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运动控制技术
北京元茂兴
傅奕劫
什么是运动控制?
一个典型的运动控制系统构成
驱动机构
运动控制器执行机构减速机构传动机构机械装置
功率放大
编码器
光栅
人机界面
现场过程信号
运动控制研究的内容
★对多台电机位置、速度、转矩等参数的精确、快速控制
★控制单台电机的点位运动及多台电机的插补运动，实现我们希望
的加工轨迹及空间曲线
★选择不同的控制方式及系统配置，实现最优控制
我们希望实现的
★系统运行稳定可靠，连续运行的能力，抗干扰能力
★高精度，包括定位精度，重复定位精度，动态跟随误差等
★快速响应性好
★快速上手，开发周期短
★易于维护
运动控制系统
★运动控制是自动控制中的一个重要分支。伺服控制是核心。
它是一个集自动化技术，计算机技术，机械技术，电子技术，通讯技术
等的综合技术。
★运动控制系统是一个比较复杂的系统，各个环节都对这个系统产生影响
★可靠、功能强大的控制器，稳定的执行机构，精确的反馈机构
精密的机械结构等等
运动控制器(系统的大脑)
★执行编写的程序，控制执行机构的动作
★完成伺服闭环的计算
★通过插补计算，得出各个电机轴的位置
★采集现场I/O信号，控制I/O设备
★与PC及其他现场设备进行通讯
★能够实现各种运算功能，程序的流程控制等。程序开发非常类似于PC上
开发程序。
执行机构——步进电机Fig1.12200-stepHybridMotor
·主要用于开环控制
·步距角：一个脉冲对应的角度
常见1.8°(2相),0.72°(5相)
加细分后可做到很小的步距角
·优点：简单易用，刚度高，多为
直流供电，高细分的步进电机可做到很小的步距角
·缺点：开环控制丢脉冲影响精度，速度过小易出现低频振荡，
速度过高输出转矩下降。常用于100rpm——300rpm间工作。
MAGNETS
执行机构——何服电机WINDINGS—
BRUSHES
直流有刷电机
·定子为永磁铁，转子上ARMATURE
是线圈绕组
COMMUTATOR
·单相电机，换向波形为方波BEARING
(梯形波)MOTORWIRES
BRUSH-TYPEMOTOR
·机械换向——电刷及换向器
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