运动控制 PPT
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运动技能学习与控制PPT(完整版)
24S：当一个球队在场上控制一个活球时，该队必须在24s内完成一次投篮，投篮时必须篮球要接着兰筐，否则24s违例。
圆双柱手体 和任原双则臂何定可部义以为在分一躯名干与站前界在伸地展线面，上其或的肘界队部员的线占双据臂外一弯的个曲假不地想超的过面圆双接柱脚体的着内位的置时空，，间因。此两前臂和双手是举起的。 1 根据既裁判为员的队判员断，出一名界队，员不当是在球规接则的着精神界和外意图队的范员围或内合任法地试图去直接抢球，发生的接触犯规是违反体育道德的犯规。 他1 根的据双何裁脚判间其员的的他距判离人断因，按，一照名线他队的上员高不度或是变在界化规。线则的外精神地和面意图或的范任围何内合物法地试图去直接抢球，发生的接触犯规是违反体育道德的犯规。 8队S员：骑8体s跨违中，例线—蓝运—球在板时后停柱场球控或后球。，背8s面内没，有进球入出前场界。 前，最后接 8S：8着s违球例—的—在队后员场控是球，使8s球内没出有进界入的前场队。 员。
时间违例
5S违例
5S
双手和双臂可以在躯干前伸展，其肘部的双臂弯曲不超过双脚的位置，因此两前臂和双手是举起的。 圆柱体原则定义为一名站在地面上的队员占据一个假想的圆柱体内的空间。
5S ·在如国果际一篮名:联队N（员BF不IAB努A背）力规去身则抢中球5，并S5发违秒生违例接例触是：，指这当：是一一起名违反进体攻育道球德的犯规。
普通违例
球回场后违例
球回场后违例：（1）判断球回场的三个必
备条件。 必须是控球队才能出现。 必须是控球队使球进从前场进入后场。 必须是控球队的队员在后场首先接着球。 （2）球回后场违例的几种情况： 前场发界外球，直接将球传给或球碰篮圈或篮板
后反弹回来。 队员骑跨中线运球时停球后。两名队员骑跨中线
相符传球时一脚踩在中线上静止接后场同队队 员传来的球时。 （3）不算球回场违例的情况： 运球队员在中线附近由回场向前场做后转身运球。 控制球队在前场进攻投篮出手后，球碰篮圈或篮 板弹回后场，该队队员又获得球。
圆双柱手体 和任原双则臂何定可部义以为在分一躯名干与站前界在伸地展线面，上其或的肘界队部员的线占双据臂外一弯的个曲假不地想超的过面圆双接柱脚体的着内位的置时空，，间因。此两前臂和双手是举起的。 1 根据既裁判为员的队判员断，出一名界队，员不当是在球规接则的着精神界和外意图队的范员围或内合任法地试图去直接抢球，发生的接触犯规是违反体育道德的犯规。 他1 根的据双何裁脚判间其员的的他距判离人断因，按，一照名线他队的上员高不度或是变在界化规。线则的外精神地和面意图或的范任围何内合物法地试图去直接抢球，发生的接触犯规是违反体育道德的犯规。 8队S员：骑8体s跨违中，例线—蓝运—球在板时后停柱场球控或后球。，背8s面内没，有进球入出前场界。 前，最后接 8S：8着s违球例—的—在队后员场控是球，使8s球内没出有进界入的前场队。 员。
时间违例
5S违例
5S
双手和双臂可以在躯干前伸展，其肘部的双臂弯曲不超过双脚的位置，因此两前臂和双手是举起的。 圆柱体原则定义为一名站在地面上的队员占据一个假想的圆柱体内的空间。
5S ·在如国果际一篮名:联队N（员BF不IAB努A背）力规去身则抢中球5，并S5发违秒生违例接例触是：，指这当：是一一起名违反进体攻育道球德的犯规。
普通违例
球回场后违例
球回场后违例：（1）判断球回场的三个必
备条件。 必须是控球队才能出现。 必须是控球队使球进从前场进入后场。 必须是控球队的队员在后场首先接着球。 （2）球回后场违例的几种情况： 前场发界外球，直接将球传给或球碰篮圈或篮板
后反弹回来。 队员骑跨中线运球时停球后。两名队员骑跨中线
相符传球时一脚踩在中线上静止接后场同队队 员传来的球时。 （3）不算球回场违例的情况： 运球队员在中线附近由回场向前场做后转身运球。 控制球队在前场进攻投篮出手后，球碰篮圈或篮 板弹回后场，该队队员又获得球。
运动控制系统课件
在弱磁调速范围内，转速越高，磁通越 弱，容许输出转矩减小，而容许输出转矩 与转速的乘积则不变，即容许功率不变， 为“恒功率调速方式 。 恒功率调速方式” 恒功率调速方式
Shanghai university
两种调速方式： 两种调速方式：
U Te Φ P
ΦN
UN Te U P nN
变电压调速 两种调速方式 弱磁调速
Shanghai university
绪论
一。什么是运动控制系统？
运动控制系统（Motion Control System）也可称作电力 拖动控制系统（Control Systems of Electric Drive） 运动控制系统－－通过对电动机电压、电流、频率等 输入电量的控制，来改变工作机械的转矩、速度、位 移等机械量，使各种工作机械按人们期望的要求运行， 以满足生产工艺及其他应用的需要。工业生产和科学 技术的发展对运动控制系统提出了日益复杂的要求， 同时也为研制和生产各类新型的控制装置提供了可能。
直流电机 速度控制 位置控制 直流调速系统* 直流调速系统 直流伺服系统 交流电机
（异步电机*、同步电机） 异步电机 、同步电机）
交流调速系统* 交流调速系统 交流伺服系统
直流调速系统－－第一篇，运动控制（ 直流调速系统－－第一篇，运动控制（一） －－第一篇 交流调速系统－－第二篇，运动控制（ 交流调速系统－－第二篇，运动控制（二） －－第二篇
Shanghai university
电力拖动自动控制系统
第1Biblioteka 篇直流拖动控制系统
Shanghai university
直流调速方法
根据直流电动机转速方程
U − IR n= KeΦ
式中 n — U— I — R— Φ— Ke— （1-1）
MTC101-运动控制系统基础PPT课件
Servo Drive
Motor Brake
Mechanical Brake Option
Vertical Applicatio
n
Gravity
Mass
.
11
伺服驱动Servo Drive
Motor with Feedback
Motor Power
Position Feedback
Servo Drives 伺服驱动 接受运动控制器的指令信号，控制 电机所提供的速度和扭矩（电流），要完成这些，驱动器需 要将主进线电能转换成电机所需要的电压和电流，以完成营 工控制要求。
Position Feedback
•存储和执行运动程序 •控制运动 •存贮配置参数
Servo Drive
Command Signal Position Feedback
.
Motion Controller
Motion Software
14
课程内容
2. 运动控制产品
.
15
单体伺服驱动解决方案
Index 运动解决方案
1) Single CPU (Logix) for PLC / Safety and Motion applications including Kinematics
2) Single programming package (RSLogix5000) (for PLC/Motion applications and also for all Logix controllers, Tag based addressing, Alias addressing and program data scoping, Auto creation of structures (easier to install / program / maintain)
【PPT】什么是运动控制系统.
从电能的转换及传递(传输)角度来看，把电力拖动称为电 力传动，把电力拖动控制系统称为电力传动控制系统。由于 这类系统的基本任务是通过控制和调节电动机的旋转速度或 转角来实现工作机械对速度或位移的要求，因此把电力拖动 控制系统又称为运动控制系统。 电力拖动控制系统按被控制量的不同分为两大类： 以电动机的转速为被控制量的系统叫做调速系统； 以工作机械的角位移或直线位移为被控制量的系统叫做位 置伺服系统，又叫做位置随动系统。 电力拖动控制系统还有其他多种类型，如张力控制系统， 多电动机同步控制系统等。虽然电力拖动控制系统种类很多， 但是，各种电力拖动控制系统都是通过控制电动机转速来工 作的，因此，调速系统是最基本的电力拖动控制系统。
0.3 运动控制系统的发展过程及应用
纵观运动控制的发展历程，交、直流两大电气传动并 存于各个工业领域，虽然各个时期科学技术的发展使它 们所处的地位、所起的作用不同，但它们始终是随着工 业技术的发展，特别是电力电子和微电子技术的发展， 在相互竞争、相互促进中，不断完善并发生着变化。由 于历史上最早出现的是直流电机，所以19世纪80年代以 前，直流电气传动是惟一的电气传动方式。直到19世纪 末，出现了交流电，且解决了三相制交流电的输送和分 配问题，并制成了经济适用的鼠笼异步电机，这就使交 流电气传动在工业中逐步地得到广泛的应用。由于大量 使用异步电机，严重影响到电网的功率因数，同步电机 的诞生和使用大大缓解了功率因数问题。在20世纪的大 部分时间里，基本形成直流调速、交流不调速的格局。
运动控制系统的共同特点(续)
(7)可以控制单台电机运行，也可多台协调控制运行， 只是控制方法略有不同而已。 (8)只要合理地选择控制方案，几乎可以适用于任何 传动场合。 由于上述特点，运动控制系统被广泛地用于相关行 业的各个实际需求中。据统计，我国电动机的装机容 量约为4亿多千瓦，其用电量占当年全国发电量的 60%一70％，如何合理、有效、经济地利用好这一 部分电能，提高劳动生产率，运动控制系统的设计者 们对此有着不可推卸的责任。
运动控制系统第3章-转速闭环控制的直流调速系统ppt
s)
闭环时，Dcl
nN s ncl (1
s)
得到 Dcl (1 K )Dop
（2-50）
闭环系统静特性和开环系统机械特性的关系
开环系统 Id n 例如：在图2-24中工作点从A A′
闭环系统 Id n Un Un Uc
n Ud0 例如：在图2-24中工作点从A B 比例控制直流调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动 调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压， 以补偿电枢回路电阻压降的变化。
图2-26 积分调节器的输入和输出动态过程
图2-26 积分调节器的 输入和输出动态过程
只要ΔUn>0，积分调 节器的输出Uc便一直 增长；只有达到 ΔUn=0时， Uc才停止 上升；只有到ΔUn变 负， Uc才会下降。
当ΔUn=0时， Uc并 不是零，而是某一个 固定值Ucf
突加负载时，由于Idl的 增加，转速n下降，导 致ΔUn变正，
由式（2-48）可得
K
nop
1
275
1 103.6
ncl
2.63
则得
Kp
K
K s / Ce
103.6 30 0.015 / 0.2
46
即只要放大器的放大系数等于或大于46。
3.1.3 闭环直流调速系统反馈控制规律
（1）比例控制的反馈控制系统是被调量有 静差的控制系统 比例控制反馈控制系统的开环放大系数值 越大，系统的稳态性能越好。 但只要比例放大系数Kp＝常数，开环放大 系数K≠∞，反馈控制就只能减小稳态误差， 而不能消除它， 这样的控制系统叫做有静差控制系统。
电力拖动自动控制系统 —运动控制系统
第3章
转速闭环控制的 直流调速系统
《运动控制》课件
运动控制的基本原理
1 控制系统的要素
解释构成运动控制系统的重要要素，如传感器和执行器。
2 反馈控制原理
介绍反馈控制原理的基本概念和运作方式。
运动控制的技术方法
位置控制技术
详解位置控制技术，包括编码 器和位置伺服系统。
速度控制技术
深入研究速度控制技术，包括 PID控制和电机驱动。
力控制技术
探讨力控制技术在工业自动化 和机器人领域中的应用。
《运动控制》PPT课件
欢迎来到《运动控制》PPT课件！本课程将带您深入了解运动控制的重要性和 应用领域，并探索其基本原理、技术方法和发展趋势。
课件பைடு நூலகம்绍
本节将介绍课件的目的和重要性，以及主要内容的概述。
运动控制概述
定义
了解运动控制的定义，涵盖其在不同领域的应用。
应用领域
探索运动控制在工业、机器人和自动化等领域的 广泛应用。
2 发展前景展望
展望运动控制的未来发展，包括智能化和高效能的前景。
运动控制的发展趋势
1
高精度
2
介绍高精度运动控制技术的发展，如高
精度传感器和控制算法。
3
智能化
展望运动控制的智能化趋势，如人工智 能和机器学习的应用。
高效能
探讨提高运动控制系统效能的方法，如 优化控制策略和能源管理。
总结
1 运动控制的重要性
总结运动控制的重要性，强调其在现代工业和机器人技术中的关键作用。
运动技能学习与控制PPT课件
11
12
二、误差测量
1、一维动作目标的误差
x1
x5
x3
x2
x4
93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107
13
14
各种误差的计算方法
Constant Error (CE): CE=Σ（xi-T）/n
Variable Error (VE):
运动（movement）:构成动作或运动技能的肢 体或肢体联合的行为特征。
3
2、高水平技能的特征
成功的可能性最大，准确性高 体能和心理能力的消耗最少 时间最短
4
3、运动技能的三种成份
姿势成份为动作提供支持平台。 身体的移动成份是身体和肢体移动到动作
位置。 操作成份产生动作。
能力是指个体所具有的遗传的、相对持久的、 稳定的特质，存在于各种运动和认知技能之 中。
技能是对特定任务的精通。
70
能力的种类
可能有30多种，例如
多肢体协调 空间定向 手指灵活性 手与手臂稳定性 视敏度
反应时 移动速度 操作灵活性 机械资质 运动感觉
71
参照
比较器
肌肉感觉 运动感觉 环境感觉
44
长时间的、连续的任务 短时的、非连续的任务 动作技能的反射控制模型
45
M1应答： 30-50ms
M2应答： 50-80ms
反应激发： 80-
反应时12应0答ms：
120180ms
46
刺激鉴别 应答选择 应答编程
运动程序
M2
脊髓
M1
肌肉
动作
误差 参照
12
二、误差测量
1、一维动作目标的误差
x1
x5
x3
x2
x4
93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107
13
14
各种误差的计算方法
Constant Error (CE): CE=Σ（xi-T）/n
Variable Error (VE):
运动（movement）:构成动作或运动技能的肢 体或肢体联合的行为特征。
3
2、高水平技能的特征
成功的可能性最大，准确性高 体能和心理能力的消耗最少 时间最短
4
3、运动技能的三种成份
姿势成份为动作提供支持平台。 身体的移动成份是身体和肢体移动到动作
位置。 操作成份产生动作。
能力是指个体所具有的遗传的、相对持久的、 稳定的特质，存在于各种运动和认知技能之 中。
技能是对特定任务的精通。
70
能力的种类
可能有30多种，例如
多肢体协调 空间定向 手指灵活性 手与手臂稳定性 视敏度
反应时 移动速度 操作灵活性 机械资质 运动感觉
71
参照
比较器
肌肉感觉 运动感觉 环境感觉
44
长时间的、连续的任务 短时的、非连续的任务 动作技能的反射控制模型
45
M1应答： 30-50ms
M2应答： 50-80ms
反应激发： 80-
反应时12应0答ms：
120180ms
46
刺激鉴别 应答选择 应答编程
运动程序
M2
脊髓
M1
肌肉
动作
误差 参照
运动控制和学习ppt课件
运动控制卡广泛应用于各种自 动化设备和生产线，如包装机 械、印刷机械等。
运动控制器
运动控制器是一种集成了运动控 制算法和硬件接口的控制器，用
于实现多轴协调运动控制。
运动控制器通常采用高速计算机 或DSP等技术实现，具有强大的
计算和控制能力。
运动控制器广泛应用于数控机床、 机器人、自动化生产线等领域， 是实现高效、高精度加工的关键
伺服控制系统通常由伺服电机、伺服驱动器和控制器三部分组成，具有快速响应、 高精度和高稳定性的特点。
伺服控制技术的应用范围广泛，包括数控机床、机器人、自动化生产线等领域。
步进控制技术
步进控制技术是一种通过控制步进电 机的步进角度来实现精确位置控制的 技术。
步进控制技术的应用范围也较广，如 打印机、扫描仪、自动化设备等。
位置、稳定性等。
学习控制的方法
监督学习
通过输入输出数据，学习 一个从输入到输出的映射 关系，实现对被控对象的 控制。
无监督学习
通过学习数据的内在规律 和结构，对被控对象进行 控制。
强化学习
通过与环境交互，学习如 何最优地选择行为以最大 化累积奖励，实现对被控 对象的控制。
学习控制的实现
数据采集
采集被控对象的输入输出数据 ，为学习提供数据支持。
设备之一。
03 学习控制理论
学习控制的概念
学习控制
指通过一定的控制策略， 使被控对象达到所期望 的性能指标，实现最优
控制。
控制策略
指在控制过程中所采用 的方法和手段，包括开 环控制、闭环控制、最
优控制等。
被控对象
指被控制的系统或设备， 可以是机械系统、电气
系统、化工系统等。
性能指标
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对最大加速度的需要。
馈环建在最里面，延迟时
•ACR的输出电压限幅值Ucm，表示对最小角的限制，也表示对电力 电子变换器输出电压的限制。
间最长的那个物理量的反 馈环建在最外面。
ASR：在启动期间或输入给定信号幅值过大时产生饱和，在其他期间不应产生饱和。ASR的饱和隔 绝了外环对内环的干扰，使系统在起动期间表现为仅有一个电流环的特点，达到在起动期间恒流起 动的目的。
ASR的输出：
U
* i
I d
ACR的输出：Uc
Ud0 Ks
Cen Id R Ks
CeU
* n
/
IdL
R
Ks
例题
双闭环调速系统中已知数据为：电动机：UN=220v，IN=20A，nN=1000r/min，电枢回路总 电阻R=1Ω。设Unm*=Uim*=Ucm=10V，电枢回路最大电流Idm=40A，Ks=40，ASR与ACR均 采用PI调节器。试求： （1）电流反馈系数β和转速反馈系数α。 （2）当电动机在最高转速发生堵转时的Ud，Ui*，Ui和Uc值。
• 解决办法：
• 将电流、转速调节器分开，分别用两个调节器； • 转速环为外环，转速环的输出作为电流环的给定。
转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法
转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广性 能很好的直流调速系统。本章着重阐明其控制规律、 性能特点和设计方法，是各种交、直流电力拖动自动 控制系统的重要基础。
运动控制
知识回顾
开环调 速系统
Id Idm
Idcr O
机械特性软 闭环调速 堵转电流过大 加电流截
系统（P）
止负反馈
系 统 有 静 差
转速无静 差系统（PI）
启动波形 不够理想
？
Id
n
Idm
n
IdL
t O
IdL t
自动化系
问题
当接到命令后，在机械强度、 炮兵身体的承受能力和电动 机过载能力等条件允许的情 况下，以最短的时间起动到 最高速
d
(或U
* n
,
I
dl
)
ASR饱和时 : U*i = U*im，
Id
U
* im
I dm
• 双环系统PI调节器的特点：
• P调节器的输出量总是正比于其输入量，而PI调节器未饱 和时，其输出量的稳态值是输入的积分，最终使PI调节器 输入为零，才停止积分。
• PI调节器的输出量在动态过程中决定于输入量的积分，到 达稳态时，输入为零，输出的稳态值与输入无关，而是由 它后面环节的需要决定的。稳态时：
转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性； 双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析； 调节器的工程设计方法； 按工程设计方法设计双闭环系统的调节器 弱磁控制的直流调速系统。
转速、电流双闭环系统的组成 ~
TA
ASR——转速调节器
U
* n
U n
+
ASR
-
- Ui
I
U
* i
ACR
Ui
V
U c UPE
Ud Id M
当调节器ASR不饱和时，ASR、ACR均不饱 和，其输入偏差电压均为零。转速不
ASR不饱和 (CA段 )
变，I d I dm 。
双闭环调速系统的静特性在负载电流小 于Idm时表现为转速无静差，转速负反馈起
U
* n
Un
n
n0
U
* i
Ui
I d
n
U
* n
n0
主要调节作用。 当调节器ASR饱和时，ASR输出达到限
+ ACR——电流调节器 电流环——内环
转速环——外环 -
Un
n
在一个控制系统中，如果
n
有多个被反馈的物理量需
TG
•ASR的输出电压Ui*是ACR的电流给定信号，其限幅值Uim为最大电 流给定值，ASR的限幅值完全取决于电动机所允许的过载能力和系统
要构造闭环，而且这些被 反馈的物理量是同一个物 理量所产生，那么延迟时 间最短的那个物理量的反
dn 越大越好 dt
dn
min
dn
, dn
, dn
dt 最大允许
dt 机械强度允许的最大值 dt 电枢电流允许的最大值 dt 人体生理允许的最大值
要想起动时间最短，必须在整个起动期间内保持
dn dn
=
constant
dt dt 最大允许
保证在整个起动 期间电枢电流Id 等于一个适当的
允许值不变，就
有恒定的电压输出，输出没有达到饱和值） 反馈系数：
U n 0
U* n
Un
n
n0
—
转速由U
*决定
n
Ui 0
U* i
Ui
Id
I
dl
—U
i*由I
决定
dl
U
* nm
nm a x
U
* im
I dm
Ud0
Id R Cen
I dl
R
Ce
U* n
Uc
Ud0 Ks
Idl
R
Ce
U
* n
Ks
控制电压U
c的大小同时取决于n和I
(数IdL(N为·m负/载A)电)；流；Cm
30
Ce
为电机额定励磁下的转矩系
I d max IdL
GD2 ：电力拖动系统折算到电机轴上的飞轮惯量(N·m2) .
n Id
t
过渡
稳态
转速单闭环调速系统的局限性
▪ 仅考虑了静态性能，没考虑动态性能，不适合对系统快速 性要求较高的场合。
▪ 单闭环系统，转速、电流共用一个调节器，无法保证两种 调节过程同时具有良好的动态品质。
ASR饱和 (AB段)
Id
U
* im
I dm
幅值，转速外环呈开环状态，电流不变。
当负载电流达到Idm时，对应于转速调节器的饱和输出Uim*，这时，电流调节器起主要调节作用，
系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护。
双环系统稳态参数计算
稳态时 ：两个调节器均不饱和（输入偏差为零，偏差的积分使调节器
ACR：在任何时间内都不能产生饱和
系统原理图
+
RP1 U*n R0
-
R0
Un
Rn Cn
Ui
R0
ASR
-
+
LM
+
U*i
R0
TA
Ri Ci
L
ACR
-
+
+
LM #43;
-
n
+
RP2 TTGG -
双闭环直流调速系统电路原理图
双闭环调速系统的稳态结构框图
对于静特性来说， 有两种情况 (稳态 时)
能够实现最短时 间起动的问题
电机轴上的动力学方程：
Te
TL
GD2 375
dn dt
Id
I dL
GD 2 375Cm
dn dt
充分利用电机过载能力：I d I dm
n, Id
Te Cm Id ：额定励磁下的电磁转矩，(Id为电枢电流);
nw
TL Cm IdL ：包括电机空载转矩在内的负载转矩(N·m)
解：（1）电流反馈系数 β=0.25V/A，
转速反馈系数 α=0.01V.min/r。
（2）当电动机在最高转速发生堵转时，看稳态结构图。
转速为0，ASR饱和，
Ui*= Uim*=10V。 E为0，Ud0-IdR=0， 此时Id=Idm=40A，R=1Ω 所以 Ud=40V Ks=40，Uc=1V Ui= Idmβ=10V。