页数：29页文件大小：313.6 KB来源： 机电控制技术ppt课件
本课件为课程绪论，从系统、数学模型与控制系统的基本概念出发，讲清开环与闭环、恒值与随动等分类方式及稳定性、准确性、快速性三项基本要求，并界定机电控制系统的概念及其在伺服传动、数控、顺序控制与过程控制中的应用分类。
机电控制技术
“机电控制系统”是机械技术与微电子技术集成的共性关键技术，是控制论在机电一体化产品或系统中具体应用的分支学科。
它的研究对象是各种先进的自动化制造设备或系统，如数控机床、工业机器人、自动导引车、自动检验及装配设备等。
它的内容着重从控制系统的角度，阐述和讨论有关系统的理论分析方法和工程设计技术。
主要内容31.受控机械的动态模型。
主要讨论各种机械受控对象的动力学和运动学模型。
机电控制元部件。
步进电机和直流电机的工作原理。
机电控制系统原理。
这部分内容包括机电反馈系统数学模型。
机电控制系统分析设计及实现。
本课程学习方法1、要学好相关课程的基础知识。
与本课程相关的课程有：自控原理，模拟电子，数字电子，电路基础，电机控制，机械设计等。
认真思考每章节的思考练习
第1章绪论5►系统与控制►机电控制系统
基本要求：掌握机电控制系统特点、组成、分类本章重点：机电控制系统的一般要求
系统与控制系统1、系统的概念对于实际应用来说，系统一般可以定义为任何一组存在某种因果关系的物理元件。
效果将叫做响应或输出。
通常，输入和输出都是物理变量，例如，温度、压力、液位、电压、位移、速度等。
、系统的数学表示方法——数学模型8描述系统的输入和输出关系的数学表达式就是数学模型。
系统数学模型通常由输入和输出满足的一种运算法则或一组运算法则所组成。
在已知输入的条件下，可以运用这些法则决定输出。
x1x2xn系统……y1y2ym输入输出yi Li(x1,x2,......,xn)在进行系统研究时，许多不同类型的物理系统具有某些特性共同的系统算子
控制系统类控制器被控对象反馈输控入制系统分输出统行调节为能或量输输性入能，的以方法学。
使系统产生所希望控按预制定就的控是制按规律照预先给定的目标，改变系包括功率放大器、执行机构、减速器、负载以及内反馈回路控的输制出。
系统是依靠调节能量等输。
入的方法使某些物理量受到控制的一类系统。
反馈装置是某种传感10器测量单元，它检测输出变量，并将其转换为电信号反馈到系统的输入端。
按照有无反馈测量装置分类，控制系统可分为开环控制系统和闭环(反馈)控制系统控制器被控对象被控对象输入输出被控对象输入输出反馈元件并联校正元件放大元件执行元件串联校正元件控制器11主反馈局部反馈扰动
按这输种入控量制系的统变的化输规入律量分类恒值控不为恒定值，恒其值变控化制规系律统的输入量是一个恒定值，是制预系先统知道一和经确给定定的，。
在可运行过程中就不再改变（但程序控将制输系入统量的可变定化期规校律准预或先更改输入量）。
这种控制系编成程序，统由的程任序务发是出保控证在任何扰动作用下系统的随动系制统指令，在输输出入量装为置恒中定再值。
将控制指令工转业换生为产控中制的信温度、压力、流量、液位号，经过全等系参统数的的作控用制，，以及某些原动机的速度控使控制对象制按，照机指床令的的位要置控制等均属此类控制。
随动系统又称伺服系统。
这种控制系统输入量的变化12规律是不能预先确定的。
当系统的输入量发生变化时，要求输出量迅速平稳地随着变化，并且能排除各种干扰因素的影响，准确地复现控制信号的变化规律。
控制指令可以由操作者根据需要随时发出，也可以由目标物或相应的测量装置发出。
例如，机械加工中的仿形机床，武器装备中的火炮自动瞄准系统以及导弹自动跟踪系统等均属于随动系统。
按系统中传递信号的性质分类连续控制系统离散控制系统连续控制系统是指系统中各部分传递的信号都是连续时间变量的系统。
连续控制系统又可离散分控为制线系性统系是统指和系非统线中性系统。
某一处或数处的信号是以脉冲序列或数字量传递的13系统，又称数字控制系统。
按系统部件的类型分为机电控制系统、液压控制系统、气动控制系统、电气控制系统
稳定性准确性快速性控制系统稳的定基性本是保要证求控制系统正常工作的首要条件。
准因准因为确为确控性制是系指统控中制都系包统含的储控能制元精件度，，若系统一参一参数般数般匹用配稳不态当误，差就来可衡能量引。
起所振谓荡稳。
态稳定性误就误就是差是差指是系指统以动一态定过变程化的的振输荡入倾信向号及作其恢复用平用平衡于衡于状系态统的后能，力当。
调对整于过稳程定结性束满趋足于要求的稳系稳系统定统定，时当，输出量的离实平际衡值状与态期时望，值应能随之着之着时间时间间的收误敛差并值且。
最准后确回性到是初衡始量的控平制衡快速性是指状当态系。
系统统的性输能出的量重与要输指入标量。
之例间如产数生控偏机差时，系统消除这床种稳偏态差误的差快差慢愈程小度，。
加快工速精性度是就在愈系统稳定的前提下高提；
出而的一，般它恒是温衡和量匀控速制系系统统的性稳能态的又一个重要指标误。
差快都速可性在好给的定系值统的，1%消以除内偏。
差的过渡过程时间短，因而就能复现快速变化的输入信号，并具有较好的动态性能。
机电控制系统机电控制系统的概念在机械工程领域中，存在着大量以机械装置或机器为控制对象、以电子装置(包括微处理机)为控制器的各式各样的控制系统。
这类系统的受控物理变量通常是机械运动，如位移、速度、加速度(力)、运动轨迹，以及机器操作和加工过程等等。
今后，我们将统称这类控制系统为机电控制系统。
机电控制系统的分类从机械工业应用的角度，机电控制系统可以依次划分为伺服传动系统、数字控制(NC)系统、以及顺序控制系统、过程控制系统等
、伺服传动控制系统伺服传动系统是一种最基本的机电控制系统。
其输入为模拟或数字的电参考信号，输出(或受控物理变量)是机械位置和机械位移变化率。
伺服传动系统主要用于机械设备位置和速度的动态控制，在数控机床、工业机器人、坐标测量机以及自动导引车等自动化制造、装配及检测设备中，已经获得非常广泛的应用。
机器人的关节传动伺服系统
、数字控制系统根据零件编程或路径规划，由计算机生成数字形式的指令，再驱动机器运动的一种控制系统，称为数字控制系统，简记为NC(NumericalControl)系统。
CNC系统的优点是高度柔性。
凡采用CNC系统的机床或其他制造设备，都是可编程序的。
只要改变计算机程序，便可制造不同的工件。
这比专用的自动化制造设备优越得多。
运算控制器变换放大器伺服电机工作机床反馈测量元件切削刀具指令脉冲位移编制程序输入装置运算控制器执行机构工作机床切削刀具
数控装置比较器伺服电机功率放大位置检测
位置控制速度控制MEprom机床CNCCNC装置中的位置控制装置中的位置控制RAM单元又称为位置控制模单元又称为位置控制模数控面板块。
位置控制模块的主块。
位置控制模块的主I/OCPU要功能是对数控机床的要功能是对数控机床的进给运动坐标轴的位置进给运动坐标轴的位置MDI/CRTCRT进行控制进行控制PLC位置控制图CPU跟随误差计数器位置控制输出组件速度单元M位置测量组件
、顺序控制系统按照规定次序执行一组操作的控制系统通称为顺序控制系统。
在顺序控制系统中，每一步操作是一个简单的二进制动作，如操作开关的通断或制造设备专用控制器的启停等。
实现顺序控制功能可有多种手段，如继电器逻辑、固态集成电路、通用微处理机等。
当前，普遍应用的是可编程序控制器PLC作为顺序控制器，因为PLC具有足够数量的输入／输出(I／O)端口，并带有专用的逻辑编程语言，用以实现顺序控制十分方便。
顺序控制系统不仅应用于数控机床、工业机器人等单机自动化的控制，而且应用于自动化制造单元和系统的过程控制。
、过程控制系统在机械、冶金、化工、电力以及建材等生产过程中所采用的工业控制系统统称为过程控制系统。
柔性制造单元、计算机集成制造(CIM)等自动化制造系统是典型的机械制造过程控制系统。
过程控制系统的受控变量是生产过程的物理量，可以是离散型的、连续型的、或者半连续型的。
过程控制系统可以是开环的或者闭环的，但是，多数实际系统是闭环的。
本章知识点回顾1、控制系统的组成与分类2、控制系统的要求
思考练习29练习1从系统框图角度来看，典型的机电控制系统主要是由哪几部分组成的？
各环节的主要作用是什么？
练习2从哪些方面衡量控制系统的性能？
性能指标之间有没有联系？
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