工業(yè)控制技術復習材料

1、1. 第1-1講：工業(yè)控制技術概述開環(huán)系統(tǒng)：若系統(tǒng)中的信號只從控制裝置向被控對象傳遞，而無方向傳遞，即信號傳遞路徑不構成回路，這類控制稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。2閉環(huán)系統(tǒng)；在控制系統(tǒng)中，通過測量裝置檢測輸出量，并與輸入信號進行比較，進而使控制裝置按照二者的差值來調節(jié)輸出量，這類控制稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。第1-2講：1. 機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎方向判斷：TM轉矩與n同向為正，反向為負。2. TL轉矩與n同向為負，反向為正。(Td=TM-TL)折算：3. 轉動慣量J=mp2=mD2/4=GD2/(4g)co=2nn/60TL=9549P/n轉矩折算：等功率法PL:負載軸功率PM:折算到電機軸上的等效功率=弘

2、T込負載特性：4. 恒轉矩型反抗性：傳送帶、攪拌機、擠壓成形機等摩探負載，方向：恒與運動方向相反(阻礙作用)位能性：車或升降機等重力負載.方向：與運動方向無關離心式通風機型：按離心力原理工作的，離心式鼓風機，水泵等直線型：TL隨n的增加成正比地增大，如勵直流發(fā)電機恒功率型：TL與n成反比，如車床系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件：電動機的機械特性曲線n=f(Tm)和生產機械的特性曲線n=f(T)有交點(即拖動系統(tǒng)的平衡點)；當轉速大于平衡點所對應的轉速時，Tm<T，即若干擾使轉速上升，當干擾消除后應有Tm-T<0;而當轉速小于平衡點所對應的轉速時，Tm>T，即若干擾使轉速下降，當干擾消除后應

3、有Tm-T>0五.動力基本方程：Td=TM-TL=GD2dn/375dt第2-1講：傳感器(測速傳感器)；增量式光學旋轉編碼器(方向，轉速計算)M法測速(適合于高轉速場合)編碼器每轉產生N個脈沖，在T時間段內有m1個脈沖產生，則轉速為：n=60m1/(NT)有一增量式光電編碼器，其參數(shù)為1024p/r，在5s時間內測得65536個脈沖，則轉速為：n=60X65536/(1024X5)=768r/minT法測速(適合于低轉速場合)編碼器每轉產生N個脈沖，用已知頻率fc作為時鐘，填充到編碼器輸出的兩個相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為m2,則轉速(r/min)為：n=60fc/(Nm2)有一增量式光電編

4、碼器，其參數(shù)為1024p/r，測得兩個相鄰脈沖之間的脈沖數(shù)為3000,時鐘頻率fc為1MHz則轉速為n=60fc/(Nm2)=60X106/(1024X3000)=19.53r/min第2-2講：直流電動機的工作原理及特性；基本結構：定子：產生主磁場和支撐電機；轉子：產生機械轉矩以實現(xiàn)能量轉換；工作原理：一臺他勵直流電動機在穩(wěn)態(tài)下運行時，電樞反電勢為E1,如負載轉矩Tl不變，外加電壓和電樞電阻均不變，問：當減弱勵磁使轉速上升到新的穩(wěn)態(tài)值時，電樞反電勢如何變化？T不變，減小，I增大，U不變，E減小電樞電壓平衡方程：U=laRa+E電磁轉矩方程：T=KeIa電勢方程：E=Ken機械特性(轉速與轉矩

5、的關系)：n=U/Kt一(Ra/KeKt2)TRa=(0.50.75)(1Pn/Unln)Un/ln例:已知某他勵直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)(見P40,3.8)(1)估算電樞電阻Ra求KeN(3)求理想空載轉速nO4)求額定轉矩TN得到兩點：(0,門0)和(TN,nN)3啟動：1) 降壓啟動：電壓由小到大，隨轉速的升高而逐步加大，直到滿足要求。串接電阻啟動(單、多級)調速：速度變化：由于電動機負載轉矩發(fā)生變化而引起的電動機轉速發(fā)生變化(其特性曲線不發(fā)生變化)。4. 速度調節(jié)：在某一負載條件下負載轉矩保持不變，靠人為改變機械特性而得到的。1) 改變外串電阻特點：(a) 機械特性軟，電阻愈大，特性愈軟，

6、穩(wěn)定度愈低；輕載時調速范圍不大；調速電阻消耗大量能量；一般適用于調速性能要求不高的中小容量電機。2) 改變供電電壓特點：(a) 無級調速；機械特性硬度不變，穩(wěn)定度高，調速范圍較大；恒轉矩調速；設備簡單。3) 改變主磁通特點：(b) (a)無級調速(高于額定轉速)；調速特性軟，調速范圍不大(最高為額定轉速為1.2倍)；恒功率調速；轉矩隨磁通的減小而減小。制動反饋制動(左圖)：電動機轉速大于理想空載轉速(電車下坡)反接制動電源反接制動（U反向）（中圖）倒拉反接制動（E反向）（右圖）電樞電路中串入附加電阻，使特性曲線由1過渡到2,最后停止在b點。3）能耗制動產生：電樞電壓突然降為零，并串接一個Rad

7、。U=0，增加Rad,11=_,pT特性曲線過原點。特點：特性曲線過原點，可應用迅速而準確停車的場合。1. a反抗矩負載制動優(yōu)點：不會出現(xiàn)反向起動的危險b位能負載制動狀態(tài)優(yōu)點：運行速度穩(wěn)定不會出現(xiàn)倒拉制動那樣因計算不準而引起不降反而上升的事故第2-3講：步進電動機的工作原理及特性；重要參數(shù)：步距角m定子相數(shù)Z轉子齒數(shù)C=1單、雙相輪流通電方式C=2單、雙相輪流通電方式轉速計算（公式）m定子相數(shù)Z轉子齒數(shù)，C=1單、雙相輪流通電方式，C=2單、雙相輪流通電方式基本結構工作原理（1）磁阻式步進電機：定子轉子均無磁（磁阻）；定子有繞組而轉子無繞組；轉子結構簡單、直徑小有利于高速響應；步距角可做得比較

8、小。但無鎖定轉矩、制造成本高、效率低、轉子阻尼差、噪聲大。（2）永磁式步進電機：轉子采用永磁體、定子采用軟磁鋼，通過磁場（相互吸引和相互排斥）實現(xiàn)轉動。有鎖定轉矩、效率高、造價便宜。但是，一般步距角大、轉子慣量大。2. （3）混合式：兼二者之優(yōu)點基本概念：1）矩角特性，2）啟動頻率：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，脈沖信號頻率對電機運行的影響：如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。如果要使電機達到高速轉動，脈沖頻率應該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉速從低速升到高速）3）通電

9、方式：單、雙、混4）驅動電路：單電壓限流型驅動電路特點：R上有功率消耗。為了提高快速性，需加大R的阻值，隨著阻值的加大，電源電壓也勢必提高，功率消耗也進一步加大，正因為這樣，單電壓限流型驅動電路的使用受到了限制。a. 高低壓切換型驅動電路優(yōu)點：功耗小，啟動力矩大，突跳頻率和工作頻率高。缺點：大功率管的數(shù)量要多用一倍，增加了驅動電源。斬波恒流驅動電路高低壓驅動，使波形變形，斬波方法，可使電流恒定在額定值附近。十加v丄Arduino編程1、I/O:pinMode(pin,INPUT/OUTPUT);各種引腳PWM:013digital:2252雙數(shù)analog:A0A15數(shù)字I/O:digital

10、Read(pin,HIGH/LOW)digitalWrite(pin)模擬I/O:analogRead(pin,HIGH/LOW)analogWrite(pin)2、延時：delay(ms)delayMicroseconds(us)3、中斷：打開中斷interrupts()關閉中斷nolnterrupts();attachInterrupt(中斷通道，中斷函數(shù),觸發(fā)方式);中斷通道:int.0:2int.1:3int.2:21int.3:20int.4:19int.5:18中斷模式：LOW:低電平CHANGE:電平變化RISING上升沿FALLING:下降沿4、LCD1602庫(#includ

11、e<LiquidCrystal.h>)第1腳:GND第2腳：VCC第3腳：V0為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高(對比度過高時會產生“鬼影”接GND第4腳：RS第5腳：RW第6腳：EN第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。4.1引腳接線LiquidCrystal(RS,EN,D4,D5,D6,D7)(四線接法)RW接地4.2設置顯示尺寸begin(列數(shù)，行數(shù));4.3清屏clear();4.4設置光標位置setCursor(列數(shù)，行數(shù));打開液晶display();關閉液晶noDispl

12、ay();顯示字符print(data);或print(data,BASE);BASE為：二進制BIN,八進制OTC,十進制DEC,十六進制HEX5、定時器庫(#include<FlexiTimer2.h>)5.1設置中斷時間及處理函數(shù)FlexiTimer2:set(500,flas);500為時間(ms),flas為處理函數(shù)名打開定時器中斷：FlexiTimer2:start();6、按鍵voidkeyscan()/掃描按鍵for(inti=22;i<26;i+)digitalWrite(i,LOW);for(int.j=26;j<30;j+)keyvaluei-22j-26=digitalRead(j);digitalWrite(i,HIGH);voi