机电与控制技术PPT课件
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机电传动控制(第五版)完整及其复习ppt课件
总复习
第一章 概述
• 定义：以电动机为原动机（动力源）驱动生产机 械的系统的总称。
• 目的：将电能转换为机械能，实现生产机械的启 动、停止及速度调节，满足各种生产工艺过程的 要求，保证生产过程的正常进行。
编辑版pppt
1
机电传动技术的发展
• 动力源：蒸汽机，内燃机，电动机 • 机电传动方式：
成组拖动：一台电机拖动多台设备，老方式，传 动机构复杂，效率低。 单电机拖动：一台电机拖动一台设备，比成组方 式进步。 多电机拖动：多台电机拖动一台设备，现代的传 动方法。
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15
2、机电系统稳定运行的条件
1) 必要条件
☞ 电动机的输出转矩TM和负载转矩TL大小相等，
方向相反。
☞ 从T—n 坐标上看，就是电动机的机械特性曲线 n =f(TM)和生产机械的机械特性曲线n =f(TL)
必须有交点，交点被称为平衡点。
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16
2) 充分条件
☞ 系统受到干扰后，要具有恢复到原平衡状态的 能力，即：
编辑版pppt
12
直线型负载特性
☞ 直线型负载的负载转矩TL的大小与转速n的大小
成正比，即 ：
TLCn
其中：C为常数。
特性曲线如图所示。
编辑版pppt
13
恒功率型负载特性
☞ 恒功率型负载的负载转矩TL的大小与转速n的
大小成反比，即
TL
C n
其中：C为常数。例如机床。
特性曲线如图所示。
☞ 实际应用中，负载可能是单一类型的，也可以是几种 类型的复合。
☞ 正转时，在第一象限； 反转时，在第三象限。
编辑版pppt
23
2、人为机械特性
第一章 概述
• 定义：以电动机为原动机（动力源）驱动生产机 械的系统的总称。
• 目的：将电能转换为机械能，实现生产机械的启 动、停止及速度调节，满足各种生产工艺过程的 要求，保证生产过程的正常进行。
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1
机电传动技术的发展
• 动力源：蒸汽机，内燃机，电动机 • 机电传动方式：
成组拖动：一台电机拖动多台设备，老方式，传 动机构复杂，效率低。 单电机拖动：一台电机拖动一台设备，比成组方 式进步。 多电机拖动：多台电机拖动一台设备，现代的传 动方法。
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2、机电系统稳定运行的条件
1) 必要条件
☞ 电动机的输出转矩TM和负载转矩TL大小相等，
方向相反。
☞ 从T—n 坐标上看，就是电动机的机械特性曲线 n =f(TM)和生产机械的机械特性曲线n =f(TL)
必须有交点，交点被称为平衡点。
编辑版pppt
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2) 充分条件
☞ 系统受到干扰后，要具有恢复到原平衡状态的 能力，即：
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12
直线型负载特性
☞ 直线型负载的负载转矩TL的大小与转速n的大小
成正比，即 ：
TLCn
其中：C为常数。
特性曲线如图所示。
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恒功率型负载特性
☞ 恒功率型负载的负载转矩TL的大小与转速n的
大小成反比，即
TL
C n
其中：C为常数。例如机床。
特性曲线如图所示。
☞ 实际应用中，负载可能是单一类型的，也可以是几种 类型的复合。
☞ 正转时，在第一象限； 反转时，在第三象限。
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2、人为机械特性
《电机与电气控制技术(赵红顺 莫莉萍)》PPT课件 电机电气实验指导
常州机电职业技术学院电机与电气控制技术实验指导莫莉萍赵红顺主编目录第一部分电机实验 (1)实验一直流他励电动机起动、反转、制动 (3)实验二直流电动机实验 (6)实验三直流他励电动机的调速 (8)实验四单相变压器的空载试验 (10)实验五三相异步电动机空载和短路试验 (12)实验六三相异步电动机的工作特性 (14)第二部分电气控制电路实验 (17)实验一三相异步电动机单向起动控制线路的安装接线与通电调试 (17)实验二三相异步电动机正反转控制线路的安装接线与通电调试 (20)实验三三相异步电动机星一三角减压起动控制线路的安装接线与通电调试 (23)实验四双速电动机控制线路的安装接线与通电调试 (26)实验五三相异步电动机反接制动控制线路的安装接线与通电调试 (29)实验六三相异步电动机能耗制动控制线路的安装接线与通电调试 (32)实验七C6140T型普通车床控制线路常见电气故障检修 (35)实验八X6132型卧式万能铣床控制线路常见电气故障检修 (38)第一部分电机实验实验的基本要求实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能．培养学生学会根据实验目的拟定实验线路，选择所需仪表，确定试验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而提出实验报告。
在整个实验过程中，每个人必须严肃认真，集中精力，及时做好实验。
现按实验过程提出下列基本要求；一、实验前的准备：实验前应复习本课程有关内容，认真研读实验指导书，了解实验目的、内容、方法与步骤、明确实验过程中应注意的问题。
二、实验的进行：（一）建立小组，合理分工每次实验以小组为单位进行，每组由3—4人组成，推选组长一人，组长负责组织实验的进行及分配小组成员的工作，务求在实验过程中操作协调，数据准确。
（二）抄录铭牌，选择仪表实验前应首先熟悉被试机组，记录实验所需的电机及所用设备的铭牌和仪表量程，然后将仪表设备布置整齐，便于接线及测取数据。
（三）按图接线，力求简明接线原则是先串联主回路，再接并联支路。
机电一体化技术六PPT课件
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r1
X1
I1
U1
Im
r2 X2
I2 Xm
(1-s)r2/s rm
I1
I2
U1 Im
Xm X2
（a）
I2
I1
Im （b）
I2 (c)
-I'2
I'1
-I2
I1
Im
Im
(d)
图6-19交流电动机等效电路及简化等效电路 （a）等效电路 （b）电流矢量 （c）简化等效电路 （d）简化电路电流矢量
20世纪50年代，无刷电机和直流电机实现了 产品化，并在计算机外围设备和机械设备上 获得了广泛的应用。20世纪70年代则是直流 伺服电机的应用最为广泛的时代。
开始 前页 后页 结束
6.3.1直流伺服电机的分类与特性
直流伺服电机的基本结构与工作原理与一般直流电 动机相类似。
S Fa F0
S
F0
开始 前页 后页 结束
思考练习
1、步进电机的结构及工作原理是什么？驱动 方式有哪些？各有何特点？
2、直流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？ 3、交流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？ 4、各种伺服电机的区别和特点？ 5、液压执行机构的特点是什么？
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本章小结
对不同的机电一体化设备，伺服系统驱动部 件时所需功率的差异很大，在确定驱动方式 时一般从输出功率与响应频率两个方面综合 选择。液压驱动伺服系统输出功率大、响应 频率高。伺服电机驱动的伺服系统，对不同 的伺服电机具有不同的要求，因此具有所选 择的输出功率范围大、响应频率宽的特点。
（式6-13）
K一系统泄漏系数，一般取K＝1.2；
r1
X1
I1
U1
Im
r2 X2
I2 Xm
(1-s)r2/s rm
I1
I2
U1 Im
Xm X2
（a）
I2
I1
Im （b）
I2 (c)
-I'2
I'1
-I2
I1
Im
Im
(d)
图6-19交流电动机等效电路及简化等效电路 （a）等效电路 （b）电流矢量 （c）简化等效电路 （d）简化电路电流矢量
20世纪50年代，无刷电机和直流电机实现了 产品化，并在计算机外围设备和机械设备上 获得了广泛的应用。20世纪70年代则是直流 伺服电机的应用最为广泛的时代。
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6.3.1直流伺服电机的分类与特性
直流伺服电机的基本结构与工作原理与一般直流电 动机相类似。
S Fa F0
S
F0
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思考练习
1、步进电机的结构及工作原理是什么？驱动 方式有哪些？各有何特点？
2、直流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？ 3、交流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？ 4、各种伺服电机的区别和特点？ 5、液压执行机构的特点是什么？
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本章小结
对不同的机电一体化设备，伺服系统驱动部 件时所需功率的差异很大，在确定驱动方式 时一般从输出功率与响应频率两个方面综合 选择。液压驱动伺服系统输出功率大、响应 频率高。伺服电机驱动的伺服系统，对不同 的伺服电机具有不同的要求，因此具有所选 择的输出功率范围大、响应频率宽的特点。
（式6-13）
K一系统泄漏系数，一般取K＝1.2；
机电工程技术培训课件PPT课件(PPT55页)
2.特殊性能低合金高强度钢特性及用途
在桥梁、建筑、塔架、车辆和其它要求耐候性能好的螺栓连接等 钢结构中使用的耐候钢。加合金元素，使其表面形成保护层，提 高耐候性能，同时保持良好的焊接性能。
加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中-耐热钢，在高温下具有良 好的抗蠕变、抗断裂和抗氧化的能力，以及必要的韧性。
钢轨钢中分为轻轨钢和重轨钢：临时运输线和中小型起重机轨道轻轨钢；铁道 ，大型起重机轨和吊车轨道-重轨钢。
例 如：普通罩壳、阀壳等强度要求不高-灰铸铁，
液压泵壳体强度具有较高要求-孕育铸铁；
汽车发动机凸轮-球墨铸铁
（四）特殊性能低合金高强度钢
1.又称特殊钢，主要包括：耐候钢、耐热钢、耐海水腐蚀钢、耐磨 钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢、工程 机械用钢与可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢等。
例如：油罐，电站锅炉中的汽包，中低压锅炉常为专用锅炉碳素钢， 高压锅炉汽包常用低合金钢
机电工程技术培训课件(PPT55页)工作 培训教 材工作 汇报课 件PPT 服务技 术管理 培训课 件安全 培训讲 义
3.管材：普通无缝钢管，螺旋缝钢管、焊接钢管、无缝不锈钢管， 高压无缝钢管等。广泛应用在各类管道工程中。 例如：锅炉水冷壁和省煤器使用的无缝钢管一般采用优质碳素钢 管和低合金钢管。 过热器和再热器使用的无缝钢管根据不同壁温用采，15CrMo， 12CrMov 例如：结构用焊接钢管主要用于建筑管桩，脚手架，桥梁，矿山， 船舶，电站，输电塔，球场，运动场，房屋的门，窗，栏杆，钢 管具，运动器械，自行车； 4.钢制品，主要用于焊材，管件，阀门。
（三）铸钢和铸铁
1.铸钢
（1）分为碳素铸钢和合金铸钢
（2）铸钢特性及用途：主要用于制造形状复杂，需要一定强度、 塑性和韧性的零件；
在桥梁、建筑、塔架、车辆和其它要求耐候性能好的螺栓连接等 钢结构中使用的耐候钢。加合金元素，使其表面形成保护层，提 高耐候性能，同时保持良好的焊接性能。
加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中-耐热钢，在高温下具有良 好的抗蠕变、抗断裂和抗氧化的能力，以及必要的韧性。
钢轨钢中分为轻轨钢和重轨钢：临时运输线和中小型起重机轨道轻轨钢；铁道 ，大型起重机轨和吊车轨道-重轨钢。
例 如：普通罩壳、阀壳等强度要求不高-灰铸铁，
液压泵壳体强度具有较高要求-孕育铸铁；
汽车发动机凸轮-球墨铸铁
（四）特殊性能低合金高强度钢
1.又称特殊钢，主要包括：耐候钢、耐热钢、耐海水腐蚀钢、耐磨 钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢、工程 机械用钢与可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢等。
例如：油罐，电站锅炉中的汽包，中低压锅炉常为专用锅炉碳素钢， 高压锅炉汽包常用低合金钢
机电工程技术培训课件(PPT55页)工作 培训教 材工作 汇报课 件PPT 服务技 术管理 培训课 件安全 培训讲 义
3.管材：普通无缝钢管，螺旋缝钢管、焊接钢管、无缝不锈钢管， 高压无缝钢管等。广泛应用在各类管道工程中。 例如：锅炉水冷壁和省煤器使用的无缝钢管一般采用优质碳素钢 管和低合金钢管。 过热器和再热器使用的无缝钢管根据不同壁温用采，15CrMo， 12CrMov 例如：结构用焊接钢管主要用于建筑管桩，脚手架，桥梁，矿山， 船舶，电站，输电塔，球场，运动场，房屋的门，窗，栏杆，钢 管具，运动器械，自行车； 4.钢制品，主要用于焊材，管件，阀门。
（三）铸钢和铸铁
1.铸钢
（1）分为碳素铸钢和合金铸钢
（2）铸钢特性及用途：主要用于制造形状复杂，需要一定强度、 塑性和韧性的零件；
机电专业介绍PPT课件
，并能与时俱进 培养业余兴趣爱好，提高幸福感
全面提高学生自身素质
给学生的几点建议 学会与人相处 学会宽容，“海纳百川，有容乃大”，
宽容与否是一个社会能否走向进步、走 向成熟的标志。同样宽容是一个人走向 进步、走向成熟的标志。 掌握好说话与办事的尺度 学会换位思考
全面学习，提升自身涵养，培养高雅情 操
基础课：公共基础课和人文素质类课程 具体有思修、体育、高数、英语、计算
机文化等
专业课：机械技术类课程，电技术类课 程、计算机应用技术类课程组成。
实践类课程
1 、机械技术类课程主要有： 《机械制图与测绘》、《工程力学》、 《机械设计基础》、《材料工艺学》、 《机械制造基础》、《机械加工设备》、 《机械产品精度检测》等。
钻床
铣削过程
1．铸件 2．锻件 3．型材 4．焊接件 5．冲压件 6．粉末冶金件
木模砂型手工造型
金属模砂型机器造型
金属型浇铸法
离心浇铸法 熔模铸造
压力铸造
锻件 模锻
型材 组合毛坯 冲压挤压件
机电专业概况
机电一体化专业人才被国家列为二 十一世纪社会发展最急需的十大专业人 才之一，是就业领域最宽的专业。机电 一体化技术是在机、电、自动控制和检 测、计算机应用等学科相结合的基础上 建立起来的一门综合性应用技术，该主 专业主要培养能进行机电一体化技术应 用，并具有初步设计开发能力的中级工 程技术人才。
由于职业教育有很强的岗位针对性，因 此对高职毕业生来说，以下岗位是目前 我国比较热门的：
（二）机电专业的就业岗位
1、数控机床操作及维修人员：负责数 控机床的操作，编程工艺与组织管理以 及维修。
2、机械产品一线的生产人员：主要是指 产品的在线检测与新产品性能实验，仪
全面提高学生自身素质
给学生的几点建议 学会与人相处 学会宽容，“海纳百川，有容乃大”，
宽容与否是一个社会能否走向进步、走 向成熟的标志。同样宽容是一个人走向 进步、走向成熟的标志。 掌握好说话与办事的尺度 学会换位思考
全面学习，提升自身涵养，培养高雅情 操
基础课：公共基础课和人文素质类课程 具体有思修、体育、高数、英语、计算
机文化等
专业课：机械技术类课程，电技术类课 程、计算机应用技术类课程组成。
实践类课程
1 、机械技术类课程主要有： 《机械制图与测绘》、《工程力学》、 《机械设计基础》、《材料工艺学》、 《机械制造基础》、《机械加工设备》、 《机械产品精度检测》等。
钻床
铣削过程
1．铸件 2．锻件 3．型材 4．焊接件 5．冲压件 6．粉末冶金件
木模砂型手工造型
金属模砂型机器造型
金属型浇铸法
离心浇铸法 熔模铸造
压力铸造
锻件 模锻
型材 组合毛坯 冲压挤压件
机电专业概况
机电一体化专业人才被国家列为二 十一世纪社会发展最急需的十大专业人 才之一，是就业领域最宽的专业。机电 一体化技术是在机、电、自动控制和检 测、计算机应用等学科相结合的基础上 建立起来的一门综合性应用技术，该主 专业主要培养能进行机电一体化技术应 用，并具有初步设计开发能力的中级工 程技术人才。
由于职业教育有很强的岗位针对性，因 此对高职毕业生来说，以下岗位是目前 我国比较热门的：
（二）机电专业的就业岗位
1、数控机床操作及维修人员：负责数 控机床的操作，编程工艺与组织管理以 及维修。
2、机械产品一线的生产人员：主要是指 产品的在线检测与新产品性能实验，仪
机电传动控制系统ppt课件
决定； 静差度S和调速范围D由生产机械的要求决定； 当上述三个参数确定后，则要求静态速降是
一个定值。
超调量
二、动态技术指标 从一种稳定速度变化到另一种
稳定速度运转（启动、制动过程仅 是特例而已），由于有电磁惯性和 机械惯性，过程不能瞬时完成，而 需要一段时间，即要经过一段过渡 过程，或称动态过程。
1. 最大超调量
开环： D nemaSx2
nN(1S2 )
闭环 ：
D f. nN n m (1 f S a2 S x 2)1 n n K N em (1 S aS 22 x)(1K)D
结论： ➢提高系统的开环放大倍数K是减小静态转速降落、扩大调速范围的有效措施。 系统的放大倍数越大，准确度就越高，静差度就越小，调速范围就越大。但是放 大倍数也不能过分增大，否则系统容易产生不稳定现象。 ➢由于放大倍数不可能为无穷大，即静态速降不可能为0，因此，上述系统只能维 持速度基本不变。这种维持被调量（转速）近于恒值不变，但又具有偏差的反馈 控制系统通常称为有差调节系统（即有差调速系统）。 ➢采用转速负反馈调速系统能克服扰动作用（如负载的变化、电动机励磁的变化、 晶闸管交流电源电压的变化等）对电动机转速的影响。
式中: RRxRa 电枢回路的总电阻； R x 可控整流电源的等效内阻； Ra 电动机的电枢电阻。
可控硅和触发电路 设可控硅和触发电路的放大倍数为K2 ，则：UdK2Uk
放大器电路 设放大器的放大倍数为KP ，则：U k K P U K p ( U g U f)
反馈电路 速度反馈信号电压与转速n 成正比，设放大系数为Kf，则：
U E I a (R a R 3 )
I a (U E )/R ( 3 R a )
UabRU 1R2R2
一个定值。
超调量
二、动态技术指标 从一种稳定速度变化到另一种
稳定速度运转（启动、制动过程仅 是特例而已），由于有电磁惯性和 机械惯性，过程不能瞬时完成，而 需要一段时间，即要经过一段过渡 过程，或称动态过程。
1. 最大超调量
开环： D nemaSx2
nN(1S2 )
闭环 ：
D f. nN n m (1 f S a2 S x 2)1 n n K N em (1 S aS 22 x)(1K)D
结论： ➢提高系统的开环放大倍数K是减小静态转速降落、扩大调速范围的有效措施。 系统的放大倍数越大，准确度就越高，静差度就越小，调速范围就越大。但是放 大倍数也不能过分增大，否则系统容易产生不稳定现象。 ➢由于放大倍数不可能为无穷大，即静态速降不可能为0，因此，上述系统只能维 持速度基本不变。这种维持被调量（转速）近于恒值不变，但又具有偏差的反馈 控制系统通常称为有差调节系统（即有差调速系统）。 ➢采用转速负反馈调速系统能克服扰动作用（如负载的变化、电动机励磁的变化、 晶闸管交流电源电压的变化等）对电动机转速的影响。
式中: RRxRa 电枢回路的总电阻； R x 可控整流电源的等效内阻； Ra 电动机的电枢电阻。
可控硅和触发电路 设可控硅和触发电路的放大倍数为K2 ，则：UdK2Uk
放大器电路 设放大器的放大倍数为KP ，则：U k K P U K p ( U g U f)
反馈电路 速度反馈信号电压与转速n 成正比，设放大系数为Kf，则：
U E I a (R a R 3 )
I a (U E )/R ( 3 R a )
UabRU 1R2R2
基础知识_机电控制工程PPT演示课件
an 11 an 0
2019年4月20日星期六
19
传递函数转换为状态方程
1 0 0 0 0 1 A 0 0 0 an an 1 an 2 C 1 0 0 , D 0 0 1 0 2 ,B 1 n 1 a1 n
机电控制工程
2019年4月20日星期六
1
教师资料
– – – – 姓名：张嵘 办公地点：五金库2006 联系方法：71335 E-mail：rongzh@
2019年4月20日星期六
2
2019年4月20日星期六
3
课程内容
– 机电系统建模 – 电机的原理与控制 – 伺服系统分析 – 实验
x Ax Bu y Cx Du
2019年4月20日星期六 20
状态方程转换为传递函数
Y ( s) 1 G( s) C ( sI A) B D U ( s)
2019年4月20日星期六
21
方块图
y (t ) Ku (t )
t
Y ( s ) KU ( s )
教学计划
– – – – 第1~8周 讲课 第9~14周 实验 第15周 课程设计讨论 第16周 考试
4
2019年4月20日星期六
考核要求
项目 比例
15％ 30％ 15％ 40％
备注
布置后两周内交齐， 过时无效 实验完成后两周内交 齐，过时无效 第16周交齐 开卷
作业 实验 大作业 考试
2019年4月20日星期六
输出
前馈控制器引入输入信号的导数分量， 加快系统对输入信号的响应速度
2019年4月20日星期六
19
传递函数转换为状态方程
1 0 0 0 0 1 A 0 0 0 an an 1 an 2 C 1 0 0 , D 0 0 1 0 2 ,B 1 n 1 a1 n
机电控制工程
2019年4月20日星期六
1
教师资料
– – – – 姓名：张嵘 办公地点：五金库2006 联系方法：71335 E-mail：rongzh@
2019年4月20日星期六
2
2019年4月20日星期六
3
课程内容
– 机电系统建模 – 电机的原理与控制 – 伺服系统分析 – 实验
x Ax Bu y Cx Du
2019年4月20日星期六 20
状态方程转换为传递函数
Y ( s) 1 G( s) C ( sI A) B D U ( s)
2019年4月20日星期六
21
方块图
y (t ) Ku (t )
t
Y ( s ) KU ( s )
教学计划
– – – – 第1~8周 讲课 第9~14周 实验 第15周 课程设计讨论 第16周 考试
4
2019年4月20日星期六
考核要求
项目 比例
15％ 30％ 15％ 40％
备注
布置后两周内交齐， 过时无效 实验完成后两周内交 齐，过时无效 第16周交齐 开卷
作业 实验 大作业 考试
2019年4月20日星期六
输出
前馈控制器引入输入信号的导数分量， 加快系统对输入信号的响应速度
伺服电机及其控制原理 ppt课件
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
指令脉冲
脉冲马达
１脉冲 ＝ １步进角
例 步进角 ０.３６°的情况 １脉冲 → ０.３６°的动作
１０００脉冲 → ３６０°（１圈）
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
位置 ＝ 脉冲数 速度 ＝ 脉冲频率
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器 控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子 在此磁场的作用下转动，同时电机自带 的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根 据反馈值与目标值进行比较，调整转子 转动的角度。
伺服电机的精度决定于编码器的精度（ 线数）。
其主要特点是：
当信号电压为零时无自转现象，转速 随着转矩的增加而匀速下降。
开环伺服系统结构简图
数控装置发出脉冲指令，经过脉冲分配和功 率放大后，驱动步进电机和传动件的累积误 差。因此，开环伺服系统的精度低，一般可 达到0.01mm左右，且速度也有一定的限制。
开环伺服控制系统
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
方向指令
没有反馈、只能进行一个方向的控制。 使用步进马达。
1.1 伺服概述
伺服(Servo)，指系统跟随外部指令进行人们所期 望的运动，运动要素包括位置、速度、加速度 和力矩。
伺服控制系统(servo control system)
——是所有机电一体化设备的核心，它的基 本设计要求是输出量能迅速而准确地响应 输入指令的变化，如机械手控制系统的目 标是使机械手能够按照指定的轨迹进行运 动。象这种输出量以一定准确度随时跟踪 输入量（指定目标）变化的控制系统称为 伺服控制系统，因此，伺服系统也称为随 动系统或自动跟踪系统。它是以机械量如 位移、速度、加速度、力、力矩等作为被 控量的一种自动控制系统。
机电系统控制_PPT课件
1、由机械机构实现的装置，通过与电子技 术结合，成为性能更为优越的新装置
2、由人判断、操作的设备，变为功能由机 器自动实现
3、程控设备
机电一体化
手表
相机
机电一体化
自动柜员机
Life’s too short for the wrong job!
机电一体化
五轴机器人（装配）
机电一体化
汽车生产线
机电系统控制
开课系——机械、精仪、电子、电机、自 动化。。。
开课原因
➢ 学习、科研、工作中，大量接触、使用、甚至设计 机电一体化系统；物理中的工程问题——往往面对 的便是一机电系统
➢ 协调领导团队工作的需要，有利于协调各专业学科 人才共同完成一个较复杂的系统——跨学科的团队 领导
➢ 对从事其他领域的工作有帮助
定义：利用计算机的信息处理功能对机械 进行各种控制的技术
不是机械与电子简单的叠加，而是从系统 的观点出发，将机械技术 、微电子技术、 信息技术、控制技术等在系统工程基础上 有机地加以综合，以实现整个系统最佳化 的一门新科学技术
机电一体化
多学科交叉 应用领域宽广
机电一体化
机电一体化技术的应用
机电一体化系统的组成
机械部分 执行装置 传感器 控制装置 接口
机电一体化系统的组成
各组成部分功能
计算机(大脑) 能源（内脏）
传感器(眼、耳、鼻、口、皮肤)
机械装置（骨骼） 执行装置（手、足）
血管、神经（接口）
机电一体化系统的组成
核心——控制器 控制器质量——控制理论 机电系统控制
机电一体化系统举例
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
机械 部件
2、由人判断、操作的设备，变为功能由机 器自动实现
3、程控设备
机电一体化
手表
相机
机电一体化
自动柜员机
Life’s too short for the wrong job!
机电一体化
五轴机器人（装配）
机电一体化
汽车生产线
机电系统控制
开课系——机械、精仪、电子、电机、自 动化。。。
开课原因
➢ 学习、科研、工作中，大量接触、使用、甚至设计 机电一体化系统；物理中的工程问题——往往面对 的便是一机电系统
➢ 协调领导团队工作的需要，有利于协调各专业学科 人才共同完成一个较复杂的系统——跨学科的团队 领导
➢ 对从事其他领域的工作有帮助
定义：利用计算机的信息处理功能对机械 进行各种控制的技术
不是机械与电子简单的叠加，而是从系统 的观点出发，将机械技术 、微电子技术、 信息技术、控制技术等在系统工程基础上 有机地加以综合，以实现整个系统最佳化 的一门新科学技术
机电一体化
多学科交叉 应用领域宽广
机电一体化
机电一体化技术的应用
机电一体化系统的组成
机械部分 执行装置 传感器 控制装置 接口
机电一体化系统的组成
各组成部分功能
计算机(大脑) 能源（内脏）
传感器(眼、耳、鼻、口、皮肤)
机械装置（骨骼） 执行装置（手、足）
血管、神经（接口）
机电一体化系统的组成
核心——控制器 控制器质量——控制理论 机电系统控制
机电一体化系统举例
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
机械 部件
《机电传动控制教案》课件
04
机电传动控制系统的实现
控制系统的硬件实现
01
02
03
控制器选择
根据系统需求选择合适的 控制器，如PLC、单片机 、DSP等。
传感器与执行器
选择并安装适当的传感器 和执行器，确保系统能够 准确检测和响应。
电路设计与布线
根据系统架构进行电路设 计和布线，确保安全可靠 。
控制系统的软件实现
算法设计
光电传感器
利用光电效应检测物体的存在 和运动。
霍尔传感器
利用霍尔效应检测磁场变化。
超声波传感器
利用超声波检测物体的距离和 位置。
压力传感器
利用压力变化检测压力值。
执行器种类与工作原理
电磁阀
利用电磁力控制流体流动。
电动执行器
利用电机驱动执行器动作。
气动执行器
利用压缩气体驱动执行器动作。
液压执行器
利用液压系统驱动执行器动作。
控制系统设计的优化与改进
算法优化
根据实际运行情况，优化控制算法，提高系 统响应速度和稳定性。
硬件升级
根据技术发展，升级系统硬件，提高系统性 能和可靠性。
软件升级
定期更新软件版本，修复漏洞，增加新功能 ，提高软件性能和安全性。
系统维护与改进
定期对系统进行检查和维护，根据用户反馈 和实际需求进行改进和优化。
网络化
随着物联网技术的发展，机电传动 控制系统将逐渐实现网络化，能够 实现远程监控和远程控制等功能。
02
机电传动系统的组成与工作 原理
电机种类与工作原理
直流电机
利用磁场和电流在电机 内部产生转矩，实现电
能和机械能的转换。
交流电机
利用交流电在电机内部 产生旋转磁场，驱动电