第10章逻辑与数字控制电路.ppt

第10章 逻辑与数字控制电路 10.1 二值逻辑控制与驱动电路 10.2 数控机床控制驱动电路 10.3 数控机床控制指令与编程坐标系 10.4 数控机床的插补原理 10.5 可编程逻辑器件 控制电路： 开环控制 闭环控制 开环控制： 开环控制的精度不高: 1. 对扰动的测量误差影响控制精度。 2. 扰动模型的不精确性影响控制精度。 闭环控制: 闭环控制加校正电路: 主要考虑从发现输出量发生变化到执行控制需要一段 时间，为了提高响应速度常引入微分环节。 当输出量在扰动影响下作周期变化时，由于控制作用 的滞后，可能产生振荡。为了防止振荡，需要引入适 当的积分环节。在实际电路中，往往比较电路的输出 先经放大再送入校正电路，视需要可能再次放大。 10.1.1 功率开关驱动电路 按照电路中所采用的功率器件类型分类，常见的有晶 体管驱动电路、场效应管驱动电路和晶闸管驱动电路 等类型。 按照电路所驱动的负载类型分类，常见的有电阻性负 载驱动电路和电感性负载驱动电路等类型。 按照电路所控制的负载电源类型分类，常见的有直流 电源负载驱动电路和交流电源负载驱动电路等类型。 10.1.1.1 晶体管直流负载功率驱动电路 10.1.1.1 晶体管直流负载功率驱动电路 设计要点: 合理确定Ui、R与V的电流放大系数? 值之间的数 值关系，充分满足 I b ? I L / ? 确保V导通时工作于饱和区，以降低V的导通电阻 并减小功耗。 用于功率驱动电路的场效应管称为功率场效应管。功 率场效应管是电压控制器件，具有很高的输入阻抗， 所需的驱动功率很小，对驱动电路要求较低。功率场 效应管具有较高的开启阈值电压，较高的噪声容限和 抗干扰能力。 10.1.1.3 晶闸管交流负载功率驱动电路 交流负载的功率驱动电路，通常采用晶闸管来构成。晶闸管有单向晶闸管和双向晶闸管两种类型。 10.1.1.3 晶闸管交流负载功率驱动电路 双向与单向晶闸管的主要区别： ①在触发之后是双向导通的； ②触发电压不分极性，只要绝对 值达到触发门限值即可双导通。 10.1.1.3 晶闸管交流负载功率驱动电路 10.1.1.3 晶闸管交流负载功率驱动电路 10.1.1.3 晶闸管交流负载功率驱动电路 10.1.2 继电器与电磁阀驱动电路 继电器与电磁阀均为感性负载，是典型二值可控元件。 继电器广泛用于生产控制和电力系统中，具有接触电 阻小、流通电流大和耐压高等优点，至今仍无法用无 触点器件取代。 对继电器或接触器的驱动，实际上是对其励磁线圈电 流通断的控制。继电器励磁线圈所需的励磁电源有直 流与交流两种。 10.1.2 继电器与电磁阀驱动电路 对交流电源励磁的继电器，用图10-4和10-5。图10-5用直流继电器间接控制交流继电器。 10.1.2 继电器与电磁阀驱动电路 Ui为低电平时，V截止，KD1的励磁线圈无电流， 触点KD1-1在常闭端。KA1的励磁线圈也无电流，触点 KA1-1也在常闭端，A2、B2、C2无电压输出。 10.1.2 继电器与电磁阀驱动电路 10.2 数控机床控制驱动电路 数控机床运行控制电路有两类： 第一类是只需做开关二值控制的驱动电路，其控 制对象如：数控车床单纯实施工件旋转的主轴电动机、 数控铣床单纯实施刀具旋转的主轴电动机等。 第二类是需要做给定空间轨迹运行控制的驱动电 路，其控制对象如：数控车床按给定轨迹运行的刀具 架拖动电动机、数控铣床按给定规迹运行的刀具架或 工件运动的拖动电动机等。 10.2 数控机床控制驱动电路 三相交流电源L1、L2、L3经隔离开关QS、熔断器FU1 引入。转换开关SW在手动位置，当按下按钮开关SB1时， 继电器KM1吸合，其主触点KM1-1闭合，电动机上电运行； 由于继电器辅助触点KM1-2也同时闭合，故当松开 按钮开关SB1时，KM1线圈仍不失电，从而保持电动机 继续运行。当按下按钮SB2时，KM1线圈失电，使主触 点KM1-1脱开，电动机停止运行。 在主触点KM1-1与电动机之间接有热继电器FR1，当 电动机过载超过设定时间时，FR1线圈发热使其与SB2串 联的触点FR1-1脱开，电动机停止运行。 当转换开关SW扳向下方时为