 (3)仪表工业中各种记录仪的笔架控制，如温度记录仪、计算机外部设备中的x-y记录仪，各种绘图机以及计算机磁盘驱动器的磁头定位控制。 (4)制造大规模集成电路所需要的制图机、分布重复照相机和光刻机，机器人或机械手的动作控制等。 (5)火炮群跟踪雷达天线或电子望远镜瞄准目标的控制:舰船上的自动探舱装置使位于船体尾部的舱叶的偏角模仿复制位于驾驶室的操作手轮的偏转角,以便按照航向要求来操纵船舶的航向:陀螺仪惯性导航系统,各类飞行器的姿态控制等,也都是位置随动系统的具体应用。 2结构原理 位置随动系统是一种位置反馈控制系统,因此,一定具有位置指令和位置反馈的检测装置，通过位置指令装置将希望的位移转换成具有一定精度的电量，利用位置反馈装置随时检测得到的偏差信号放大以后，控制执行电机向消除偏差的方向旋转，直到达到一定的精度为止。这样被控制机械的实际位置就能跟随指令变化，构成一个位置随动系统。 原理框图可描述如图1所示。 因为控制存在惯性，当输入X(t)变化时，输出Y(t)难以立即复现，此时Y(t)≠X(t)，即：e(t)= Y(t)-X(t)≠0，——测量元件将偏差e(t)转换成电压输出——经小信号放大器放大，功率放大器——执行电机转动——减速器——使被控对象朝着消极误差的方向转动，只要X(t)≠Y(t)，就有e(t)≠0，执行电机就会转动，一直到偏差e(t)=0，执行电机停止转动，此时系统实现了输出Y(t)对输入量X(t)的复现。当X(t)随时间变化时，Y(t)就跟着X(t)作同样变化，这种现象就称为随动。 图1 位置随动控制系统原理框图 随着机电产品及电子元件的不断发展与完善，图1中各个环节均可采用多种不同的元器件来实现。组成系统的元部件按职能分类主要有以下几种。 测量元件：是用来检测被控制的物理量，如果这个物理量是非电量，一般要转换为电量，如电位器、旋转变压器或自整角机用于检测角度转换成电压；测速发电机用于检测电动机的速度转换为电压。而光电编码器作为位置与角度的检测元件应用在计算机位置控制系统及计算机速度控制系统中。 放大元件：其职能是将偏差信号进行放大，用来推动执行电机去控制被控对象。可用 晶体管、晶闸管、集成电路等组成的电压放大级和功率放大级将偏差信号放大。 执行元件：其职能是直接推动被控对象，使其被控量发生变化。用来作为执行元件的有电动机等。 减速器：其职能是实现执行元件与负载之间的匹配由于执行元件常为高转速、小转矩的电动机，而负载通常均为低转速、大转矩，所以在执行元件到负载之间需要引入减速器以达到两者之间的匹配，减速器通常为一齿轮组。 典型的随动系统框图如图2所示

Y3系列三相异步电机--产品资料

Y3系列三相异步电动机 一、产品简介 Y3系列三相异步电动机（以下简称Y3电机）是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 该系列电机的基本防护等级为IP55，绝缘等级为F级，电机温升按B级考核；等级和安装尺寸符合IEC标准。 该系列电机采用冷轧硅钢片作为导磁材料，符合国家产业政策，是Y 、Y2系列电动机的升级换代产品。同时，满足了GB18613-2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》的能效限定值的要求。 该系列电机主要适用于不含易燃、易爆或腐蚀气体的一般场所和无特殊要求的机械上。 二、产品特点 Y3电机具有设计新颖、结构紧凑，造型美观、效率和转矩高、起动性能好、节能、噪声低、振动小、运行安全可靠、使用维护方便等特点；但功率因数较低，调速也较困难。 大容量低转速的动力机常用同步电动机，同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率，工作较稳定。 在要求宽范围调速的场合多用直流电动机，但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。 三、用途 Y3电机广泛应用于机床、风机、水泵、压缩机和交通运输、农业、食品加工等各类机械电力传动。 四、使用条件 在下列使用条件下，Y3电机应能正常运行： 1、海拔不超过1000m； 2、环境空气最高温度随季节而变化，但不超过400C； 3、环境空气最低温度为-150C； 4、最湿月月平均最高相对湿度为90%，同时该月月平均最低温度不高于25℃； 五、工作原理 当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。 三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。 与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。 按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

位置随动系统

1位置随动系统的结构与工作原理 位置随动系统的结构组成 位置随动系统的原理图如图1-1。该系统的作用是使负载J(工作机械)的角位移随给定角度的变化而变化，即要求被控量复现控制量。系统的控制任务是使工作机械随指令机构同步转动即实现：Q(c)=Q(r) 图1-1 位置随动系统原理图Z1—电动机，Z2—减速器，J—工作机械 系统系统主要由以下部件组成：系统中手柄是给定元件，手柄角位移Qr是给定值（参考输入量），工作机械是被控对象，工作机械的角位移Qc是被控量（系统输出量），电桥电路是测量和比较元件，它测量出系统输入量和系统输出量的跟踪偏差（Qr –Qc）并转换为电压信号Us，该信号经可控硅装置放大后驱动电动机，而电动机和减速器组成执行机构。 系统的工作原理 控制系统的任务是控制工作机械的角位移Qc跟踪输入手柄的角位移Qr。如图1-1，当工作机械的转角Qc与手柄的转角Qr一致时，两个环形电位器组成的桥式电路处于平衡状态。其输出电压Us=0，电动机不动，系统处于平衡状态。当手柄转角Qr发生变化时，若工作机械仍处于原来的位置不变，则电桥输出电压Us不等于0，此电压信号经放大后驱动电动机转动，并经减速器带动工作机械使角位移Qc向Qr变化的方向转动，并逐渐使Qr 和Qc的偏差减小。当Qc=Qr时，电桥的输出电压为0，电机停转，系统达到新的平衡状态。当Qr任意变化时，控制系统均能保证Qc跟随Qr任意变化，从而实现角位移的跟踪目的。 该系统的特点：1、无论是由干扰造成的，还是由结构参数的变化引起的，只要被控

量出现偏差，系统则自动纠偏。精度高。 2 、结构简单，稳定性较高，实现较容易。 2系统的分析与设计 位置随动系统方块图 根据系统的结构组成和工作原理可以画出系统的原理方块图，如图2-1。可以看出，系统是一个具有负反馈的闭环控制系统。 图2-1位置随动控制系统方块图 系统数学模型的建立 该系统各部分微分方程经拉氏变换后的关系式如(2-1)： (2-1)(a) (2-1)(b) (2-1)(c) (2-1)(d) (2-1)(e) (2-1)(f) (2-1)(g) (2-1)(h) 根据各个环节结构图及其传函写出整个系统的结构图，如图2-2所示。 θr(s) θe(s) U(s) U a (s) I a (s) M d (s) θm θc θc(s) _ E b (s) _ 给定电位 放大器 电动机 减速器 负载 反馈电位 — R C K s K a 1/(L a S +R a ) K m 1/(Js 2 +Bs 1/K e s

位置随动系统设计

基于PLC的三相异步电动机能耗制动系统设计 DESIGN OF ENERGY CONSUMPTION BRAKING SYSTEN FOR THREE PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR BASED ON PLC 学生姓名王华伟 学院名称信电工程学院 学号20120501155 班级12电气 1 专业名称电气工程及其自动化 指导教师曹言敬 2015年7月10日

摘要 位置随动系统是应用非常广泛的一类工程控制系统，在数控机床的定位控制和加工轨迹控制，船舵的自动操纵，火炮方位的自动追踪等等方面应用广泛。本设计是基于8051单片机为主控制器，选用积分分离PID算法来调节参数，使用伺服电机为广义被控对象的位置随动系统。整个系统设计采用方案比较的方法确定为位置环、电流环、速度环三环结构，查找参考文献确定各调节器的参数，并在MATLAB环境下对所设计的系统进行了仿真。 关键词8051单片机；积分分离PID；三环结构；MATLAB

目录 1 绪论 (1) 1.1 位置随动系统 .................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1.1 位置随动系统的概念................................................................. 错误！未定义书签。 1.1.2 位置随动系统的特点及品质指标 (2) 1.1.3 位置随动系统的结构组成......................................................... 错误！未定义书签。 1.1.4 位置随动系统的控制要求 (2) 1.2课程设计 (2) 1.2.1 课程设计的要求 (2) 1.2.2 课程设计的目的 (2) 1.2.3 课程设计指导 (3) 2 位置控制系统总体设计方案 (4) 2.1 随动系统控制方案的选择 (4) 2.1.1 方案一 (4) 2.1.2 方案二 (4) 2.1.3 两个方案比较 (5) 2.2 位移检测装置的选择 (6) 2.3 PID算法的选择 (7) 3 控制系统的硬件设计 (9) 3.1 电流检测电路 (9) 3.2 速度检测电路 (9) 3.3 位置检测电路 (9) 3.4 MCS-51系列单片机内部结构和引脚说明 (10) 3.5 系统时钟电路设计 (12) 3.6 复位电路 (13) 3.7 电机驱动电路的芯片 (15) 4 SIMULINK仿真 (18) 结论 (20) 致谢 (21) 参考文献 (22) 附录 (23)

总结报告角度随动控制系统

课 程 设 计 报 告 项目名称：角度随动系统姓名：鞠青云 专业：信息工程 学号：1028401106

本次设计的是角度随动系统，主要运用到了模拟电路的相关知识来设计系统的硬件，实现角度自动控制。通过控制前端转动角度的大小来控制系统末端的角度。主要由电位器、电阻、齿轮、运放、功放、电机等部件组成，使之可以通过一个电位器的转动以达到控制末端角度跟随变化。 关键词：角度控制、电机、角度随动 Abstract The design Angle servo，using the related knowledge of analog circuit to confirm the hardware，can realize the automatic angle control. The angle at the end of the system can follow the change of the angle at the beginning of the system.The automatic control system mainly consists of potentiometers,resistances,gears ,operational amplifier , power amplifier, a motor and etc. Keywords:Angle control,Motor,Angle tracking

摘要 一、引言 1.1角度随动系统的应用背景 1.2角度随动系统实现功能 二、系统方案论证 2.1总体方案思路 2.2方案比较论证 三、角度随动系统 3.1系统框图 3.2角度随动系统的结构组成3.3角度随动系统的工作原理 3.4系统数学模型的建立 四、系统电路原理图 4.1综合电路 4.2电路模块分析 五、系统实物及性能测试 5.1器件的选择 5.2实物图 5.3性能测试及校正 六、结束语 七、参考文献

三相异步电动机简介

产 品 样 本 高效三相异步电动机

公司概况 西门子电机（中国）有限公司是西门子在中国的独资企业，位于江苏省扬州市，占地面积为 12.5 万平方米。公司主要致力于研发和生产中小型低压三相异步电动机，目前生产符合 IEC 标准的西门子品牌三相异步电动机、以及 按中国标准设计的贝得品牌系列三相异步电动机。 西门子电机（中国）有限公司 作为西门子在全球中小型低压电机产品的重要生产基地之一，公司坚持秉承西门子 100 多年的电动机设计和生产经验和先进技术，拥有先进的生产设备和生产工艺，采用西门子特色的现代化管理模式，严格按照国际标准 ISO9001:2008 实施全面质量管理，竭诚为广大客户提供优质的产品和服务！ 西门子电机（中国）有限公司 2

质量方针 1、让顾客满意 ? 顾客满意是公司发展的基础。 ? 向顾客提供一流的产品、服务和最高回报。2、创造员工价值 ? 员工是公司的重要财富和维持公司发展的生力军。? 每个员工的工作直接影响我们的产品和服务质量。? 我们将通过培训来提高员工的劳动技能和工作方法。发挥他们的创造性和主观能动性。 3、持续改进 ? 持续改进是我们永恒的主题。不断地改进流程、不断增强我们的竞争力。4、安全与环境保护 ? 公司的安全和环境的保护是一个有关社会公德的问题，它直接影响到我们在公众心目中的形象。 西门子电机（中国）有限公司 3

概述 (5) 安装结构型式 (5) 订货号 (6) 选型技术数据表 (8) 选件 (12) 外形尺寸 (14) 目 录 4 西门子电机（中国）有限公司

西门子电机（中国）有限公司 概 述 额定功率：0.55 ~ 315 kW 机座号：80 ~ 355 电压与频率：支持多种电压与频率冷却方式：IC411 注油装置：机座号 180~355 的电机标配 1TL0001 系列电动机是全新设计的高效低压三相异步电动机，机壳为铸铁，适用于连续工作制（S1）工作运行。1TL0001 系列电动机具有效率高、结构新颖、造型美观、噪音低、振动小、绝缘等级高等特点，可用于风机、泵、压缩机、纺织机械等多种工业应用领域。 通过采用 1TL0001 系列电动机，客户可以节能达 10 %，这有利于提升客户的行业地位，增强其产品的竞争力！ 安装结构型式 铭牌样例 2) 当户外安装时，推荐对电动机轴采取防护措施，避免水直接喷射到电动机轴上。 3) FS － 机座号 5 防护等级：IP54绝缘等级：F 环境温度：-15 ~ 40 oC 海拔高度：不超过 1000 m

位置随动系统的分析与设计自动控制原理课程设计627036讲课教案

《自动控制原理》课程设计（简明）任务书 引言：《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，更不同于课堂教学。它主要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识，掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法，对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。 一、设计题目：位置随动系统的分析与设计 二、系统说明： 该系统结构如下图所示 BST BSR 相敏 电流 功率放大 SM 负载 TG 减速器 θ1 θ2 K ε ua u n 其中：放大器增益为Ka=15，电桥增益6K ε=,测速电机增益2t k =，Ra=7Ω,La=10mH,J=0.005kg.m/s 2,J L =0.03kg.m/s 2,f L =0.08,C e =1,Cm=3,f=0.1,K b ＝0.2,i=0.02 三、系统参量： 系统输入信号：）（t 1θ 系统输出信号：） （t 2θ 四、设计指标： 设定：输入为r(t)=a+bt （其中：a=10， b=5） 在保证静态指标（ess ≤0.3）的前提下，

要求动态期望指标：σ p ﹪≤15﹪；t s ≤5sec； 五、基本要求： 1.建立系统数学模型——传递函数； 2.利用根轨迹方法分析系统： （1）作原系统的根轨迹草图； （2）分析原系统的性能，当原系统的性能不满足设计要求时，则进行系统校正。 3.利用根轨迹方法综合系统： （1）画出串联校正结构图，分析并选择串联校正的类型（微分、积分和微分-积分校正）； （2）确定校正装置传递函数的参数； （3）画出校正后的系统的根轨迹图，并校验系统性能；若不满足，则重新确定校正装置的参数。 4.完成系统综合前后的有源物理模拟电路； 六、课程设计报告： 1、课程设计计算说明书一份； 2、原系统组成结构原理图一张（自绘）； 3、系统分析，综合用根轨迹图一张； 4、系统综合前后的模拟图各一张； 5、总结（包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程设计的认识等内容）； 6、提供参考资料及文献； 7、排版格式完整、报告语句通顺、封面装帧成册

基于MATLAB的随动系统

摘要 摘要 随动控制系统是自动化控制系统的一个重要分支，本文基于MATLAB软件对该控制系统进行仿真研究。 本文通过介绍随动系统原理图，构建系统结构图，并对系统结构中各个环节进行分析研究简化传递函数，然后根据随动控制系统结构图建立随动控制系统的数学模型，并利用 MATLAB中的控制系统工具箱和SIMULINK组件对系统进行仿真，获得了反映系统性能的曲线，对仿真结果进行了比较分析。结果表明，应用MATLAB进行系统仿真具有方便、高效及可靠性高等优点。 关键词：MATLAB；随动控制系统；稳定性；建模；Simulation Ⅰ

江北师范大学职技学院学士学位论文 Abstract The servo-control system is an automation control system's important branch，This article conducts the simulation research based on the MATLAB software to this control system This article through introduction servo system schematic diagram, Construction system structure drawing, And each link carries on the analytical study simplification transfer function to the system structure in,Then according to servo-control system structure drawing establishment servo-control system's mathematical model,the simulation of system were made by applying control system tool box and simulink of Matlab.Moreover,characteristic curves of system were obtained and results of simulation were compared and ansysed.The results indicated that,there are obvious advantages such as convenience,high efficiency and strong reliability to make use of MATLAB to build simulation of system. Key Words：MATLAB;servo control systems;stability; model building;Simulation Ⅱ