一类位置随动系统的测速反馈控制
《位置随动系统》课件2
影响因素
提高方法
提高定位精度的常见方法包括优化机 械结构设计、选用高性能的电机和传 感器、采用先进的控制算法等。
定位精度受到多种因素的影响，如系 统机械结构的精度、驱动电机的性能 、控制算法的优化等。
重复定位精度
重复定位精度
重复定位精度是指位置随动系统 在多次重复执行同一动作时，到
达目标位置的一致性。
总结词
新控制算法的应用将提高位置随动系统 的响应速度和定位精度。
VS
详细描述
随着人工智能和机器学习技术的发展，越 来越多的新控制算法被应用于位置随动系 统中。这些算法能够通过学习系统的历史 数据，自动调整系统的参数，提高系统的 响应速度和定位精度。同时，新控制算法 的应用还能够降低能耗，延长系统使用寿 命。
应用领域
应用领域
位置随动系统广泛应用于数控机床、 机器人、雷达、导弹、卫星等高精度 、高速度控制领域。
具体应用举例
数控机床的伺服系统、工业机器人的 关节驱动系统、雷达天线的跟踪系统 等。
02
CATALOGUE
位置随动系统的组成
驱动部分
驱动方式
介绍位置随动系统的驱动方式，如步进电机、伺服电机等。
系统集成化与模块化
总结词
系统集成化与模块化将简化位置随动系统的 设计和制造过程。
详细描述
未来位置随动系统将更加注重集成化和模块 化设计。通过将多个功能模块集成到一个系 统中，可以大大简化系统的设计和制造过程 ，提高系统的可靠性和可维护性。同时，模 块化设计还方便对系统进行升级和扩展，满 足不同应用场景的需求。
闭环控制特点
闭环控制系统具有较高的控制精度和抗干扰能力，但系统复杂度较高，实现难度较大。
闭环控制应用场景
第5章 位置随动系统
第五章位置随动系统内容提要前面四章所讨论的直流调速系统解决了直流电动机的调速问题，被调量一般都是转速。
但在实际生产中，电动机带动生产机械运动的表现不一定都是转速，也可能是使生产机械产生一定的位置移动，这时需要控制的量就不再是转速，而是控制对象的角位移或线位移，此时必须采用位置随动系统才能满足控制要求。
本章仅对位置随动系统中有别于调速系统的地方进行分析。
§5-1首先对位置随动系统的应用领域、基本组成及工作、与调速系统的区别极其分类等作简单介绍。
§5-2鉴于位置随动系统与调速系统不同之处首先是位置检测，故专设一节介绍位置检测元件。
§5-3通过对采用自整角机位置随动系统的剖析，介绍位置随动系统的组成及工作原理、动态数学模型的建立、稳态误差的分析计算、动态性能的特点及动态校正装置的设计等问题。
§ 5-1 位置随动系统概述一、位置随动系统的应用位置随动系统是应用领域非常广泛的一类系统，它的根本任务就是实现执行机构对位置指令（给定量）的准确跟踪，被控制量（输出量）一般是负载的空间位移，当给定量随机变化时，系统能使控制量准确无误地跟随并复现给定量。
在生产活动中，这样的例子是很多的。
例如轧钢机压下装置的控制，在轧制钢材的过程中，必须使上下两根轧辊之间距离能按工艺要求进行自动调整；数控机床的加工轨迹控制和仿形机床的跟随控制；轮船上的自动操舵装置能使位于船体尾部的舵叶的偏转角模仿复制位于驾驶室的操舵手轮偏转角，以便按照航行要求来操纵船舶的航向；火炮群跟踪雷达天线或电子望远镜以瞄准目标的控制；以及机器人的动作控制。
以上这些都是位置随动系统的具体应用。
位置随动系统中的位置指令（给定量）和被控制量一样也是位移（或代表位移的电量），当然可以是角位移，也可以直线位移，所以位置随动系统必定是一个位置反馈控制系统，位置随动系统是狭义的随动系统，从广义来说随动系统的输出量不一定是位置，也可以是其他的量，例如第二章中的转速、电流双闭环调速系统中的电流环实际上可看成是一个电流随动系统，采用多电机拖动的多轴纺织机和造纸机可认为是速度的同步随动系统等等。
西交20春《电力拖动自动控制系统》在线作业参考答案1
西交《电力拖动自动控制系统》在线作业
试卷总分:100 得分:100
一、单选题(共30 道试题,共60 分)
1.绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（）。
A.0<s<1，输出功率低于输入功率
B.s<0，输出功率高于输入功率
C.0<s<1，输出功率高于输入功率
D.s<0，输出功率低于输入功率
答案:B
2.调速系统在调试过程中,保护环节的动作电流应调节成( )。
A.熔断器额定电流大于过电流继电器动作电流大于堵转电流
B.堵转电流大于过电流继电器电流大于熔断器额定电流
C.堵转电流等于熔断器额定电流
答案:A
3.在自动调速系统中,电流正反馈主要补偿( )上电压的损耗。
A.电枢回路电阻
B.电源内阻
C.电枢电阻
D.电抗器电阻
答案:C
4.在伯德图上，截止频率越高，则系统的（）。
基于matalab软件的随动系统的控制设计及仿真
基于matalab软件的随动系统的控制设计及仿真作者：王泉来源：《科技资讯》2013年第01期摘要：本文对一小功率随动系统进行了分析研究。
并对系统进行了建模，构造了其具体的系统框图；并利用Matlab软件对系统进行了多次仿真，最终为本系统设计了一种串联校正方案，使得系统的性能达到了较高水平。
关键词：随动系统建模 Matlab软件仿真串联校正中图分类号：TP273.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（a）-0032-01随动系统在工程设计中的应用十分广泛，其物理定义为：在控制系统中若给定的输入信号是预先未知且随时间变化，并且系统的输出量随输入量的变化而变化的一种特殊系统。
对于闭环自动控制设备的随动系统，它在生产过程中对运动对象的控制及定位、瞄准、跟踪步骤中起着重要作用，已经成为各种调节系统的必备成分。
本文针对小功率随动系统进行了建模研究，并设计了一种串联校正方案，其实验方法可供参考。
1 系统模型的建立位置随动系统是一类反馈控制系统，其原理为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确定精度的电量，利用反馈装置随时检测出被控设备的实际位移（转化为电量）与初始指令进行比较，把偏差信号放大后，控制执行电机向消除偏差的方向旋转直到达到要求为止。
这就是一个简单的位置随动系统结构模型。
1.1 随动系统的模型图（如图1）2 校正前的系统分析小功率随动系统因电机的电枢电阻较大，允许的过载倍数较高，且不必过多限制过渡过程中的电流，为提升系统的快速性，可不设置转速环和电流环。
用SIMULINK进行动态仿真，得出系统校正前的阶跃响应曲线和BODE图，如图2和3所示。
3 由未校正系统得出结论图中所得Gm=-7.57，Pm=-3.2352，Wg=31.6228，Wc=48.8475。
该系统校正前的阶跃响应曲线是发散的，说明系统不稳定，必须进行校正。
4 系统的串联校正提升增益系数Kp能够降低系统的静态误差、缩小过渡过程时间和上升时间；提升积分增益系数Ki，能够降低系统的静态误差；而提升微分增益系数Kd能够降低系统的超调量、缩小过渡过程时间、而对系统的上升时间和静态误差的影响不大。
一类位置随动系统的测速反馈控制
一类位置随动系统的测速反馈控制1位置随动系统原理1.1位置随动系统工作原理图1-1位置随动系统原理图该系统为一自整角机位置随动系统，用一对自整角机作为位置检测元件，并形成比较电路。
发送自整角机的转子与给定轴相连：接收自整角机的转子与负载轴（从动轴）相连。
TX 与TR 组成角差测量线路。
若发送自整角机的转子离开平衡位置转过一个角度r θ，则在接收自整角机的单相绕组转子的单相绕组上将感应出一个偏差电压e u ，它是一个振幅为em u 、频率与发送自整角机激励相同的交流调制电压。
即sin e em u u t ω=∙在一定范围内，em u 正比于r c θθ-，即[]em e r c u k θθ=-，所以可得[]sin e e r c u k t θθω=-这就是随动系统中接收自整角机所产生的偏差电压的表达式，它是一个振幅随偏差()r c θθ-的改变而改变的交流电压。
因此，e u 经过交流放大器放大，放大后的交流信号作用在两相伺服电动机两端。
电动机带动负载和接收自整角机的转子旋转，实现r c θθ=，以达到跟随的目的。
为了使电动机转速恒定、平稳，引入了测速负反馈。
系统的被控对象是负载轴，被控量使负载轴转角c θ，电动机是执行机构，功率放大器器信号放大作用，调制器负责将交流调制为直流电供给直流测速发电机工作电压，测速电动机是检测反馈元件。
1.2单元电路模块分析1.2.1自整角机自整角机是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。
则自整角机的表达式为()[()()]()r c u t K t t K t εεθθθ=-=∆在零初始条件下，拉氏变换为()()u s K s εθ=∆，则自整角机的传递函数为1()()()u s G s K s εθ==∆ 自整角机的结构图如图1-2所示图1-2 自整角机1.2.2功率放大器由于运算放大器具有输入阻抗很大，输出阻抗小的特点，在工程上被广泛用来作信号放大器。
随动系统控制原理
随动系统控制原理随动系统控制原理是指一种自动控制系统，其目的是根据外部输入信号或反馈信号，使系统的输出能够追随或响应这些信号的变化。
随动系统广泛应用于工业控制、航空航天、自动化生产等领域，能够实现对复杂系统的高效控制。
随动系统的控制原理主要包括以下几个方面：1. 反馈控制：随动系统通过传感器获取系统的输出信号，并将其与期望值或输入信号进行比较，从而实现反馈控制。
反馈控制可以使系统具有自适应能力，能够根据外部条件的变化及时调整系统的输出。
2. 控制算法：随动系统的控制算法是实现系统控制的核心部分，常见的控制算法包括比例控制、积分控制、微分控制以及PID控制等。
这些控制算法能够根据系统的特性和要求，对系统的输出进行精确调节和控制。
3. 系统建模：在设计随动系统控制器之前，需要对系统进行建模分析，包括系统的动态特性、传递函数、稳定性等。
通过系统建模可以更好地了解系统的工作原理，为控制器的设计提供参考依据。
4. 稳定性分析：随动系统的稳定性是系统控制的重要指标，稳定的系统能够在外部干扰的情况下保持稳定的输出。
通过稳定性分析可以评估系统的控制性能，避免系统出现不稳定的情况。
5. 实时性要求：随动系统控制原理要求系统能够实时响应外部信号的变化，保持系统的稳定性和准确性。
因此，控制系统的响应速度和实时性是设计控制器时需要考虑的重要因素。
综上所述，随动系统控制原理是一种重要的控制方法，通过合理的控制算法和反馈控制实现系统的自动控制和调节。
掌握随动系统控制原理，能够提高系统的控制性能，实现系统的高效运行和稳定控制。
在实际应用中，随动系统控制原理被广泛应用于各个领域，为工程技术的发展和自动化生产的实现提供了重要的技术支持。
自动控制原理课程设计
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: 一类位置随动系统的滞后校正初始条件：图示为一位置随动系统，放大器增益为Ka=15，电桥增益6K=,测速电机增益εk=，Ra=7Ω，La=10mH，J=0.005kg.m/s2，J L=0.03 kg.m/s2,f L=0.08,C e=1,Cm=3,f=0.1,K b 2t＝0.2,i=0.02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，并设计滞后校正装置，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，比较校正前后区别，并说明原因。
时间安排：1.15～16 明确设计任务，建立系统模型1.17～19 计算频域性能指标，设计校正装置1.23～24 仿真分析，撰写课程设计报告指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日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。
在很多情况下，随动系统特制被控量是机械位移的比还控制系统。
控制技术的发展，使随动系统得到了广泛的应用。
位置随动系统是反馈控制系统，是闭环控制，调速系统的给定量是恒值，希望输出量能稳定，因此系统的抗干扰能力往往显得十分重要。
而位置随动系统中的位置指令是经常变化的，要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性和准确性成了位置随动系统的主要特征。
简言之，调速系统的动态指标以抗干扰性能为主，随动系统的动态指标以跟随性能为主。
在控制系统的分析和设计中，首先要建立系统的数学模型。
控制系统的数学模型是描述系统内部物理量（或变量）之间关系的数学表达式。
在自动控制理论中，数学模型有多种形式。
时域中常用的数学模型有微分方程、差分方程和状态方程；复数域中有传递函数、结构图；频域中有频率特性等。
运动控制系统第6章位置随动系统
2）定位精度与速度控制范围 定位精度是评价位置随动系统控制准确度的性能指标。系统最终定 位点与指令目标值间的静止误差定义为系统的定位精度。 位置伺服系统，应当能对位置输入指令输入的最小设定单位（1脉 冲当量），作出相应的响应。为了实现这一目标，一是要采用分辨 率足够高的位置检测器，二是要求系统的速度单元具有足够宽的调 速范围，也就是说速度单元要有较好的低速运行性能。 图6-3为速度控制单元的输入输出特性
2. 交流伺服电动机
在现代伺服系统中，更多的采用交流伺服电动机。交流伺服电动机可 以是异步电动机或者永磁同步电动机。
交流异步伺服电动机有下述特点：
1）采用二相结构，电动机定子上布置有空间相差90º电角度的二相绕组， 一相称励磁绕组，一相称控制绕组，分别施加相位差90º的交流电压；
2）励磁绕组电压不变控制绕组电压为零时，旋转磁场变成了静止脉动磁 场，电动机立即停止转动，克服了普通异步电动机失电时的“自转”现象， 符合机床的要求；
6.2.4 数控机床的轨迹控制原理及其实现
1. 数控插补概述 以数控机床为例，其控制的目标是被加工的曲线或曲面，在加工过程
中要随时根据图纸参数求解刀具的运动轨迹，其计算的实时性有时难 以满足加工速度的需求。因此实际工程中采用的方法是预先通过手工 或自动编程，将刀具的连续运动轨迹分成若干段，而在执行程序的过 程中实时地将这些轨迹段用指定的具有快速算法的直线、圆弧或其它 标准曲线予以逼近。 插补是一个实时进行的数据密化过程。轨迹插补与坐标轴位置伺服是 数控机床的二个主要环节。 插补必须实时完成，因此除了要保证插补运算的精度外,还要求算法简 单。一般采用迭代算法。 就目前普遍应用的算法而言，可以分为两大类：脉冲增量插补，数据 采样插补。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。