运动控制哈理工考试必过版
哈理工计算机控制复习

1.计算机实时控制系统的工作原理(控制步骤)答:①实时数据采集:对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。
②实时控制决策:对采集到的被控量进行分析和处理,并按已定的控制规律,决定将要采取的控制行为。
③ 实时控制输出:根据控制决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。
2.总线就是计算机各模块之间互联和传送信息(指令、地址和数据)的一组信号线。
总线分为内部总线和外部总线,而内部总线又分为片级总线和系统总线。
片级总线包括数据总线、地址总线、控制总线、PC 总线、SPI 总线、SCI 总线等;系统总线包括IEA 总线、EISA 总线、VESA 总线、PCI 总线等;外部总线包括232c 、RS485、IEEE-488、、USB 等。
3. 大功率调理电路:光电耦合器的结构、作用、用法。
当输入侧(即发光二极管)流过一定的电流IF 时,发光二极管开始发光,它触发光敏三极管使其导通;当撤去该电流时,发光二极管熄灭、三极管截止。
这样,就实现了以光路来传递信号,保证了两侧电路没有电气联系,从而达到了隔离的作用。
4. 说明固态继电器(SSR )中光电耦合器、零交叉电路的作用?在下面的电路图中,若使交流回路接通,I/O 接口电路应输出高电平还是低电平?答:①光电耦合器的作用:对输入输出进行隔离。
②零交叉电路的作用:可使交流电压变化到0V 附近时让电路接通,从而减少干扰。
③I/O 接口电路应输出高电平时,使交流回路接通。
5.模拟量输入通道一般由I/V 变换、多路转换器、采样保持器、A/D 转换器、接口及控制逻辑等组成。
在模拟量输入中,信号调理电路是 传感器 和 A/D 之间的桥梁; 在模拟量输出通道中,信号调理电路是 D/A 和 执行机构 的桥梁。
8. 简述数字PID 控制算法的改进措施(列出至少5项措施) 答:a 积分项的改进:(1)积分分离(2)抗积分饱和(3)梯形积分(4)消除积分不灵敏区 b 微分项的改进: ①不完全微分PID 控制算法②微分先行PID 控制算式c 时间最优PID 控制d 带死区的PID 控制算法6.试列举出四种常用的数字滤波算法,并简述其原理答:算术平均值法:要按输入的N 个采样为数据i x (i=1~N ),寻找这样一个y ,使y 与各采样值间的偏差的平方和为最小,使E=min[21()Nii y x =-∑],由一元函数求值原理得y=11ni i x N =∑;中位值滤波法:对被测参数连续采样m 次(m ≥3)且为奇数,并按大小顺序排列,再取中间值作为本次采样的有效数据;限幅值滤波法:由于大的随机干扰或采样器的不稳定,使得采样数据偏离实际值太远,为此采用上下限幅,即当y(n) H y ≥时,则取y(n)= H y (上限值);当y(n)L y ≤时,则取y(n)= L y (下限值);当L y <y(n)< H y 时,则取y(n).而且采用限速,即当|y(n)-y(n-1)| ≤∆0y 时,则取y(n);当|y(n)-y(n-1)|>∆0y 时,则取y(n)=y(n-1)。
运动控制A 试卷 河南工业大学

.2013 至 2014学年第 一 学期《运动控制系统》试卷A 卷出卷教师:李智强 适应班级:自动F0601~0606 考试方式:闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 70 %题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 核分人 得分复查总分 总复查人(本题 20 分)一、填空题(每空1分)1. 直流拖动控制系统中,调节直流电动机转速的方法可以有 调节电枢电压 、改变电枢回路电阻和 减弱励磁磁通 等三种方法。
2. 异步电动机在基频以下有恒定子磁通、恒气隙磁通 和恒转子磁通 等三种电压频率协调控制方式。
3. 在直流调速系统数字控制中,采用旋转式光电编码盘的数字测速方法有 M 法、 T 法和 M/T 法等三种。
(考)4. 异步电动机的动态数学模型时一个高阶 、 非线性 、 强耦合 的多变量系统。
(考)5. 在V-M 系统中,由于电流波形的脉动,可能出现电流的连续和断续,抑制电流脉动的措施主要是 增加电路相数或采用多重化技术 和 设置电感量足够大的平波电抗器。
(烤)6. 双闭环直流调速系统的起动过程分为 电流上升 、 恒流升速 和 转速调节 等三个阶段。
(考)7. 从整体结构上看,电力电子变压变频器可分为 交-交变频器 和 交-直-交变频器 两大类。
8. 在直流双闭环调速系统中,外环是 转速调节器 环,内环是 电流调节器 。
考 PS:1:电压模型更适合中高速,电流模型适合低速(考)3:增量式PI 算法只需输出限幅,而位置式同时设积分限幅和输出限幅。
(考) 4:异步电动机的动态模型:磁链方程,电压方程,转矩方程,运动方程 考 :1自然采样2:规则采样3:消除指定次数的谐波(130 131)(本题 10 分)二、判断题(每题1分)1.微机数字控制系统的主要特点是离散化和数字化。
( √ )2. 在实际直流调速系统中,很少单独使用电流正反馈的补偿控制,只是在电压(或转速)负反馈系统的基础上,加上电流正反馈补偿,作为减小静差的补充措施。
2011--2012年重庆理工大学运动控制系统试卷word版

一、填空题(20)1、调节直流电动机的转速有三种方法分别是降压调速、弱磁调速、能耗调速。
2、晶闸管整流装置的传递韩式近似为一阶惯性环节3、转速、电流双闭环调速系统再启动时,转速调节器将经历不饱和、饱和、退饱和三个工作状态。
4、控制系统的动态控制性能指标包括对给定信号跟随性能指标和抗扰动性能指标,其中跟随性能指标有上升时间、超调量、调节时间5、采用旋转编码器的数字测速中M法适用于高速,T法适用于低速。
6、可逆晶闸管一直流电动机调速系统,有两个静态环流,α=β,配合控制是为了消除直流平均环流,在环路回路中串入电抗器是为了抑制瞬时脉动环流。
7、按处理转差功率的方式,异步电动机调速系统分为三类,其中异步电动机调压调速属于转差功率消耗性调速系统,异步电动机串级调速属于转差功率回馈型调速系统,异步电动机变压变频调速属于转差功率不变型调速系统8、采用SPVWM控制,其基本电压矢量中有6个有效工作矢量,在空间角度互差π/39、3/2变换的等效原则是产生的磁动势相等,简化定极子的自感二、简答题1、为什么用积分控制的调速系统是无静差的?在转速单闭环调速系统中,当积分调节器的输入偏差电压不变时,调节器的输出电压决定于哪些因素?答:因为积分调节器能在电压偏差为零时仍有稳定的控制电压输出,从而克服了比例调节器必须要存在电压偏差才有控制电压输出这一比例控制的调速系统存在静差的根本原因。
当积分调节器的输入偏差电压为零时,调节器输出电压应为一个恒定的积分终值。
它取决于输入偏差量在积分时间内的积累,以及积分调节器的限幅值。
2、转速、电流双闭环调速系统中,转速调节器起什么作用?1、使被调量转速跟随给定转速变化,保证稳态无静差。
2、其稳态输出值正比于电动机稳态工作电流值(由负载大小而决定),输出现幅值取决于电动机允许最大电流(或负载允许最大转矩)。
3、对负载扰动起抗扰作用。
3、异步变压变频调速系统在基频以下是如何控制的?在基频以上是如何控制的?基频以下保证Us/f1为定值,因为要充分利用气隙磁通,就要保证磁通不变。
《运动控制》练习题及答案解析精选全文

精选全文完整版(可编辑修改)《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 )。
801控制原理考纲哈工大

硕士研究生入学考试大纲
课程名称:【801 】控制原理
一、考试要求要求考生全面掌握控制原理的基本概念和基础理论,并具有运用基本概念和基础理论分析问题与解决问题的能力。
二、考试内容
1) 控制系统的数学描述控制系统的运动方程式控制系统的传递函数控
制系统的方框图及其简化信号流图控制系统的状态空间描述
2) 线性连续控制系统的分析线性系统的时域法线性系统的根轨迹法线
性系统的频域法线性系统的状态空间法
3) 线性离散控制系统的分析线性系统的离散化脉冲传递函数线性离散控制
系统的分析与计算
4) 非线性系统的分析
相平面法描述函数法
5) 线性连续控制系统的综合
PID 控制规律控制系统的校正线性系统的状态空间综合法
三、试卷结构考试时间:180 分钟,满分150 分。
题型结构
简答题( 20 分) 分析、计算题( 100 分) 理论题( 30 分)
四、参考书目
(1) 裴润,宋申民,《自动控制原理》(上、下册)修订版,哈尔滨工业大学出版社,2011
(2) 胡寿松,《自动控制原理》第六版,科学出版社,2013
(3) Katsuhito Ogata ,《现代控制工程》第五版,电子工业出版社,2011。
哈工大 研究生 控制理论 17试题

1. 简答 10分1)状态方程的解分为哪两部分?解的响应性质由什么决定?2分2)写出线性定常连续系统的李雅普诺夫方程,并指出其李雅普诺夫函数。
2分3)写出线性定常系统能控性矩阵,并给出系统能控的充要条件。
2分4)画出状态观测器框图,并说明反馈增益阵的作用。
4分2. 列写状态空间表达,10分1)单摆摆锤质量m ,摆锤质心到转动轴距离l 。
受控制力矩u 、粘性摩擦力矩(粘性摩擦力矩系数B )和重力矩作用。
忽略单摆臂重量以及摆锤绕自身质心的转动惯量。
以控制力矩为输入,单摆角度为输出,列写其状态空间表达。
2.5分2)系统传递函数为3320.13443y s s u s s s++=++,将其转化为状态空间表达。
2.5分 3)已知控制系统传递函数方块图如图所示,r 为指令输入,d 为干扰输入,y 为系统输出。
求系统的状态空间表达。
5分3. 回答以下问题。
12分1) 系统的状态方程为0145X X ⎡⎤=⎢⎥--⎣⎦,设采样间隔T=0.01s ,试求离散化后状态方程(即X (k +1)与X (k )的关系)。
计算结果可保留自然指数。
7分2) 已知线性定常系统的矩阵指数为22222222t tt t At t t t t e e e e e e e e e --------⎡⎤--=⎢⎥-+-+⎣⎦,试利用矩阵指数性质求系统特征阵及矩阵指数阵的逆矩阵。
5分4. 系统的状态方程为:12321233x x x x x =⎧⎨=--⎩,利用李雅普诺夫第二法判定其稳定性。
8分5. 系统状态方程为:010000100231X X u ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦,要求闭环系统响应无超调无振荡,响应达到95%的时间为0.3s 。
试求状态反馈增益阵K 以及输入增益K r 。
10分。
哈尔滨理工大学自动控制原理历年真题2016

哈尔滨理工大学自动控制原理历年真题2016 1.[单选题] *A.临界阻尼系统B.欠阻尼系统(正确答案)C.过阻尼系统D.零阻尼系统2.[单选题] *AB(正确答案)CD3.[单选题] *A.(正确答案)B.C.D.4.[单选题] *ABCD(正确答案) 5.[单选题] *A.0.6B.0.707C.0(正确答案)D.16. 开环控制系统的的特征是没有 [单选题] *A.执行环节B.给定环节C.反馈环节(正确答案)D.放大环节7.[单选题] *A.0B.∞C.0.75(正确答案)D.38.[单选题] *A.1B.1.5C.2(正确答案)D.39. 若二阶系统的调整时间长,则说明 [单选题] *A.系统响应快B.系统响应慢(正确答案)C.系统的稳定性差D.系统的精度差10.[单选题] *A.1B.2C.3(正确答案)D.411.[单选题] *A(正确答案)BCD 12. 对控制系统输出的基本要求是 [单选题] *ABCD(正确答案)13.[单选题] *ABCD(正确答案)14.[单选题] *ABC(正确答案)D15. 若某系统的根轨迹有两个起点位于原点,则说明该系统 [单选题] *A.含两个理想微分环节B.含两个积分环节(正确答案)C.位置误差系数为0D.速度误差系数为016. 已知某些系统的开环传递函数如下,属于最小相位系统的是 [单选题] *选项1选项2(正确答案)选项69选项70 17.[单选题] *AB(正确答案)CD18. 闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的 [单选题] *A.低频段B.开环增益C.高频段D.中频段(正确答案)19.[单选题] *A.0B.∞C.10D.20(正确答案)20. 已知开环幅频特性如图所示,则图中不稳定的系统是[单选题] *A.图1B.图2(正确答案)C.图3D.都不稳定。
运动控制哈理工考试必过版

按技术发展进程分类按控制方式分类按运动方式分按驱动方式分按负载能力及工作范围分按完成功能分按应用领域分按特征分机器人控制系统分为三层:1.人工智能层:进行图像信息处理,向下一层发出行为指令。
2.控制中枢层:接收上一级的行为指令,进行控制及协调运算,向下一级发送控制命令。
3.控制信号输出层:接收控制中枢层的指令,向伺服系统发送具体驱动信号。
⏹运动控制:是指运动单元以非常准确的设定速度在规定时间到达准确位置的可控运动运动控制系统是由被控对象、数字传感器、执行元件-驱动系统、相关运动控制板集合而成的系统。
⏹运动控制系统通过对电机力矩、速度和位置着三个变量的控制,来实现对运动单元的运动任务。
⏹伺服的种类:直流有刷电机、直流无刷电机、交流伺服电机⏹传感器是将被测量(包含各种物理量,化学量和生物量等),变成系统可识别的,与被测量有确定对应关系的有用电信号的一种装置。
⏹运动控制系统中常用的数字传感器有:增量式传感器、绝对式传感器、光学传感器、触觉传感器等。
⏹位置传感器提供电机轴实时的位置和速度信号。
⏹电压分解型位置传感器:⏹旋转变压器,在励磁线圈的激励下,产生正弦和余弦信号,然后再把正/余弦信号从模拟量转换成数字量,从而提供输出轴的绝对位置。
⏹增量式编码器通常在旋转时产生两路信号,这两路信号记录了旋转的脉冲数,同时由于两路信号相差90度。
⏹增量编码器还会给出一个零度标志信号,来判断电机转一圈的绝对位置。
⏹绝对式位置传感器通过二进制码盘,输出一组唯一的二进制编码,以判断此刻的绝对位置。
传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。
(1) 敏感元件:直接感受被测量,并以确定关系输出一个物理量;(2) 转换元件:将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数量;(3) 基本转换电路:将电路参数量转换成便于测量的电量。
✓光电编码器由光源、光栅码盘和光敏元件3部分组成,直接输出数字式电脉冲信号✓光电编码器有增量式和绝对值式两种,也有将两者结合为一体的混合式编码器转轴码盘及狭缝光敏元件批示光栅及辨向用的A、B狭缝光源ABC零位标志光电编码器工作原理增量式编码器脉冲数直接与位移的增量成正比的编码器称作增量式编码器,常用的圆形增量式编码器每转发出500~5000个脉冲,高精度编码器可达数万个脉冲。
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按技术发展进程分类按控制方式分类按运动方式分按驱动方式分按负载能力与工作范围分按完成功能分按应用领域分按特征分机器人控制系统分为三层:1.人工智能层:进行图像信息处理,向下一层发出行为指令。
2.控制中枢层:接收上一级的行为指令,进行控制与协调运算,向下一级发送控制命令。
3.控制信号输出层:接收控制中枢层的指令,向伺服系统发送具体驱动信号。
⏹运动控制:是指运动单元以非常准确的设定速度在规定时间到达准确位置的可控运动运动控制系统是由被控对象、数字传感器、执行元件-驱动系统、相关运动控制板集合而成的系统。
⏹运动控制系统通过对电机力矩、速度和位置着三个变量的控制,来实现对运动单元的运动任务。
⏹伺服的种类:直流有刷电机、直流无刷电机、交流伺服电机⏹传感器是将被测量(包含各种物理量,化学量和生物量等),变成系统可识别的,与被测量有确定对应关系的有用电信号的一种装置。
⏹运动控制系统中常用的数字传感器有:增量式传感器、绝对式传感器、光学传感器、触觉传感器等。
⏹位置传感器提供电机轴实时的位置和速度信号。
⏹电压分解型位置传感器:⏹旋转变压器,在励磁线圈的激励下,产生正弦和余弦信号,然后再把正/余弦信号从模拟量转换成数字量,从而提供输出轴的绝对位置。
⏹增量式编码器通常在旋转时产生两路信号,这两路信号记录了旋转的脉冲数,同时由于两路信号相差90度。
⏹增量编码器还会给出一个零度标志信号,来判断电机转一圈的绝对位置。
⏹绝对式位置传感器通过二进制码盘,输出一组唯一的二进制编码,以判断此刻的绝对位置。
传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。
(1) 敏感元件:直接感受被测量,并以确定关系输出一个物理量;(2) 转换元件:将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数量;(3) 基本转换电路:将电路参数量转换成便于测量的电量。
✓光电编码器由光源、光栅码盘和光敏元件3部分组成,直接输出数字式电脉冲信号✓光电编码器有增量式和绝对值式两种,也有将两者结合为一体的混合式编码器转轴码盘及狭缝光敏元件批示光栅及辨向用的A、B狭缝光源ABC零位标志光电编码器工作原理增量式编码器脉冲数直接与位移的增量成正比的编码器称作增量式编码器,常用的圆形增量式编码器每转发出500~5000个脉冲,高精度编码器可达数万个脉冲。
工作原理:增量式编码器的指示光栅上有A组与B组两组狭缝,彼此错开1/4节距,两组狭缝相对应的光敏元件所产生的信号A、B彼此相差90 相位,用于辩向。
A、B两相的作用☆根据脉冲的数目可得出被测轴的角位移;☆根据脉冲的频率可得被测轴的转速;☆根据A、B两相的相位超前滞后关系可判断被测轴旋转方向。
☆后续电路可利用A、B两相的90°相位差进行细分处理(四倍频电路实现)。
码盘里圈,还有一根狭缝C,每转能产生一个脉冲,该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲,作为测量的起始基准。
C 相的作用☆被测轴的周向定位基准信号;☆被测轴的旋转圈数记数信号增量式旋转编码器的特点:⏹ 编码器每转动一个预先设定的角度将输出一个脉冲信号,通过统计脉冲信号的数量来计算旋转的角度,因此编码器输出的位置数据是相对的 ⏹ 由于采用固定脉冲信号,因此旋转角度的起始位可以任意设定 ⏹ 由于采用相对编码,因此掉电后旋转角度数据会丢失需要重新复位特点:数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号。
根据旋转脉冲数量可以转换为速度选型: - 旋转一周对应的脉冲数 (256, 512, 1024, 2048)- 输出信号类型 (TTL, HTL, push-pull mode)- 电压类型 (5V , 24V)- 最大分辨速度优点: - 分辨能力强- 测量范围大 (100-10.000 inc./rotationalmotion)- 适应大多数情况缺点: - 断电后丢失位置信号- 技术专有,兼容性较差⏹ 1.增量式光电编码器的分辨率,“脉冲、转” PPR ,转盘上缝隙越多,分辨率越高,通常2500PPR 。
⏹ 6.一平台采用电机加减速机的控制方式,减速机输出直接驱动台体运动,使用增量式编码器反馈,编码器分辨率为5000脉冲/转,︒=⨯︒=036.042500360α减速机减速比200:1,反馈到控制器经过4倍频,此时控制器输出一个脉冲,台体转动度。
(1分)⏹绝对式编码器:二进制码盘:在二进制码盘中,码道从外到里按二进制刻制,外层为最低位,里层为最高位,⏹二进制码盘在转动时,可能出现两位以上的数字同时改变,导致“粗大误差”的产生。
旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。
当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时,输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系,或保持某一比例关系,或在一定转角范围内与转角成线性关系。
它主要用于座标变换、三角运算和角度数据传输,也可以作为两相移相器用在角度数字转换装置中,目前主要用于角度位置伺服控制系统中莫尔条纹纹距B 与光栅节距w 和倾角θ之间的关系:光栅横向移动一个节距w ,莫尔条纹正好沿刻线上下移动一个节距B ,用光电元件检测莫尔条纹信号的变化就可以测量光栅的位移。
例:当 w = 0.01mm ,θ= 0.01 red ,则 B = 1mm ,将栅距放大100倍的莫尔条纹宽度。
辨向为了辨别运动方向,需配置两个彼此错开1/4纹距的光电元件,使输出电信号彼此在相位上差90°,若以其中的一个作为参考信号,则另一个信号将超前或滞后参考信号90°,由此来确定运动方向。
(4) 倍频倍频又称为细分,倍频数就是指在莫尔条纹一个周期的范围内,等距离安装的感光元件的数目,从而在一个周期内产生若干个脉22sin/ θw = B冲,达到细分的目的。
提高倍频数可以提高光栅的最小读数值,提高分辨率,精密机床的测量常采用高倍频。
例:栅距w = 0.01mm,十倍频后,最小读数值1mm.与一般机械系统比较,运动控制系统机械系统的要求:•①定位精度要高•②响应速度要快•③稳定性高•常常提出:无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比•传动机构的种类:齿轮传动机构、滚珠丝杠副、滑动丝杠副、同步带传动副、间歇机构等.•传动机构的特点:传动精度要高、响应速度要快、稳定性高.机械系统----三大结构:影响因素①传动机构:考虑与伺服系统相关的精度、稳定性、快速响应等伺服特性②导向机构:考虑低速爬行现象③执行机构:考虑灵敏度、精确度、重复性、可靠性机械刚度是指机床进给系统中的机械部件在载荷的作用下,产生单位变形所需要的载荷的大小,它反映了机械结构抵抗变形的能力。
⏹ 伺服刚度和机械刚度是两个不同的概念,它是指整个伺服系统,从控制系统到工作台表现出来的抵抗外力而不产生位置偏差的能力。
⏹ 伺服刚度又有伺服静刚度和伺服动刚度之分。
10伺服系统的组成➢伺服驱动器(位置、速度控制单元)➢驱动元件(电机)➢检测与反馈单元➢机械执行部件作用:接受控制器发出的进给速度和位移指令信号,由伺服驱动器作一定的转换和放大后,经伺服电机(直流、交流伺服电机、功率步进电机等)和机械传动机构,驱动机床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。
位置控制调节调节与驱动实际实际器速度控制检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件位置反馈速度反馈CNC 插补指令交直流伺服系统的比较:直流伺服驱动技术受电机本身缺陷的影响,其发展受到了限制。
直流伺服电机存在机械结构复杂、维护工作量大等缺点,在运行过程中转子容易发热,影响了与其连接的其他机械设备的精度,难以应用到高速与大容量的场合,机械换向器则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。
交流伺服电机克服了直流伺服电机存在的电刷、换向器等机械部件所带来的各种缺点,特别是交流伺服电机的过负荷特性和低惯性更体现出交流伺服系统的优越性。
所以交流伺服系统在工厂自动化(FA)等各个领域得到了广泛的应用。
伺服电机是一种受输入电信号控制,并作出快速响应的电机,其堵转转速与控制电压成正比,转速随着转矩的增加而近似线性下降,调速范围宽,当控制电压为零时能够立即停止。
➢运动控制中常用的伺服电机类型:•①直流(DC)伺服电机•②无刷直流伺服电机•③交流(AC)伺服电机•④步进电机。
•按照功率的不同,伺服电机可分为:•小功率随动系统(100W以下)•中功率随动系统(100~500W)•大功率随动系统(500W以上•永磁同步电机具备十分优良的低速性能、可以实现弱磁高速控制,调速范围宽广、动态特性和效率都很高,已经成为伺服系统的主流之选。
•异步伺服电机虽然结构坚固、制造简单、价格低廉,但是在特性上和效率上存在差距,只在大功率场合得到重视。
•在运动控制系统中,需要对电机的转矩、速度和位置等物理量进行控制。
• 从控制的角度来看,对直流电机驱动与控制过程有电流反馈、速度反馈和位置反馈等控制形式。
1s 1s SPEED=10ACCEL=10DECEL=102s 1s SPEED=10ACCEL=5DECEL=101s 2sSPEED=10ACCEL=10DECEL=5Velocity ProfilesSPEEDA C C E LD EC E L Basic Motion10MOVE(30)MOVE(50)MOVEABS(50)(110)MOVE(-80)2030405060708090100110Relative & Absolute MovesSingle Axis MotionMOVEABSDEFPOS(pos)Define absolute value for current positionDATUM FunctionsOFFPOS Offset the current position by a relative amountDATUM(seq)Perform a preset datum sequenceSingle Axis MotionREPDIST / REP_OPTIONREP_DIST Value at which encoder count will reset Value at which encoder count will reset REP_OPTIONSelect repeat mode for REPDISTSelect repeat mode for REPDIST REP_OPTION=0MPOS can go +/-REPDISTREP_OPTION=1MPOS 0 --> REPDIST0REP_DISTREP_DISTSingle Axis MotionMOVE(1,0)MOVE(0,1)MOVE(-1,0)MOVE(0,-1)MOVEABS(1,0)MOVEABS(1,1)MOVEABS(0,1)MOVEABS(0,0)Relative vs Absolute Moves (1)Multi-Axis InterpolationMulti-Axis Interpolation(1)MOVECIRC(1)MOVECIRC (endx,endy,cx, cy, dir)endx,endy(cx,cy)start NOTE: Endpoint & Centre values are RELATIVE to start position.Multi-Axis InterpolationMulti-Axis Interpolation(2)(Direction Parameter)MOVECIRC(2)(Direction Parameter)Direction = 1MOVECIRC (10,10,10,0,1)Direction = 0MOVECIRC (10,10,10,0,0)Multi-Axis InterpolationMulti-Axis InterpolationPMAC 的含义:PMAC 是program multiple axis controller 可编程的多轴运动控制卡。