電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)——運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)總結(jié)

一、復(fù)習(xí)：直流調(diào)速系統(tǒng)

問(wèn)題1-1：電機(jī)的分類？

①發(fā)電機(jī)（其他能→電能）直流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)

②電動(dòng)機(jī)（電能→其他能）直流電動(dòng)機(jī)：有換向器直流電動(dòng)機(jī)（串勵(lì)、并勵(lì)、復(fù)勵(lì)、他勵(lì)）

無(wú)換向器直流電動(dòng)機(jī)（又屬于一種特殊的同步

電動(dòng)機(jī)）

交流電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)

異步電動(dòng)機(jī)：鼠籠式繞線式

：伺服電機(jī)

旋轉(zhuǎn)變壓器

控制電機(jī)自整角機(jī)

力矩電機(jī)測(cè)速電機(jī)步進(jìn)電機(jī)（反應(yīng)式、永磁式、混合式）

問(wèn)題1-2：衡量調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)是哪些？

①調(diào)速范圍D=nmax/nmin=nnom/nmin

②靜差率S=△nnom/n0*100%對(duì)轉(zhuǎn)差率要求高，同時(shí)要求調(diào)速范圍大（D大S�。�時(shí)，只能用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。

③和負(fù)載匹配情況：一般要求：恒功率負(fù)載用恒功率調(diào)速，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

問(wèn)題1-3：請(qǐng)比較直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，并說(shuō)明今后電力傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展的趨勢(shì).

*直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速范圍廣，易于實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，起動(dòng)、制動(dòng)性能好，過(guò)載轉(zhuǎn)矩大，可靠性高，動(dòng)態(tài)性能良好。缺點(diǎn)：有機(jī)械整流器和電刷，噪聲大，維護(hù)困難；換向產(chǎn)生火花，使用環(huán)境受限；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容量、轉(zhuǎn)速、電壓受限。

*交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（正好與直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相反）

優(yōu)點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、維護(hù)方便、造價(jià)低廉，使用環(huán)境廣，運(yùn)

行可靠，便于制造大容量、高轉(zhuǎn)速、高電壓電機(jī)。大量被用來(lái)拖動(dòng)轉(zhuǎn)速基本不變的生產(chǎn)機(jī)械。

缺點(diǎn)：調(diào)速性能比直流電機(jī)差。

*發(fā)展趨勢(shì)：用直流調(diào)速方式控制交流調(diào)速系統(tǒng)，達(dá)到與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美的調(diào)速性能；或采用同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng).

問(wèn)題1-4：直流電機(jī)有哪幾種？直流電機(jī)調(diào)速方法有哪些?請(qǐng)從調(diào)速性能、應(yīng)用場(chǎng)

合和優(yōu)缺點(diǎn)等方面進(jìn)行比較.哪些是有級(jí)調(diào)速？哪些是無(wú)級(jí)調(diào)速？

直流電動(dòng)機(jī)中常見的是有換向器直流電動(dòng)機(jī)，可分為串勵(lì)、并勵(lì)、復(fù)勵(lì)、他勵(lì)四種，無(wú)換向器直流電動(dòng)機(jī)屬于一種特殊的同步電動(dòng)機(jī)。

根據(jù)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速nUIR公式，調(diào)速方法有變壓調(diào)速、變電

Ke阻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。

調(diào)壓調(diào)速：調(diào)節(jié)電壓供電電壓進(jìn)行調(diào)速，適應(yīng)于：U≤Unom，基頻以

下，在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速。弱磁調(diào)速：無(wú)級(jí)，適用于Φ≤Φnom，一般只能配合調(diào)壓調(diào)速方案，在基頻以上(即電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速以上)作小范圍的升速。

變電阻調(diào)速：有級(jí)調(diào)速。變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：無(wú)級(jí)調(diào)速。

問(wèn)題1-5：帶有比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，如果轉(zhuǎn)速的反饋值與給定值相等，則調(diào)節(jié)器的輸出為（A）

A、零；B、大于零的定值

C、小于零的定值；D、保持原先的值不變

問(wèn)題1-6：什么是調(diào)速范圍D？什么是靜差率S，兩者的關(guān)系如何？用什么方法

可以使調(diào)速系統(tǒng)滿足D大S小的控制要求？

①調(diào)速范圍D=nmax/nmin=nnom/nmin

②靜差率S=△nnom/n0*100%對(duì)轉(zhuǎn)差率要求高，同時(shí)要求調(diào)速范圍大（D

大S小）時(shí)，只能用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。

問(wèn)題1-7：直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源有：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組（G-M系統(tǒng)）、靜

止可控整流器（V-M系統(tǒng)）、直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器（PWM）。

名詞解釋1-8：G-M系統(tǒng)V-M系統(tǒng)PWMPFM

①G-M系統(tǒng)：交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)G實(shí)現(xiàn)變流，由直流發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī)M供電，調(diào)節(jié)G的勵(lì)磁電流及改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)M的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)點(diǎn)：在允許轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)四象限運(yùn)行。

缺點(diǎn)：設(shè)備多，體積大，費(fèi)用高，效率低，有噪音，維護(hù)不方便。

②V-M系統(tǒng)：晶閘管，工作在相位控制狀態(tài)，由晶閘管可控整流器V給需要調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)M供電，調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓來(lái)移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變整流器V的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性和可靠性提高，無(wú)需另加功率放大裝置�？焖傩院�，動(dòng)

態(tài)性能提高。

缺點(diǎn)：只允許單向運(yùn)行；元件對(duì)過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)高的du/dt和di/dt

十分敏感；低速時(shí)易產(chǎn)生電力公害：系統(tǒng)功率因數(shù)低，諧波電流大。

③PWM：脈沖寬度調(diào)制(PWM)，晶閘管工作在開關(guān)狀態(tài)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)上；晶閘管關(guān)斷時(shí)，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開；這樣通過(guò)改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間（即調(diào)占空比ton）就可以調(diào)節(jié)電機(jī)電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。PWM調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬；電動(dòng)機(jī)損耗和發(fā)熱較��；系統(tǒng)快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；器件工作早開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗小，裝置效率較高。PWM調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用：中、小功率系統(tǒng)④PFM脈沖頻率調(diào)制(PFM)，晶閘管工作在開關(guān)狀態(tài)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)上；晶閘管關(guān)斷時(shí)，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開；晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間不變，只改變開關(guān)頻率f或開關(guān)周期T（即調(diào)節(jié)晶閘管的關(guān)斷時(shí)間t0ff）就可以調(diào)節(jié)電機(jī)電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。

問(wèn)題1-9：哪些是控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)、穩(wěn)定性指標(biāo)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)？

①穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)是：調(diào)速范圍D=nmax/nmin=nnom/nmin和靜差率S=△

nnom/n0*100%②穩(wěn)定性指標(biāo)：柏德圖（對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)幅頻特性）

典型Ⅰ型系：對(duì)數(shù)幅頻特性以－20dB/dec的斜率穿越零分貝線，只有保證足夠的中頻帶寬度，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的，且有足夠的穩(wěn)定裕量。γ=90°-tg-1ω

典型Ⅱ型系統(tǒng)：對(duì)數(shù)幅頻特性以－20dB/dec的斜率穿越零分貝線。cT>45°

γ=180°-180°+tg-1ωct-tg-1ωcT=tg-1ωct-tg-1ωcT③動(dòng)態(tài)性

能指標(biāo)分跟隨性能指標(biāo)和抗擾性能指標(biāo)：

跟隨性能指標(biāo)上升時(shí)間：在典型的階躍響應(yīng)跟隨過(guò)程中，輸出量從零起第

一次上升到穩(wěn)態(tài)值所經(jīng)過(guò)的時(shí)間（有些教材定義為10%--90%）

超調(diào)量：在典型的階躍響應(yīng)跟隨過(guò)程中，輸出量超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏移量與穩(wěn)態(tài)值之比。調(diào)節(jié)時(shí)間：又稱過(guò)度過(guò)程時(shí)間原則上是系統(tǒng)從給定量階躍變化到輸出量完全穩(wěn)定下來(lái)的時(shí)間。一般在階躍響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值附近，取±5%（或±2%）的范圍作為允許誤差。

抗擾性能指標(biāo)：動(dòng)態(tài)降落：在系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，突加一個(gè)約定的標(biāo)準(zhǔn)的擾動(dòng)量，在過(guò)度過(guò)程中引起的輸出量最大降落值。

恢復(fù)時(shí)間：從階躍擾動(dòng)作用開始，到輸出量基本恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，

距新穩(wěn)態(tài)值之差進(jìn)入某基準(zhǔn)量的±5%（或±2%）范圍之內(nèi)所需的時(shí)間。

問(wèn)題1-10：轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò)程特點(diǎn)是、和。

①飽和非線性控制

ASR飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；ASR不飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng).

②準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制：恒流升速可使起動(dòng)過(guò)程盡可能最快.③轉(zhuǎn)速超調(diào)：只有轉(zhuǎn)速超調(diào)才能使ASR退飽和.問(wèn)題1-11：轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，

轉(zhuǎn)速環(huán)按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，抗擾能力強(qiáng)，穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。

電流環(huán)按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，抗擾能力稍差，超調(diào)小。問(wèn)題1-12：無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器中P部份的作用是（D）

A、消除穩(wěn)態(tài)誤差；B、不能消除穩(wěn)態(tài)誤差也不能加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)C、既消除穩(wěn)態(tài)誤差又加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)；D、加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題1-16：什么是串聯(lián)校正、并聯(lián)校正和復(fù)合控制？試舉例說(shuō)明它們的使用場(chǎng)合。

①串聯(lián)校正（調(diào)節(jié)器校正），采用PID校正的單位置環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)，可以得到較高的截止頻率和對(duì)給定信號(hào)的快速響應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。由于不使用測(cè)速機(jī)，從而排除了測(cè)速機(jī)帶來(lái)的干擾，但反過(guò)來(lái)又使摩察、間隙等非線性因素不能很好地受到抑制。負(fù)載擾動(dòng)也必須通過(guò)位置環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，沒有快速的電流環(huán)及時(shí)補(bǔ)償而使動(dòng)態(tài)誤差增大。同時(shí)PID調(diào)節(jié)器是采用比例微分超前作用來(lái)對(duì)消調(diào)節(jié)對(duì)象中的大慣性，屬于串聯(lián)校正，常會(huì)因放大器的飽和而削弱微分信號(hào)的補(bǔ)償強(qiáng)度，還會(huì)因控對(duì)象參數(shù)變化而喪失零極點(diǎn)對(duì)消的效果。因此單位置環(huán)的隨動(dòng)系統(tǒng)僅適用于負(fù)載較輕，擾動(dòng)不大，非線性因素不太突出的場(chǎng)合。

②并聯(lián)校正

在調(diào)速系統(tǒng)中引入被調(diào)量的微分負(fù)反饋是一種很有效的并聯(lián)校正，在隨動(dòng)系統(tǒng)中經(jīng)常采用這種并聯(lián)校正，有助于抑制振蕩、減小超調(diào)，提高系統(tǒng)的快速性。

在位置隨動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的并聯(lián)校正比轉(zhuǎn)速反饋的并聯(lián)校正好，因?yàn)樗�不需增大K1就可以保證原有的穩(wěn)態(tài)精度，而快速性同樣可以得到一定程度的提高，只受到小時(shí)間常數(shù)及測(cè)速發(fā)電機(jī)信號(hào)中噪聲干擾的限制。

③復(fù)合控制

當(dāng)隨動(dòng)系統(tǒng)輸入信號(hào)的各階導(dǎo)數(shù)可以測(cè)量或者可以實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)，利用輸入信號(hào)的各階導(dǎo)數(shù)進(jìn)行前饋控制構(gòu)成前饋控制（開環(huán)控制）和反饋控制（閉環(huán)控制）相結(jié)合的復(fù)合控制，也是一種提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)的有效途徑。

二、回顧：交流調(diào)速系統(tǒng)

問(wèn)題2-1：交流調(diào)速技術(shù)引起人們廣泛重視的原因是什么?

交流電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)，20世紀(jì)30年代，交流調(diào)速系統(tǒng)存在問(wèn)題，70年代電子技術(shù)發(fā)展，高性能交流調(diào)速技術(shù)的不斷涌現(xiàn)：矢量變換控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、無(wú)速度傳感器控制系統(tǒng)、數(shù)字化技術(shù)等，非線性解耦控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、模糊控制等新的控制策略不斷推進(jìn)。問(wèn)題2-2：簡(jiǎn)述異步電機(jī)的工作原理。

三相異步電動(dòng)機(jī)的定子通入對(duì)稱三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)→與靜止的轉(zhuǎn)子有相對(duì)運(yùn)動(dòng)→產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有感應(yīng)電流→轉(zhuǎn)子導(dǎo)體帶電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力的作用→兩邊同時(shí)受到電磁力的作用，產(chǎn)生電磁力矩→轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)→帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

問(wèn)題2-5：常用的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速有哪些？哪些屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型？哪些屬于

轉(zhuǎn)差功率不變型？哪些屬于轉(zhuǎn)差功率回饋型？

①異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有：降電壓調(diào)速、繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、變極調(diào)速、變頻調(diào)速等。②降電壓調(diào)速、繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型

③串級(jí)調(diào)速屬于轉(zhuǎn)差功率回饋型

④變極調(diào)速、變頻調(diào)速屬于轉(zhuǎn)差功率不變型。

問(wèn)題2-10：請(qǐng)簡(jiǎn)述交流異步電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速的工作原理，并對(duì)三種常用的調(diào)壓方法進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源。目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。

調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：調(diào)壓調(diào)速線路簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。調(diào)壓過(guò)程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機(jī)械。①通過(guò)改變自耦變壓器變比，來(lái)改變電機(jī)電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。

②通過(guò)改變直流勵(lì)磁電流來(lái)控制鐵心的飽和程度，改變交流電抗值，改變電機(jī)電壓，實(shí)現(xiàn)降壓調(diào)速。飽和，交流電抗小，電機(jī)定子電壓高。③通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角，來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的端電壓，從而進(jìn)行調(diào)速。

三、交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的理論基礎(chǔ)

問(wèn)題3-1：在電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，為什么要保持每極磁通量為額定值不變？對(duì)直流電機(jī)和交流異步電機(jī)，分別采用什么方法使電機(jī)每極的磁通恒定？

Φm=K

異步電機(jī)的氣隙磁鏈在每相定子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eg=4.44f1N1kN1Φm如果使Eg/f1=K氣隙磁鏈保持不變，要保持直流電機(jī)的磁通恒定，因?yàn)槠鋭?lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，只要對(duì)電樞反應(yīng)的補(bǔ)償合適，容易做到保持磁通恒定。要保持交流異步電機(jī)的磁通恒定，必須采用恒壓頻比控制。

問(wèn)題3-5：交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒電流控制三種，其中恒磁通控制又稱恒轉(zhuǎn)矩控制。

問(wèn)題3-6：如果在交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)采用恒轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，出現(xiàn)勵(lì)磁電

流急劇增加的現(xiàn)象（實(shí)際上時(shí)由于電壓補(bǔ)償過(guò)多），導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作，應(yīng)采取的解決辦法有：適當(dāng)增加定子電壓U1和在開環(huán)系統(tǒng)上加電流負(fù)反饋，以便限制定子勵(lì)磁電流，（實(shí)際上，變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩負(fù)載加恒電流控制）。

問(wèn)題3-8：從結(jié)構(gòu)上看，靜止式變頻裝置分為哪兩類？

間接變頻裝置（交-直-交變頻）直接變頻裝置（交-交變頻）

問(wèn)題3-14：請(qǐng)舉例說(shuō)明交-直-交電壓源變頻調(diào)速系統(tǒng)、交-直-交電流源變頻調(diào)速系統(tǒng)、電流源變頻器-異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速矢量控制系統(tǒng)、電壓型變頻器的矢量控制系統(tǒng)、電壓型SPWM變頻器的矢量控制系統(tǒng)、交-交變頻器的矢量控制系統(tǒng)、無(wú)速度傳感器的矢量控制系統(tǒng)的工作原理。

問(wèn)題3-15：異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速時(shí)，采用（B）控制方式，可獲得一線性機(jī)械特性。

A、U1／f1=常值；B、Eg/f1=常值；C、Es/f1=常值；D、Er/f1=常值問(wèn)題3-16：一般的間接變頻器中，逆變器起（B）作用。A、調(diào)壓；B、調(diào)頻；

C、調(diào)壓與逆變；D、調(diào)頻與逆變

問(wèn)題3-17：變頻器從結(jié)構(gòu)上看，可分為直接變頻、簡(jiǎn)接變頻兩類，從變頻電源性質(zhì)看，可分為電流型、電壓型兩類。

問(wèn)題3-18：轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本思想是控制（C）。A、電機(jī)的調(diào)速精度；B、電機(jī)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩；C、電機(jī)的氣隙磁通；D、電機(jī)的定子電流

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《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》學(xué)習(xí)心得

進(jìn)入到大四我們接觸到了一門新的課程叫《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》,幾次課上下來(lái)發(fā)現(xiàn)這門課包含的內(nèi)容實(shí)在是太多了，涉及到了自動(dòng)控制原理、電機(jī)拖動(dòng)、電力電子和高數(shù)等多門學(xué)科的知識(shí)，讓我覺得學(xué)起來(lái)有點(diǎn)吃力。但經(jīng)過(guò)老師的細(xì)細(xì)梳理，使我慢慢對(duì)這門課程有了新的認(rèn)識(shí)，電力拖動(dòng)是以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)的一種拖動(dòng)方式。電力拖動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)及其自動(dòng)控制裝置組成。自動(dòng)控制裝置通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)的控制，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的控制，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制以及對(duì)某些物理參量按一定規(guī)律變化的控制等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。

現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制已成為電機(jī)學(xué)，電力電子技術(shù)，微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，控制理論，信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)等多門學(xué)科相互交叉的綜合性學(xué)科。課上老師簡(jiǎn)單介紹了運(yùn)動(dòng)控制及其相關(guān)學(xué)科的關(guān)系，隨著其他相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，不斷提高系統(tǒng)的安全性，可靠性，在課上跟隨老師的思路，使我對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)有了更深刻的理解。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的任務(wù)是通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)電壓，電流，頻率等輸入電量的控制,來(lái)改變工作機(jī)械的轉(zhuǎn)矩，速度，位移等機(jī)械量，使各種機(jī)械按人們期望的要求運(yùn)行,以滿足生產(chǎn)工藝及其他應(yīng)用的需要。工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)提出了日益復(fù)雜的要求，同時(shí)也為研制和生產(chǎn)各類新型的控制裝置提供了可能。在前期課程控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理、電力電子等課程的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)以電動(dòng)機(jī)為被控對(duì)象的控制系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀念、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本理論和方法、初步的工程設(shè)計(jì)能力和研發(fā)同類系統(tǒng)的能力。

課堂上老師全面、系統(tǒng)、深入地介紹了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本控制原理、系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、分析和設(shè)計(jì)方法。

運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)容主要包括直流調(diào)速、交流調(diào)速和伺服系統(tǒng)三部分。直流調(diào)速部分主要介紹單閉環(huán)、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和以全控型功率器件為主的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)等內(nèi)容；交流調(diào)速部分主要包括基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速系統(tǒng)、基于異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)模型的高性能調(diào)速系統(tǒng)以及串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)；隨動(dòng)系統(tǒng)部分介紹直、交流隨動(dòng)系統(tǒng)的性能分析與動(dòng)態(tài)校正等內(nèi)容。此外，書中還介紹了近幾年發(fā)展起來(lái)的多電平逆變技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)等內(nèi)容。《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》既注重理論基礎(chǔ)，又注重工程應(yīng)用，體現(xiàn)了理論性與實(shí)用性相統(tǒng)一的特點(diǎn)。書中結(jié)合大量的工程實(shí)例，給出了其仿真分析、圖形或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)，具有形象直觀、簡(jiǎn)明易懂的特點(diǎn)。

第一部分中主要介紹直流調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有三種方法：改變電樞回路電阻調(diào)速閥，減弱磁通調(diào)速法，調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速法。

變壓調(diào)速是是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)至少包含了兩部分：能夠調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓的直流電源和產(chǎn)生被調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的直流電動(dòng)機(jī)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，可控直流電源主要有兩大類，一類是相控整流器，它把交流電源直接轉(zhuǎn)換成可控直流電源；另一類是直流脈寬變換器，它先把交流電整流成不可控的直流電，然后用PWM方式調(diào)節(jié)輸出直流電壓。本章說(shuō)明了兩類直流電源的特性和數(shù)學(xué)模型。當(dāng)用可控直流電源和直流電動(dòng)機(jī)組成一個(gè)直流調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，它們所表現(xiàn)車來(lái)的性能指標(biāo)和人們的期望值必然存在一個(gè)不小的差距，并做出了分析。開環(huán)控制系統(tǒng)無(wú)法滿足人們期望的性能指標(biāo)，本章就閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)展開分析和討論。論述哦了轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律，分析了系統(tǒng)的靜差率，介紹了PI調(diào)節(jié)器和P調(diào)節(jié)器的控制作用。轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)能夠提高調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，但動(dòng)態(tài)性能仍不理想，轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是靜動(dòng)態(tài)性能良好，應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)；還介紹了轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成及其靜特性，數(shù)學(xué)模型，并對(duì)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了詳細(xì)分析。

第二部分主要介紹交流調(diào)速系統(tǒng)。交流調(diào)速系統(tǒng)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩大類。異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分為3類：轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)。同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率恒為零，同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速只能通過(guò)改變同步轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于同步電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)是固定的，只能采用變壓變頻調(diào)速。

本章介紹了基于等效電路的異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型，討論異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的基本原理和基頻以下的電流補(bǔ)償控制。首先介紹了交流PWM變頻器的主電路，然后討論正選PWM（SPWM），電流跟蹤PWM（CFPWM）和電壓空間矢量PWM(SVPWM)三種控制方式，討論了電壓矢量與定子磁鏈的關(guān)系，最后介紹了PWM變頻器在異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用的特殊問(wèn)題。并討論了轉(zhuǎn)速開環(huán)電壓頻率協(xié)調(diào)控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)和通用變頻器。詳細(xì)討論了轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的工作原理和控制規(guī)律，并介紹了變頻調(diào)速在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例。

矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制是兩種基于動(dòng)態(tài)模型的高性能的交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，矢量控制系統(tǒng)通過(guò)矢量變換和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，得到等效直流電機(jī)模型，然后按照直流電動(dòng)機(jī)模型設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)；直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)矩偏差和定子磁鏈幅值偏差的符號(hào)，根據(jù)當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶克�在的位置，直接選取合適的定子電壓矢量，實(shí)施電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。兩種交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的靜，動(dòng)態(tài)性能，各有所長(zhǎng)，也各有不足之處。

作為一個(gè)即將踏入社會(huì)的畢業(yè)生，這學(xué)期的學(xué)習(xí)又讓我充實(shí)了不少，也給自己奠定了基礎(chǔ)，非常感謝呂庭老師對(duì)我們的幫助，以后進(jìn)入到工作崗位一定會(huì)做到學(xué)以致用。

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