程憲平機電傳動與控制(第三版)課件

程憲平《機電傳動與控制(第三版)》課件目錄緒論電機原理與特性電力電子技術基礎控制系統(tǒng)基礎機電傳動控制系統(tǒng)實例01緒論Chapter

機電傳動與控制的發(fā)展歷程工業(yè)革命時期機械傳動技術的出現(xiàn)和應用，如蒸汽機、水輪機等。電氣時代電動機的發(fā)明和應用，使得機械傳動和控制技術進入電氣時代?，F(xiàn)代技術發(fā)展隨著計算機和微電子技術的快速發(fā)展，機電傳動與控制技術不斷更新?lián)Q代，智能化、自動化成為發(fā)展趨勢。01020304通過精確的傳動和控制，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。提高生產(chǎn)效率精確的傳動和控制技術可以保證產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性和一致性。保證產(chǎn)品質量優(yōu)化傳動和控制方式，降低能源消耗，實現(xiàn)節(jié)能減排。降低能耗通過自動化和智能化的控制，減少人工操作，提高生產(chǎn)安全性。提高安全性機電傳動與控制的重要性農(nóng)業(yè)機械、灌溉系統(tǒng)等領域的傳動與控制系統(tǒng)。風力發(fā)電、水力發(fā)電、火力發(fā)電等領域的傳動與控制系統(tǒng)。自動化生產(chǎn)線、機器人、數(shù)控機床等。地鐵、高鐵、飛機等領域的傳動與控制系統(tǒng)。電力行業(yè)制造業(yè)交通行業(yè)農(nóng)業(yè)機電傳動與控制的應用領域02電機原理與特性Chapter直流電機是利用磁場和電流的相互作用產(chǎn)生旋轉動力的電機。直流電機的特性包括轉矩-轉速特性和效率-功率特性，其性能可以通過調節(jié)輸入電壓或勵磁電流來改變。直流電機原理與特性直流電機特性直流電機原理交流電機是利用磁場和電流的相互作用產(chǎn)生旋轉動力的電機，常見的交流電機有異步電機和同步電機。交流電機的特性包括轉矩-轉速特性和效率-功率特性，其性能受到電源頻率、電壓和極數(shù)等因素的影響。交流電機原理交流電機特性交流電機原理與特性步進電機原理步進電機是一種將脈沖信號轉換成旋轉運動的電機，其旋轉角度和速度可以通過改變輸入的脈沖信號來控制。步進電機特性步進電機具有定位精度高、響應速度快、慣性小等特性，廣泛應用于數(shù)控機床、機器人等領域。步進電機原理與特性伺服電機原理伺服電機是一種將輸入的電信號轉換成旋轉運動的電機，其旋轉角度和速度可以通過改變輸入的電信號來控制。伺服電機特性伺服電機具有高精度、快速響應、低噪音等特性，廣泛應用于自動化設備和控制系統(tǒng)等領域。伺服電機原理與特性03電力電子技術基礎Chapter01020304電力電子器件概述電力電子器件是用于轉換和控制電能的電子器件，具有高效、節(jié)能、小型化等特點。半控型器件如晶體管、可關斷晶閘管等，可以通過控制信號控制其導通和關斷狀態(tài)。不可控器件如硅整流管和可控硅整流器，其工作原理是基于PN結的伏安特性進行整流。全控型器件如絕緣柵雙極晶體管、功率場效應管等，可以通過控制信號控制其通斷狀態(tài)。電力電子器件的原理與特性單相整流電路單相整流電路由一個或多個整流二極管組成，分為半波整流和全波整流兩種。三相整流電路三相整流電路由三個單相整流電路組成，輸出電壓更加平穩(wěn)，常用于大功率場合。整流電路的工作原理整流電路的作用是將交流電轉換為直流電，其工作原理基于二極管的單向導電性。整流電路的原理與特性03三相逆變電路三相逆變電路由三個單相逆變電路組成，輸出電壓和頻率更加可調，常用于交流電機控制。01逆變電路的工作原理逆變電路的作用是將直流電轉換為交流電，其工作原理基于開關管的高速通斷。02單相逆變電路單相逆變電路由一個或多個開關管組成，通過高速通斷實現(xiàn)交流電輸出。逆變電路的原理與特性降壓斬波電路降壓斬波電路用于降低直流電壓，通過控制開關管的通斷時間實現(xiàn)電壓調節(jié)。升壓斬波電路升壓斬波電路用于提高直流電壓，通過改變開關管的通斷狀態(tài)實現(xiàn)電壓的升降調節(jié)。直流斬波電路的工作原理直流斬波電路的作用是調節(jié)直流電壓或電流的幅度，其工作原理基于開關管的通斷控制。直流斬波電路的原理與特性04控制系統(tǒng)基礎Chapter123控制系統(tǒng)是由控制器、受控對象和反饋通路組成的整體?？刂葡到y(tǒng)的定義按照不同的分類標準，如控制方式、控制精度、控制速度等，可以將控制系統(tǒng)分為多種類型?？刂葡到y(tǒng)的分類控制系統(tǒng)由控制器、受控對象和反饋通路三部分組成，其中控制器負責調節(jié)受控對象的輸出，使其達到預定的目標值。控制系統(tǒng)的基本組成控制系統(tǒng)的基本概念建立控制系統(tǒng)的數(shù)學模型需要先確定系統(tǒng)的輸入和輸出，然后通過實驗或理論分析得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)或狀態(tài)方程。建立數(shù)學模型的步驟傳遞函數(shù)是控制系統(tǒng)的一種數(shù)學模型，它描述了系統(tǒng)對輸入信號的響應特性。傳遞函數(shù)狀態(tài)方程是描述系統(tǒng)內部狀態(tài)變量的微分方程，它包含了系統(tǒng)內部所有狀態(tài)變量的變化規(guī)律。狀態(tài)方程控制系統(tǒng)的數(shù)學模型穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)的重要性能指標之一，它決定了系統(tǒng)在受到擾動后能否恢復到原來的平衡狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)誤差分析穩(wěn)態(tài)誤差是衡量控制系統(tǒng)精度的重要指標，它反映了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時對設定值的偏離程度。動態(tài)性能分析動態(tài)性能反映了系統(tǒng)對輸入信號的響應速度和超調量等性能指標，是評價控制系統(tǒng)好壞的重要依據(jù)?？刂葡到y(tǒng)的性能分析控制系統(tǒng)的設計方法經(jīng)典控制理論設計方法經(jīng)典控制理論主要采用根軌跡法和頻率法等設計控制器，以達到系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性要求。現(xiàn)代控制理論設計方法現(xiàn)代控制理論主要采用狀態(tài)空間法設計控制器，以達到最優(yōu)控制和自適應控制等高級控制目標。05機電傳動控制系統(tǒng)實例Chapter數(shù)控機床概述數(shù)控機床是一種高精度、高效率的自動化機床，通過數(shù)字控制技術實現(xiàn)復雜零件的加工。數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)主要包括主軸、進給和傳動裝置等部分，通過精確控制實現(xiàn)高精度的加工。數(shù)控機床的控制技術數(shù)控機床的控制技術主要包括計算機數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅動系統(tǒng)和檢測反饋系統(tǒng)等，實現(xiàn)對機床的精確控制。數(shù)控機床的傳動控制系統(tǒng)實例工業(yè)機器人概述工業(yè)機器人是一種自動化、智能化的機械設備，能夠代替人工完成危險、繁重、重復的工作。工業(yè)機器人的傳動系統(tǒng)工業(yè)機器人的傳動系統(tǒng)主要包括關節(jié)、連桿和傳動裝置等部分，通過精確控制實現(xiàn)機器人的各種動作。工業(yè)機器人的控制技術工業(yè)機器人的控制技術主要包括運動控制器、伺服驅動系統(tǒng)和傳感器等，實現(xiàn)對機器人的精確控制。工業(yè)機器人的傳動控制系統(tǒng)實例自動化生產(chǎn)線是一種高度自動化的生產(chǎn)流程，通過自動化設備實現(xiàn)生產(chǎn)過程的連續(xù)性和高效性。自動化生產(chǎn)線概述自動化生產(chǎn)線的傳動系統(tǒng)