运动控制期中作业
西南大学运动控制系统作业附答案
第一批次单选题题目说明：（10.0分）1. 2•对于变电阻调速，当总电阻R越大，机械特性越（）。
aA :软B :硬C :大D :小ff808081504704da015（10.0分）2.交流电动机变压调速方法属于转差功率（）调速。
A:消耗型B:回馈型C :不变型D :不存在型ff808081504704da015（10.0分）3. 4.调速系统的静差率指标应以（）所能达到的数值为准。
rA :最高速时B :最低速时C :额定转速D :理想空载转速ff808081504704da015（10.0分）4. 17.在交一直一交变频装置中，若采用不控整流，则PWM逆变器的作用是O oA :调压B :调频C :调压调频D :调频与逆变ff808081504704da015（10.0分）5.转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，ASR的输出量取决于（）。
A :负载电流B :给定电压C :速度反馈D :电流反馈系数ff808081504704da015（10.0分）6.在单闭环调速系统中，为了实施限流保护，可以引进（）环节。
A :电流截止正反馈B :电流截止负反馈C :电压截止正反馈D :电压截止负反馈ff808081504704da015（10.0分）7.采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于（）。
aA :无静差调速系统B :有静差调速系统C :双闭环调速系统D. D :交流调速系统ff808081504704daO15（10.0分）8.在电机调速控制系统屮，对于（）的扰动，系统是无能为力的。
A :运算放大器的参数的变化B:电机励磁电压的变化C:转速反馈参数的变化D :电网电压的变化ff808081504704da015（10.0分）9.下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是（）oA :降电压调速B:变极对数调速C :变压变频调速D :转子串电阻调速ff808081504704da015（10.0分）10.目前直流调速系统采用的主要方案是（）。
plc运动控制技术课程设计
plc运动控制技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和运动控制技术的基础知识。
2. 使学生了解并能够解释PLC在工业运动控制中的应用场景和优势。
3. 让学生掌握PLC编程中与运动控制相关的基本指令和编程逻辑。
技能目标：1. 培养学生能够运用PLC进行简单的运动控制系统的设计、编程和调试能力。
2. 培养学生通过分析实际运动控制需求，设计出合理的PLC控制方案的能力。
3. 提高学生团队协作能力和实际问题解决能力，能在小组项目中有效沟通和协作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC运动控制技术产生浓厚的兴趣，激发学生探究工业自动化领域的热情。
2. 培养学生具有创新意识和实践精神，敢于面对挑战，勇于尝试新的解决方案。
3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程伦理观，认识到技术在生产生活中的重要性和责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，以理论讲授和实验操作相结合的方式进行。
学生特点：学生具备一定的电气基础和编程知识，具有较强的动手能力和好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养学生的创新能力和实际操作技能。
在教学过程中，将课程目标分解为具体可衡量的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. PLC基本原理与结构：介绍PLC的组成、工作原理、性能指标等，对应教材第一章内容。
2. PLC编程基础：讲解PLC编程语言、基本指令、编程逻辑，对应教材第二章内容。
3. 运动控制基础：介绍运动控制的基本概念、类型和常用的运动控制器件，对应教材第三章内容。
4. PLC在运动控制中的应用：分析实际应用案例，讲解PLC在运动控制中的接线方式、程序设计方法等，对应教材第四章内容。
5. 运动控制系统的设计与调试：学习运动控制系统的设计步骤、调试方法及故障排查技巧，对应教材第五章内容。
6. 实践操作：安排学生进行实验操作，包括PLC编程、运动控制系统的搭建和调试，结合教材附录中的实验指导书进行。
运动疗法、作业疗法
运动疗法、作业疗法运动疗法是一种通过神经发育疗法，如bobath、rood、vojta等，采用核心训练技术、关节松动技术、姿势控制技术、筋膜牵张技术和肌力加强训练等技术，降低患儿肌肉紧张度，纠正异常姿势，为患儿输入正确的运动模式及运动认知，从而提高患儿核心控制能力、肌肉力量及耐力，最终改善患儿的粗大运动功能，使其生活自理，尽早回归家庭，拥有快乐童年。
运动疗法的训练原则包括因人而异、循序渐进、持之以恒、主动参与、全面锻炼。
基本方法包括肌力训练、增强肌肉的耐力训练、维持关节活动度训练、提高平衡协调性训练、提高和恢复步行功能的训练、增强心肺功能的训练。
功能训练包括头部控制训练、翻身训练、坐位训练、爬行训练、站立和步行功能训练、体位转移训练、平衡协调训练、利用助行器和矫形器提高和恢复步行功能训练。
作业疗法主要针对各种发育障碍、肢体障碍以及有其他方面疾病的患儿，通过双上肢活动度训练、肌力的增强、耐力训练、双手精细动作与协调性的训练、感觉、认知及知觉的训练、日常生活活动能力及娱乐游戏训练，促进患儿身心发育，提高患儿的独立生活能力。
肌电生物反馈治疗是一种通过生物反馈技术与电刺激方法的结合，通过对无任何主动运动肌肉的电刺激引起微弱的肌电信号，或将患者有意识的肌肉收缩引发的肌电信号转化为放大了的反馈电流，再刺激肌肉收缩，使瘫痪肢体运动幅度加大。
这种较大幅度的肌肉收缩和关节运动，为中枢神经系统提供了大量的、本体的、运动的、皮质感觉的输入冲动，传入病影响相应的大脑中枢，促促使脑损伤后中枢神经系统形成新的连接，重塑神经通路，动员相关的神经组织承担病变组织所承担的某些功能，促使神经肌肉功能障碍的恢复。
肌电生物反馈治疗的主要作用包括增强肌力、纠正错误的运动模式、防治肌肉萎缩、增加关节活动度、增强大脑对于肢体的控制能力。
神经肌电促通仪则是用于肌电生物反馈治疗的一种设备。
电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后参考答案第三四章(仅供参考)
第三章作业思考题3-1 在恒流起动过程中，电枢电流能否达到最大值 I dm ？为什么？答：不能达到最大值，因为在恒流升速阶段，电流闭环调节的扰动是电动机的反电动势，它正是一个线性渐增的斜坡扰动量，所以系统做不到无静差，而是I d 略低于I dm 。
3-2 由于机械原因，造成转轴堵死，分析双闭环直流调速系统的工作状态。
答：转轴堵死，则n=0，U n =α×n =0，∆U n =U n ∗−U n =U n ∗比较大,导致U i ∗=∆U n ×K ASE 比较大，U C =（U i ∗−U i ）×K ACR 也比较大，然后输出电压U d0=U C ×K S 较大，最终可能导致电机烧坏。
3-3 双闭环直流调速系统中，给定电压 Un*不变，增加转速负反馈系数 α，系统稳定后转速反馈电压 Un 和实际转速 n 是增加、减小还是不变？答：反馈系数增加使得U n =α×n 增大，∆U n =U n ∗−U n 减小，U i ∗=∆U n ×K ASE 减小，U C =(U i ∗−U i )×K ACR 减小，输出电压U d0=U C ×K S 减小，转速n 减小，然后U n =α×n 会有所减小，但是由于α增大了，总体U n 还是增大的。
3-4 双闭环直流调速系统调试时，遇到下列情况会出现什么现象？ （1） 电流反馈极性接反。
（2）转速极性接反。
答：（1）转速一直上升，ASR 不会饱和，转速调节有静差。
（2）转速上升时，电流不能维持恒值，有静差。
3-5 某双闭环调速系统，ASR 、 均采用 PI 调节器，ACR 调试中怎样才能做到 Uim*=6V 时，Idm=20A ；如欲使 Un*=10V 时，n=1000rpm ，应调什么参数？答：前者应调节β=U im ∗Idm=0.3，后者应调节α=U n∗n=0.01。
《运动控制》练习题及答案解析精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《运动控制》练习题及答案解析1、下述调节器能消除被控量稳态误差的为（C）。
A比例调节器 B 微分调节器 C PI调节器 D PD调节器2、双闭环直流调速系统，ASR、ACR均采用PI调节器，期中ACR所起的作用为（D）。
A 实现转速无静差B对负载变化起抗扰作用C输出限幅值决定电动机允许的最大电流D对电网电压波动起及时抗扰作用3、采用PI调节器的转速、电流双闭环调速系统，若要改变电动机的转速，应调节（B ）。
A调节器放大系数 B给定电压 C负载 D以上说法都不对4、某闭环调速系统的调速范围是1500～150r/min，要求系统的静差率2%s ，那么系统允许的静态速降是（ A ）。
A 3.06r/minB 4r/minC 4.13r/min D以上结果都不对5、在可逆运行系统当中，抑制瞬时脉动环流措施为（ A ）。
A 采用均衡电抗器B 采用平波电抗器 C采用α=β配合控制 D以上说法都不对6、适用于高速段数字测速的方法为（A ）。
A M法B T法C M/T法D F法7、在桥式可逆直流脉宽调速系统当中，镇流电阻的作用是（ C ）。
A 限流B 分压C 抑制泵升电压D 以上说法都不对8、在伯德图上，截止频率越高，则系统的（B）。
A 稳定性越好B 快速性越好C 稳态精度越高 D以上说法都不对9、异步电动机变压变频调速系统属于如下哪种类型？（C ）A电磁功率回馈型 B 转差功率回馈型C转差功率不变型 D 转差功率消耗型10、如下几种变频调速方法中，哪种控制方式的异步机机械特性是一条直线？（）A 1g E f =常数B 1s U f =常数C 1s E f =常数D 1r E f =常数 11、不属于抑制电流脉动的措施的是（。
DA 增加整流电路相数B 采用多重化技术C 设置平波电抗器D 设置环流电抗器12、 输入为零时输出也为零的调节器是（A ）。
A P 调节器B I 调节器C PI 调节器D PID 调节器13、在同样的负载扰动下，闭环系统的转速降落cl n 与开环下的op n 之比为（ D ）。
运动控制技术考核试卷
7.运动控制系统的动态性能主要受到______和______的影响。（）
8.在多轴联动控制中，______技术用于确保各轴之间的协调运动。（）
9.为了减少运动控制系统的能耗，可以采用______技术对电机进行控制。（）
10.在进行运动控制系统设计时，应充分考虑______和______的需求。（）
19.在多轴联动控制中，以下哪些是实现同步控制的关键因素？（）
A.精确的时间同步
B.高精度的位置反馈
C.快速的通信速度
D.合适的控制算法
20.以下哪些是选择运动控制系统时需要考虑的经济因素？（）
A.系统成本
B.维护费用
C.投资回报率
D.系统寿命
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
A.系统简单
B.成本低
C.对干扰敏感
D.控制精度高
3.常用的闭环控制系统的类型包括以下哪些？（）
A.反馈控制
B.前馈控制
C.复合控制
D.无控制
4.以下哪些是PID控制器的组成部分？（）
A. P控制器
B. I控制器
C. D控制器
D.前馈控制器
5.伺服电机的特点包括以下哪些？（）
A.控制精度高
B.响应速度快
2. P提高响应速度，I消除稳态误差，D改善动态性能，适用于快速响应且需消除余差的控制系统。
3.同步控制策略包括：时间同步、速度同步、位置同步，常用于多轴机器人、生产线等。
4.运动控制系统提高生产效率通过精确控制、提高产品质量通过减少误差，如自动化装配线、精密加工等。
A.数据采集
《运动控制系统》教案
《运动控制系统》教案一、教学目标1. 了解运动控制系统的概念、组成和作用。
2. 掌握运动控制系统的分类及其特点。
3. 熟悉运动控制系统的主要组成部分及其功能。
4. 理解运动控制系统在实际应用中的重要性。
二、教学内容1. 运动控制系统的概念与组成1.1 运动控制系统的定义1.2 运动控制系统的组成要素2. 运动控制系统的分类与特点2.1 模拟运动控制系统2.2 数字运动控制系统2.3 现代运动控制系统3. 运动控制系统的主要组成部分及其功能3.1 控制器3.2 执行器3.3 传感器3.4 反馈环节4. 运动控制系统在实际应用中的重要性4.1 运动控制系统在工业生产中的应用4.2 运动控制系统在交通运输中的应用4.3 运动控制系统在生物医学中的应用三、教学方法1. 讲授法：讲解运动控制系统的概念、组成、分类、特点及应用。
2. 案例分析法：分析实际应用中的运动控制系统案例，加深学生对运动控制系统的理解。
3. 讨论法：组织学生就运动控制系统相关问题进行讨论，提高学生的思考能力。
四、教学准备1. 教材：《运动控制系统》相关章节。
2. 课件：制作涵盖教学内容的课件。
3. 案例材料：收集运动控制系统在实际应用中的案例。
五、教学过程1. 导入：简要介绍运动控制系统的基本概念，激发学生兴趣。
2. 讲解：详细讲解运动控制系统的组成、分类、特点及应用。
3. 案例分析：分析实际应用中的运动控制系统案例，让学生理解运动控制系统的作用。
4. 讨论：组织学生就运动控制系统相关问题进行讨论，提高学生的思考能力。
6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对运动控制系统概念、组成、分类和应用的理解。
2. 练习题：布置课后练习题，评估学生对运动控制系统知识的掌握程度。
3. 案例分析报告：评估学生在案例分析环节的思考深度和分析能力。
七、教学拓展1. 介绍运动控制系统领域的最新研究成果和技术发展动态。
运动技能学习与控制(作业),DOC
第一章1.简述运动技能的四个特征（1）指向目标，即动作技能都有操作目标；（2）动作技能的操作具有随意性；（3）动作技能需要身体、头、和/或肢体的运动来实现任务目标；（4）为了实现技能的操作目标，需要对动作技能进行学习或再学习；2.在金泰尔的分类法中，动作技能分类的两个纬度分别是什么（1）操作的环境背景特征：①调节条件②尝试间变化（2）表征技能的动作功能：①身体定向②操纵3.在金泰尔的分类系统中调节条件是指什么调节条件是指技能操作中必然存在并影响操作者运动特征的环境背景。
第二章1.什么是操作结果测量、操作过程测量两者的差异根据两者测量的方法举出三至四个运动教学中运动技能测量的例子。
（1）操作结果测量：指为了说明动作技能操作结果而进行测量。
（2）操作过程测量：为了说明在动作操作过程中运动控制系统某些方面的操作状态而进行的一种动作技能操作测量。
差异：①操作结果测量没有提供产生操作结果前肢体或身体行为的任何信息；②没有关于运动过程中参与工作的肌肉系统的活动信息；举例：操作结果测量：①一英里跑或打一个字所用的时间；②从发令枪响到起跑动作开始的时间；③垂直纵跳的高度；操作过程测量：①动作过程中肢体经过的高度；②动作过程中肢体运动速度；③运动中加速或减速的模式；2.简述简单反应时、选择反应时和辨别反应时及区别。
（1）简单反应时：指测试情景中只包含单一刺激并要求被试者做出单一反应动作，这时所测的反应时称为简单反应时。
（2）选择反应时：指测试情景中包含两个或两个以上的信号，每个信号需要特定的反应形式，这时测得的反应时为选择反应时。
（3）辨别反应时：指测试情景中包含两个或两个以上的信号，但被试者只需对其中的一个做出反应，对其他信号不做反应，这时测得的反应时为辨别反应时。
区别：①从刺激信号的数量来判断是不是简单反应时；②从做出的反应的信号数量来判断是不是辨别反应时。
3.将反应时分段的含义是什么（1）在刺激信号发出和肌肉活动开始之间存在一个时间间隔，这个间隔便是反应时的第一部分，称为前动作时（pre-motortime）；（2）第二部分是从肌肉活动增加到外显肢体动作真正开始之间的时距，称为动作时（motortime）。
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运
动
控
制
期
中
作
业
电气与控制工程学院
自动化1102班
李珂1106050220
电流调节器的设计：
（1） 确定时间常数：
1） 给定PWM 开关频率为5KHz ，整流装置滞后时间常数Ts ，
Ts=1/f=1/5000=0.0002s
2） 电流滤波时间常数Toi ，取Toi=0.002s=2ms 。
3） 电流环小时间常数之和T ∑i 。
按小时间常数近似处理，取
T ∑i =Ts+Toi=0.0022s 。
（2） 选择电流调节器结构：
根据设计要求σi ≦5%，并保证稳态电流无差，可按典型Ⅰ系统设计电流调节器。
电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI 型电流调节器，其
传递函数式：W ACR (S)= iS
iS Ki ττ)
1(+。
检查对电源电压的抗扰性能：T l /T ∑=0022
.002
.0≈9.1，参看表3‐2的典型Ⅰ
型系统动态抗扰性能，都是可以接受的。
（3） 计算电流调节器的参数
电流调节器超前时间常数：τi=T l =0.02s
电流环开环增益：要求σi ≦5%时，根据表3-1，应取K I T ∑i =0.5，因此
K I =∑T 5.0=0022
.05.0s -1
≈227.27 s -1
于是ACR 的比例系数为 Ki=
β
τKs R
K i I K I =227.27 s -1 τi =0.02s R=0.5Ω λ=1.5
所以最大允许电流为：I dm =1.5×I nom =204A,
给定U im *=10V , 则β=dm im I U *=204
10
≈0.05
取晶闸管放大系数Ks=40
将以上数据带入Ki 公式内即可求出Ki ≈1.136 (4) 检验近似条件
电流环截止频率: ωci =K I =227.27 s -1
1) 校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件: W ci ≤s
T 31
s T 31=0002
.031⨯ s -1≈1666.7 s -1﹥ωci 满足近似条件 2） 校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件：ωc i ≧3
l
m T T 1 3
l m T T 1=3×02
.01⨯m T
T m =m
e C C R
GD 3752 C e =n R I U d d -0=0.132 C m =π30 C e =1.26
T m =m
e C C R
GD 3752≈0.18
3
l m T T 1=3×02
.018.01⨯=50＜ωci 满足近似条件 3） 检验电流环小时间常数近似处理条件 ωci ≤
3
1
oi
s T T 1
3
1oi s T T 1= 31×002
.00002.01⨯ s -1≈527.046 s -1＞ωci 满足近似条件 （5）计算调节器电阻和电容：
电流调节器原理图如下图示，按所运用放大器取R 0 =40K Ω,各电阻和电容值计算如下：
R i =K i ×R 0 =1.136×40=45.44K Ω 取45K Ω
C i =Ri
i
τ=0.44×10﹣6 F=0.44υF 取0.44υF
C oi =0
4R Toi
⨯=0.2×10﹣6 F=0.2υF 取0.2υF
按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为
σ％=4.3％＜5％ 满足设计要求
含给定滤波和反馈滤波的PI 型电流调节器电路图：
MATLAB 仿真及仿真结果
转速调节器的设计：
（1） 确定时间常数：
1）电流环等效时间常数1/K I 。
已知取K I T ∑i =0.5，则 1/K I =2T ∑i =2×0.0022s=0.0044s
2）转速滤波时间常数T on 。
根据测速发电机纹波情况，取T on =0.01s 。
3）转速环小时间常数T ∑n 。
按小时间常数近似处理，取 T ∑n =1/K I +T on =0.0144s （2） 选择转速调节器结构
按照设计要求，选用PI 调节器，其传递函数： W ASR (S)=
s
K n n n ττ)
1(+
（3）计算转速调节器参数
按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5，则ASR 的超前时间常数为 τn =hT ∑n =5×0.0144s ＝0.072s 转速开环增益为： K N =
n
T h h ∑+2
221
≈578.7s -2 于是，可以求得ASR 的比例系数为： K n =
n
m
e RT h T C h ∑+αβ2)1(
β=0.05 α=max N U nm *
=146010
=0.007 Ce=0.132 C m =1.26 T m =0.18
所以，K n =
n
m
e RT h T C h ∑+αβ2)1(=14.1
（4）检验近似条件
转速环截止频率为： ωcn =
1
ωN
K =K N τn =578.7×0.072=41.7s -1
1）电流环传递函数简化条件
i
I
T K ∑31=107.13s -1 ＞ωcn 满足简化条件 2）转速环小时间常数近似处理条件
on
I
T K 31=50.25 s -1 ＞ωcn 满足近似条件
（5）计算调节器电阻和电容
转速调节原理图如下图所示，取R 0=40K Ω，则 R n =K n R 0=14.1×40=565.7 K Ω 取560K Ω C n =
n
n
R τ≈0.9υF 取0.9υF C on =
4R T on
≈1υF 取1υF （6） 校核转速超调量 n σ=2（
b
C C max
∆）（λ－z ）*∆n n N m n T T ∑
当h=5时，
b
C C max
=81.2%，z=0，T ∑n =0.0144s ， T m =0.18，Ce=0.132 n σ=6.12%＜10%
经过以上参数的计算，则此系统能满足设计要求。
MATLAB 仿真及仿真结果
（二）系统原理图的设计：
1）供电电源电路图:
本次设计采用桥式可逆PWM变换电路供电，PWM逆变器的直流电源由交流电网经不控的二极管整流器产生，并采用大电容Co滤波，以获得恒定的直流电压Us。
由于直流电源靠二极管整流器供电，不可能回馈电能，电动机制动时只好对滤波的电容充电，这时电容器两端电压升高称作泵升电压。
为了限制泵升电压，
用镇流电阻Rz消耗掉这些能量，在泵升电压达到允许值时接通Vtz。
此电路用于产生±15V电压作为转速给定电压以及基准电压，如下图所示：
电路总的原理图
心得体会：
经过一个月的学习，我们完成了电流双闭环调速系统的课程设计，其中对双闭环系统有了更深刻的认识，对直流环和转速环的认识有了进一步的加深，在课堂上虽然理解了，但是在实际的应用中仍然会力不从心。
本次课程设计时，感觉比较难做的还是系统总的原理图设计，和使用protel画原理图，在设计系统原理图的过程中，有很多不会做的，然后就查找书籍或者请教同学，去解决问题，当然其中也有很多地方走了不少的弯路，最后虽然做完了，但是感觉并不是那么好，但是看着自己的劳动成果，还是挺高兴的！
本次设计过程中，我们用了protel和MATLAB进行画图和系统的仿真，对这两款的软件使用起来更加的得心应手了。
本次设计，我的收获还是相当大的，学会了独立的去解决很多问题，而且对画图和仿真的方法也有了很好的理解。
参考文献
1.陈伯时电力拖动自动控制系统（第2版）机械工业出版社 1991.4
2.孙树朴李明王勉华。
电力电子技术中国矿业大学出版社 2000.7。