机电系统计算机控哈工大课件.pdf

机电系统的计算机控制 （28学时 学位课） 主讲：陈维山，董惠娟 教材：机电系统计算机控制 陈维山赵杰 编著 哈尔滨工业大学出版社 课程基础 1.机电系统参数及动力学基础 performance-dependent mechanical factors: 驱动力、驱动力矩、负载、摩擦力、 摩擦力矩、间隙、刚性、惯性、共振频率、传动比对控制系统的影响，如摩擦对 系统的稳态误差的影响、对系统的稳定性、快速性等动态性能的影响。 2. 机电系统的模拟控制技术 直流电机驱动 直流电机的静态方程以及动态方程 转速闭环直流调速系统稳态设计 转速闭环直流调速系统动态分析与校正 电压反馈直流调速系统的分析 双闭环直流调速系统 3. 步进电机 步进电机性能指标 步进电机性能分析 步进电机驱动 步进电机环形分配器设计 课程内容 1.绪论 • 机电一体化技术的概念、特点、发展 • 机电一体化产品及特点 • 机电控制系统的分类 • 计算机控制系统一般要求 2 信号采样与Z变换 •计算机控制系统的信号形式 •信号采样与保持 采样信号、采样定理、量化与量化误差、孔径时间、零阶采样保持器 •Z变换 Z变换与差分方程、Z变换定义、性质、常用定理、方法、Z反变换的方法、求 解差分方程 课程内容 3 计算机控制系统分析 •脉冲传递函数 开环系统脉冲传递函数、闭环系统脉冲传递函数 • 计算机控制系统性能分析 稳定性分析 、稳态误差分析、动态响应分析 4 数字控制器的模拟设计方法 • PID控制规律的离散化方法 模拟PID控制规律的离散化 PID控制规律的脉冲传递函数、 PID控制规律的其他离散化方法 PID控制规律的工程实现 课程内容 PID控制器的设计举例 按二阶工程设计法设计数字PID控制器 控制器的前向差分、后向差分、图斯汀变换的比较 •PID控制算法的改进 防止积分饱和的方法、微分项的改进 、抑制干扰的数字PID 、 数字滤波 •数字PID控制器的参数整定 •数字控制器的等价离散化设计 5 最少拍无纹波系统设计 第一章 绪论 1.1 机电一体化 机电一体化技术： 主要研究机械技术与电子技术的结合规律，又称机械电子 （mechatronics ）,既不同于机械产品，又不同于电子产品，是与微处理器相结 合的电子产品。 技术发展方向：多功能、高效率、高智能、 机电一体化产品： 计算机外设、办公自动化设备、微细加工设备、数控机床、数控加工 中心、机器人、射压成型设备、武器系统、航空航天、航海设备、家用电 子机械、电动玩具等。 产品发展方向：轻、薄、细、巧 机电一体化系统： 是把电子、机械装置、计算机、检测与传感装置以及软件等有机结合而构 成的系统，即机械、电子、检测与传感、信息处理、接口和软件等部分以系统 的观点进行结合而形成的一种新型机械系统。 1.2 机电一体化系统分类 1.2 机电一体化系统分类 控制系统按信号形式分类： 1）连续控制系统：所有信号均为连续信号。 G(s)：负载、负载台体、执行电机、驱动电路等   M J  B K M 0