《伺服运动控制》课程设计任务书
《运动控制系统》课程设计任务书
理解运动控制系统的基本原理和组成 掌握运动控制系统的调试方法 掌握运动控制系统的优化方法
提高运动控制系统的性能和稳定性 提高运动控制系统的适应性和灵活性 提高运动控制系统的可靠性和安全性
确定运动控制系统的目标和需求
编写运动控制系统的软件代码
选择合适的运动控制算法和硬件设备
测试和调试运动控制系统
系统原理：阐述运动控制系统的基本原理和设计思路 硬件组成：详细描述运动控制系统的硬件组成和功能 软件编程：介绍运动控制系统的软件编程方法和实现过程 调试过程：描述运动控制系统的调试过程和注意事项
性能优化：优化运动控制系统 的性能，如提高响应速度、降 低能耗、提高稳定性等
基本功能：实现运动控制系统 的基本功能，如速度控制、位 置控制、力控制等
趋势
方案论证：对初步设计方案进 行论证，确保方案的可行性和
创新性
硬件选型：选择合适的传感器、控制器、执行器等硬件设备 硬件搭建：根据硬件选型结果，搭建运动控制系统的硬件平台 编写硬件电路原理图：根据硬件搭建结果，绘制硬件电路原理图 编写硬件PCB图：根据硬件电路原理图，绘制硬件PCB图，用于制作电路板
测试方法：模拟实际应用场 景进行测试
测试目的：验证系统功能是 否满足设计要求
测试内容：系统稳定性、准 确性、响应速度等
优化方法：根据测试结果进 行系统优化，提高系统性能
制定设计方案：根据设计题 目，制定初步设计方案
确定设计题目：根据课程要 求，选择合适的设计题目
文献调研：查阅相关文献，了 解相关领域的研究现状和发展
提高系统的响应速度 降低系统的误差 提高系统的稳定性
优化系统的控制算法 提高系统的抗干扰能力 优化系统的人机交互界面
软件设计：包括系统架构设 计、模块划分、接口设计等
交流伺服运动控制系统课程设计
交流伺服运动控制系统课程设计一、引言随着社会的进步和科技的发展，现代化生产中使用的各种机器的自动化控制技术得到了广泛的应用。
在现代化生产线中，伺服控制系统已经成为重要的控制技术之一，这得益于它在许多工业应用中的良好表现。
在这种控制技术中，交流伺服控制比已经得到广泛使用的直流伺服控制更具有优越性。
本课程设计旨在为学生提供交流伺服运动控制系统设计的实践应用，实现控制系统的建模、仿真、编程实现和调试，从中掌握实践技能，培养学生模拟设计的能力，使他们能够扎实地掌握交流伺服运动控制系统设计技术。
二、课程内容2.1 实验一：交流伺服系统建模在本实验中，学生将从基本原理开始，了解交流伺服系统的工作原理，并掌握该系统的数学建模方法。
实验将使用MATLAB/Simulink进行建模和仿真，并通过优化调节控制参数以实现系统稳态性能的优化。
实验目的：1.熟悉交流伺服系统工作原理；2.掌握交流伺服系统的数学建模方法；3.通过MATLAB/Simulink软件实现交流伺服系统的建模和仿真；4.了解优化调节控制参数的方法，以实现系统稳态性能的优化。
实验步骤：1.了解交流伺服系统的工作原理和电路结构；2.掌握交流伺服系统的数学建模方法；3.使用MATLAB/Simulink进行建模和仿真；4.调整控制参数以实现系统稳态性能的优化。
2.2 实验二：交流伺服系统控制在本实验中，学生将通过控制器的设计，实现交流伺服系统的速度和位置控制等功能，并实现控制参数的设计与调试。
实验目的：1.掌握交流伺服系统的控制原理；2.了解交流伺服系统各种控制方式的基本思想和特点；3.实现交流伺服系统的控制器设计和参数调试；4.掌握设计和调试伺服系统的方法。
实验步骤：1.确定交流伺服系统的控制模式；2.推导出控制器的数学模型；3.实现控制器的设计和参数调试；4.进行实际的运动控制。
2.3 实验三：交流伺服系统应用在本实验中，学生将学会如何将交流伺服系统应用到具体的实际工程中，特别是在具有复杂控制环节的机械装置中的运用。
伺服控制方案
伺服控制方案伺服控制是一种广泛应用于工业自动化领域的控制技术，通过对伺服电机的精确控制，实现对运动系统的高速、高精度定位和运动控制。
伺服控制方案是设计和实施伺服系统的完整计划，包括硬件设备的选择、参数调节、控制算法的设计等。
本文将介绍伺服控制方案的基本原理、主要组成部分以及实施步骤，以期帮助读者全面了解伺服控制技术。
一、伺服控制方案的基本原理伺服控制方案的基本原理是通过反馈控制的方式来实现对系统输出量的精确控制。
在伺服系统中，输出量一般为位置、速度或力矩等，通过传感器将输出量转化为电信号，再通过控制器对电机进行控制，实现对输出量的精确调节。
控制器会根据反馈信号与设定值进行比较，产生误差信号，并通过控制算法计算出控制指令，最终驱动伺服电机实现精确控制。
二、伺服控制方案的主要组成部分1. 伺服电机：伺服电机是伺服系统的核心部件，其具有高精度、高可靠性和高动态特性。
常见的伺服电机包括直流伺服电机和交流伺服电机，根据具体的应用需求选择合适的伺服电机。
2. 传感器：传感器主要用于实时采集系统的输出量，常见的传感器有位置传感器、速度传感器和力矩传感器等。
传感器的选型需要考虑测量范围、精度、抗干扰能力等因素。
3. 控制器：控制器是伺服系统的核心，负责接收来自传感器的反馈信号，并根据设定值进行控制计算。
控制器一般采用数字信号处理器或专用芯片来实现高速、高精度的控制算法。
4. 伺服驱动器：伺服驱动器用于控制伺服电机的运动，将控制器输出的控制指令转化为电流或电压信号，驱动伺服电机实现位置、速度或力矩的调节。
5. 供电系统：供电系统为伺服系统提供稳定的电源，供应电机、传感器和控制器等设备所需的电能。
三、伺服控制方案的实施步骤1. 系统需求分析：根据具体的应用需求，确定伺服系统的输出量、控制精度、运动速度等参数，并选择合适的伺服电机、传感器和控制器等设备。
2. 硬件选型：根据系统需求和技术指标，选择合适的伺服电机、传感器和控制器，并进行硬件连接和安装。
伺服运动控制系统PPT教案
根据要使用的伺服系统决定SGDM- 以后的4 位字母数字( 容量及电源电压)，则可以选定伺服 单元。
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第三章 伺服驱动器的选择
一、伺服驱动器及外围装置的选型
1、伺服电机的选型 ①型号说明 ②伺服电机选型流程图
２、伺服单元的选型 ①型号说明 ②伺服单元与适用的伺服电机 伺服单元的选型取决于适用的伺服电机。请使用下表选定伺服单
伺服驱动器的选型方法 伺服驱动器的额定值与特性 外围装置的规格与外形图
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第三章 伺服驱动器的选择
一、伺服驱动器及外围装置的选型
1、伺服电机的选型 ①型号说明 ②伺服电机选型流程图
２、伺服单元的选型 ①型号说明 ②伺服单元与适用的伺服电机
３、外围装置的选型
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第三章 伺服驱动器的选择
数控机床的伺服控制系统
第一章 伺服控制系统的基本结构与分类 第二章 伺服系统的执行组件 第三章 伺服驱动器的选择 第四章 步进电动机常见故障分析与维修
第四章 步进电动机常见故障分析与维修
步进电动机与一般电动机最显著的不同，在于一定要配备专用的驱动 电源才能正常工作。因此步进电动机拖动系统的维修就不仅是电动机的 维修，也包括对控制线路和驱动线路的维修。步进电动机的故障与一般 电动机的故障有共性的地方，但也有其特性的地方。步进电动机特性故 障共表现在以下六个方面：
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第三章 伺服驱动器的选择
一、伺服驱动器及外围装置的选型
1、伺服电机的选型 ①型号说明 ②伺服电机选型流程图
SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请 按下述流程图进行。
伺服课程设计1
；
am——液压缸运动的最大加速度，
x & y
结晶器端的位移 y 与液压缸端的位移
x
的关系为
y = K −1 x
& & 结晶器端的速度 y 与液压缸端的速度 x 的关系为
y = k −1 x
x y 结晶器端的加速度 && 与液压缸端的加速度 && 的关系为系为
••
•
（2） 液压动力元件的动特性 ） ① 建立液压动力元件的数学模型 液压动力元件的动特性可由动力元件的三个基本方程来表示， 即：电液伺服阀的流量方程、液压缸的连续性方程与液压缸与负 载运动部件的动力学平衡方程。由本课题分析可知，本结晶器系 统负载折算到液压缸上的负载有等效惯性负载、粘性阻尼负载、 干摩擦负载Ff和重力负载G等，立出该伺服系统动力元件的三个 基本方程。再根据这三个基本方程的拉氏变换式推出该液压动力 元件的输出方程，如下式。
四．系统主要设计参数 （见任务书） 五．课程设计各阶段的工作及进度
K ce = K c + Ctp
K c 为阀的流量-压力系数，由阀的零位泄漏决定
ql Kc = ps
Ctp为液压缸的泄漏系数.
ωh
——动力元件的液压固有频率，
ωh =
2 4β e Ap
Vt mt
7 × 10 8 p a
其中 βe——油液的等效体积模量，一般取
m ——结晶器折算到液压缸的等效质量， mt = m k 2 t
课程设计课题介绍： 二． 课程设计课题介绍：
课题名称： 课题名称：连铸结晶器电液伺服振动系统的设计
连铸结晶器简解
Fg = p g Ag = mg ⋅ l 2 / l 3
《运动控制(伺服)》实施性教学大纲
南京市江宁高级技工学校《运动控制(伺服)》课程实施性教学大纲一、说明1.课程的性质和内容本教学大纲使用于职业院校（含五年制高职）机电技术专业、数控技术专业及相关专业的教学。
本书主要包含传感与检测技术和数控机床运动控制技术两个技术模块，每个模块设置了若干个应用项目，主要包括：常用传感器及其在工业中的应用、数控机床中常用传感器的使用、数控机床进给电动机的驱动控制、数控机床主轴电动机的驱动控制、数控机床实验台的安装与调试2.课程的任务和要求使学生进一步熟悉和掌握单、双闭环直流调速系统工作原理，了解工程设计的基本方法和步骤。
基本要求：（1）熟练掌握主电路结构选择方法，主电路元器件的选型计算方法。
（2）熟练掌握过电压、过电流保护方式的配置及其整定计算。
（3）掌握触发电路的选型、设计方法。
（4）掌握同步电压相位的选择方法。
（5）掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。
（6）掌握电气系统线路图绘制方法。
3.教学中应注意的问题(1)在教学过程中，要突出重点，理论联系实际，重视启发式教学，培养学生分析问题和解决问题的能力，充分调动学生的学习积极性。
(2)加强直观教学，充分运用实物、教具和多媒体等现代化教学手段，使教学形式生动活泼，并应根据教学需要，到实习工厂进行现场教学。
(3)熟悉实习教学的内容和进度，使本课程的教学与实习教学密切配合。
(4)了解学生的实习情况，特别是运用所学知识解决实际问题的情况，并将学生在实习过程中遇到的问题进行整理和归纳，充实本课程的教学内容。
(5)注意收集与本专业有关的新标准、新工艺、新材料、新设备等方面的知识，不断充实教学内容。
注意提高操作技能，使本课程的教学更加切合生产实际。
二、课题及学时分配二、课程内容及任务项目一常用传感器及其在工业中的应用本项目主要包含了常用传感检测的认识、位移量与位置测量传感器的使用、温度测量传感器的使用和力测量传感器的使用四个任务。
通过完成这些任务，可以达成如下目标：1.了解传感器的概念与种类，了解各种传感器的最新发展水平和方向。
伺服 教学大纲
伺服教学大纲伺服教学大纲伺服技术是现代工业领域中不可或缺的一项技术，它广泛应用于机械制造、自动化控制、机器人等领域。
为了培养具备伺服技术应用能力的专业人才，制定一份完善的伺服教学大纲是非常重要的。
一、课程简介伺服教学大纲的第一部分应该是课程简介。
这部分主要介绍课程的目的、重要性以及学习该课程的前提知识。
伺服技术是一门综合性很强的学科，学习者需要具备一定的电子技术、机械制造和控制理论基础。
二、教学目标接下来，教学大纲应该明确教学目标。
伺服技术的教学目标可以分为知识目标、技能目标和能力目标。
知识目标包括学习伺服系统的基本原理、掌握伺服系统的组成部分以及了解伺服系统的常见故障和维修方法。
技能目标包括能够使用伺服系统进行运动控制、能够进行伺服系统的参数调试和优化。
能力目标包括能够独立设计和实现伺服系统，能够解决伺服系统在实际应用中遇到的问题。
三、教学内容教学大纲的核心部分是教学内容。
伺服教学大纲应该包括以下几个方面的内容：1. 伺服系统基础知识：包括伺服系统的定义、分类、组成部分、工作原理等。
学习者需要了解伺服系统的基本概念和基本原理。
2. 伺服系统的参数调试与优化：包括伺服系统的参数设置、调试方法和技巧。
学习者需要学会根据实际应用需求对伺服系统进行参数调试和优化。
3. 伺服系统的故障诊断与维修：包括伺服系统常见故障的诊断方法和维修技巧。
学习者需要学会分析和解决伺服系统故障。
4. 伺服系统的应用案例：通过实际案例的学习，帮助学习者理解伺服系统在不同领域的应用。
案例可以包括机械制造、自动化控制、机器人等领域。
四、教学方法教学大纲还应该明确教学方法。
伺服技术是一门实践性很强的学科，因此，教学方法应该注重实践能力的培养。
可以采用理论教学与实践操作相结合的方式，通过课堂讲解、实验操作、案例分析等方式提高学习者的实践能力。
五、教学评价最后，教学大纲应该明确教学评价的方式和标准。
伺服技术是一门技术性很强的学科，因此，教学评价应该注重学生的实际能力。
伺服控制系统课程设计
伺服控制系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握伺服控制系统的基本原理、组成和应用，能够分析简单的伺服控制系统，并具备初步的设计和调试能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解伺服控制系统的定义、分类和基本原理；（2）掌握伺服控制系统的组成及其作用；（3）熟悉伺服控制系统的应用领域。
2.技能目标：（1）能够分析简单的伺服控制系统；（2）具备伺服控制系统的设计和调试能力；（3）学会使用相关仪器仪表和软件进行伺服控制系统的分析和设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队合作精神；（2）增强学生对自动化领域的兴趣和责任感；（3）提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.伺服控制系统的定义、分类和基本原理；2.伺服控制系统的组成及其作用；3.伺服控制系统的应用领域；4.伺服控制系统的设计和调试方法；5.相关仪器仪表和软件的使用。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解伺服控制系统的基本原理、组成和应用；2.讨论法：引导学生讨论伺服控制系统的设计和调试方法；3.案例分析法：分析具体的伺服控制系统实例，加深学生对知识的理解；4.实验法：让学生动手进行伺服控制系统的设计和调试，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法，将准备以下教学资源：1.教材：伺服控制系统相关教材；2.参考书：介绍伺服控制系统的相关书籍；3.多媒体资料：课件、视频、图片等；4.实验设备：伺服控制系统实验装置；5.软件：伺服控制系统分析和设计软件。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习状态；2.作业：布置与课程内容相关的作业，检查学生对知识的理解和应用能力；3.考试：定期进行考试，检验学生对课程知识的掌握程度；4.实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和分析问题的能力；5.小组项目：评估学生在团队合作中的表现以及对知识的综合运用能力。
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“伺服运动控制课程设计”任务书
一、课程设计目的和要求
设计目的：伺服控制课程设计目的在于巩固和深化所学的专业理论，初步培养学生解决实际问题的能力。
通过本课程设计使学生主要掌握以下几方面的内容：
1.部分常用检测元件的选择和使用；
2.伺服驱动器的使用方法；
3.基本控制器的应用；
4.能够设计并实现基本伺服运动控制电路；
5.基本人机监控界面的设计；
6.了解伺服控制的现状和发展趋势。
设计要求：使用伺服电机为驱动装置，以可编程控制器（PLC）或单片机为控制器，配合相应的伺服驱动器，设计并实现基本的伺服运动控制系统。
要求用触摸屏设计监控界面，完成系统的程序编写与调试，并完成设计说明书的编写。
从而达到培养学生工程实践能力和综合运用所学知识的能力。
二、课程设计内容及步骤
题目一：基于PLC的伺服电机转速控制系统硬件（软件）设计与实现
利用台达DVP40ES00T2系列PLC为控制器，用台达触摸屏DOP-A57BSTD设计人机界面，控制台达ASD-A0421-AB系列伺服驱动器和ECMA-C30604ES伺服电机，实现基本的速度控制，包括正、反转，速度调节，速度读取，能够通过人机界面了解系统原理，随意设定电机速度，实时读取电机运行状态等。
在完成上述基本功能的基础上也可加入其他附加功能。
题目一设计步骤：
1.控制系统分析与设计（控制系统原理分析、设备选型、控制方案设计）；
2.详细阅读台达DVP40ES00T2系列PLC、台达触摸屏DOP-A57BSTD和台达ASD-A0421-AB系列伺服驱动器的说明书；
3.搭建控制系统硬件电路；
4.设计触摸屏监控界面；
5.设计控制程序；
6.系统调试；
7.电气控制系统图、系统设计流程图、系统接线图等的绘制（用visio软件）。
题目二：基于单片机的伺服电机转速控制系统硬件（软件）设计与实现
将上述设计题目一所要求实现的功能改用单片机做控制器来实现。
题目二设计步骤：
1.控制系统分析与设计（控制系统原理分析、设备选型、控制方案设计）；
2.详细阅读台达触摸屏DOP-A57BSTD和台达ASD-A0421-AB系列伺服驱动器的说明书，进行单片机选型；
3.搭建控制系统硬件电路；
4.设计触摸屏监控界面；
5.设计控制程序；
6.系统调试；
7.电气控制系统图、系统设计流程图、系统接线图等的绘制（用visio软件）。
题目三：伺服电机速度跟随系统的硬件（软件）设计与实现
在实验平台上完成伺服电机对异步电机速度的跟随控制，即由变频器控制异步电机的实时速度，通过速度测量，由PLC控制伺服电机对此速度的跟随。
同时利用DOP-AE系列触摸屏实现人机界面的监控设计。
题目三设计步骤：
1.控制系统分析与设计（控制系统原理分析、设备选型、控制方案设计）；
2.详细阅读DeltaVFD-B系列变频器、欧姆龙E6B2-CWZ6C1000P/R0.5M（增量式）编码器、台达DVP40ES00T2系列PLC、台达触摸屏DOP-A57BSTD和台达ASD-A0421-AB系列伺服驱动器的说明书；
3.搭建控制系统硬件电路；
4.设计触摸屏监控界面；
5.设计控制程序；
6.系统调试；
7.电气控制系统图、系统设计流程图、系统接线图等的绘制（用visio软件）。
三、课程设计地点及学生分组情况
分组：11自动化专升本1班（119641，50人），分为二组，分别由一位老师指导。
11自动化专升本2班（119642，50人），也分为二组，分别由一位老师指导。
两个班上下午轮流进实验室，其余时间在教室进行。
地点：4521实验室
四、时间及进度安排
14周周一：布置任务，分组，为学生补充相关知识，学生自行查阅资料；
14周周二～14周周五：硬件系统电路设计与搭建，轮流进行操作，记录接线图；
15周周一～15周周三：控制程序设计，组态监控界面设计，并调试；
15周周四：系统综合调试与功能完善；
15周周五：设计情况验收与课程设计总结。
五、成绩评定
1.课程设计总的成绩评定分为以下三个方面，所占比例如下：
系统的设计与操作情况：占40%
报告（设计说明书）撰写情况：占30%
考勤情况：占30%
2.课程设计的成绩分为优秀、良好、中等、及格和不及格五个层次。
优秀（90～100）：能够圆满的完成设计任务，并有一定的创新；
良好（80～89）：能够圆满的完成设计任务；
中等（70～79）：能够独立完成设计任务，但有部分不完善的地方；
及格（60～69）：不能独立完成设计任务，但在老师或同学的帮助下能够基本完成设计任务；
不及格（60以下）：缺勤较多或不认真进行课程设计，在老师或同学的帮助下仍不能完成课程设计任务。
3.设计报告成绩分为优秀、良好、中等、及格和不及格。
优秀：报告字迹工整，整洁，包括全部要求内容，并对所遇问题有分析，并给出解决办法。
良好：报告字迹工整、整洁，包括全部要求内容且正确。
中等：报告包括全部要求内容。
及格：报告遗漏个别要求内容。
不及格：报告遗漏要求内容较多或错误过多。
4.考勤成绩分为优秀、良好、中等、及格和不及格。
无故旷课一次降一级，无故旷课三次此项计为零分。
六、参考书
1.《伺服系统》，钱平主编，机械工业出版社，2011年
2.《数字伺服控制系统与设计》，卢志刚主编，机械工业出版社，2007年；
3.《伺服系统实用技术》，肖英奎主编，化学工业出版社，2004年；
4.《交流伺服运动控制系统》，舒志兵主编，清华大学出版社，2006年；
撰稿人教研室主任学院教学院长
签名
日期。