运动控制结课报告运动控制结课报告.doc

科技学院 运动控制结课报告 ( 2012 -- 2013 年度 第 1 学期) 课程名称： 运动控制 院 系： 动力工程系 班 级： 自动化09k1 学 号： 091912010120 学生姓名： 隋晓东 成 绩： 2012 年12月 课程总结 运动控制的发展概况 现代运动控制已成为电机学，电力电子技术，微电子技术，计算机控制技术，控制理论，信号检测与处理技术等多门学科相互交叉的综合性学科。课上老师简单介绍了运动控制及其相关学科的关系，随着其他相关学科的不断发展，运动控制系统也在不断发展，不断提高系统的安全性，可靠性，在课上跟随老师的思路，使我对运动控制系统有了更深刻的理解。 运动控制系统也叫做电力拖动控制系统。运动控制系统的任务是通过对电动机电压，电流，频率等输入电量的控制,来改变工作机械的转矩，速度，位移等机械量，使各种机械按人们期望的要求运行,以满足生产工艺及其他应用的需要。工业生产和科学技术的发展对运动控制系统提出了日益复杂的要求，同时也为研制和生产各类新型的控制装置提供了可能。在前期课程控制理论、计算机技术、数据处理、电力电子等课程的基础上，学习以电动机为被控对象的控制系统，培养学生的系统观念、运动控制系统的基本理论和方法、初步的工程设计能力和研发同类系统的能力。 课堂上老师全面、系统、深入地介绍了运动控制系统的基本控制原理、系统组成和结构特点、分析和设计方法。 图为运动控制系统与其支持学科 什么是运动控制系统 运动控制系统是以电动机为控制对象,以控制器为核心, 以电力电子、功率变换装置为执行机构,在控制理论指导下组成的电气传动控制系统。运动控制系统多种多样, 但从基本结构上看, 一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位计算机、运动控制器、功率驱动装盆电动机和传感器反馈检测装置和被控对象等几部分组成。电动机及其功率驱动装置作为执行器主要为被控对象提供动力。 运动控制系统及其组成 运动控制系统主要内容 《运动控制系统》内容主要包括直流调速、交流调速和系统三部分。直流调速部分主要介绍单闭环、双闭环直流调速系统和以全控型功率器件为主的直流脉宽调速系统等内容；交流调速部分主要包括基于异步电动机稳态模型的调速系统、基于异步电动机动态模型的高性能调速系统以及串级调速系统；随动系统部分介绍直、交流随动系统的性能分析与动态校正等内容。此外，书中还介绍了近几年发展起来的多电平逆变技术和数字控制技术等内容。《运动控制系统》既注重理论基础，又注重工程应用，体现了理论性与实用性相统一的特点。书中结合大量的工程实例，给出了其仿真分析、图形或实验数据，具有形象直观、简明易懂的特点。一、引言??????? 近年来，交流伺服驱动系统的应用越来越广泛。交流伺服系统的性能日渐提高，价格日趋合理。与步进驱动系统相比，伺服驱动系统自带编码器，可以反馈位置信号，精度更高，不存在丟步的现象；伺服驱动为恒转矩控制，步进驱动为恒功率控制，随着转速升高，步进电机输出的扭力迅速衰减，伺服驱动不存在上述情况，在0到额的转速之间，都可以输出额定扭矩，因此伺服驱动可以应用于高速场合。二、应用环境???????? 某工厂生产数字弹簧机设备，采用步进驱动系统，加工速度最大为150个工件/分钟。为了提高加工速度，与深圳市研控自动化科技有限公司合作，采用研控公司的交流伺服驱动系统改造现有设备。试验机型为两轴电脑压簧机，改造后参数如表1所示： 改造前，加工速度只有150工件/分钟，改造后的加工速度达到了500工件/分钟，速度提高330%以上，而由改造带来的总成本的增加不足1%，极大的提高了产品的性价比。 三、伺服驱动系统选型????????? 原设备使用的是研控YKA2811MA细分步进驱动器和YK110HB115-06A步进电机。步进电机参数如表2所示： 要替代现有电机，首先替换后电机的转矩要达到现有电机的水平。由上表中数据可知，步进电机的保持转矩为21N.m，但是不必选择额定转矩为21N.m的交流伺服电机替代步进电机。步进电机的保持转矩是电机转速为0时的转矩，是步进电机能够达到的最大转矩，随着转速的升高，步进电机输出的扭矩将衰减，步进电机矩频曲线如图2所示。而交流伺服电机的特性是在0到额定转速之间，电机的扭矩恒定不变。设备的实际负载小于6N.m。 其次，选型速度。设备由共有两轴——切刀轴和送线轴。切刀轴通过凸轮带动切刀，每转一周，加工一个工件，切刀轴转速在500r/min左右；送线轴每转送线长度为144mm，要达到150