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1、10 单元 位置随动系统 第一节 位置随动系统 第二节 电气设备外文资料的识度,第10单元 位置随动系统 在实际生产中，电动机带动生产机械运动的表现不一定都是转速，也可能是生产机械产生一定的位置移动，这时需要控制的量就不再是转速，而是控制对象的角位移或线位移，此时必须采用位置随动系统才能控制要求。,第10单元 位置随动系统 目 录 一、位置随动系统的应用 二、位置随动系统的主要组成部件及其工作原理 三、位置随动系统的分类 四、位置随动系统与调速系统的比较 五、自整角机位置随动系统,第10单元 位置随动系统 位置随动系统短片： 1、随动系统演示 2、两轴随动控制系统,一、位置随动系统的应用 它的
2、根本任务就是实现执行机构对位置指令（给定量）的 准确跟踪，被控制量（输出量）一般是负截的空间位移，当给 定量随机变化时，系统能使被控制量准确无误地跟随并复现给 定量。 - 练习：填空题： 1、位置随动系统是一种实现执行机构对 _ 的准确跟踪系统。,位置随机系统中的位置指令（给定量）和被控制 量一样也是位移（或代表位移的电量），当然可以是 角位移，也可以是直线位移，所以位置随动系统必定 是一个位置反馈控制系统。 - 练习：填空题： 2、位置随动系统必定是一个 _控制系统 。,位置随动系统又称伺服系统，主要解决对象的 位置控制问题，根本任务就是实现执行机构对位置 指令的准确跟踪，系统的输出量或称被
3、控量一般是 负载（或被控对象）的空间位移，当给定量（位置 指令）随机变化时，系统的输出量能准确无误地跟 踪给定量的变化并能复现给定量。,位置随动系统的应用如下： 机械加工过程中机床的定位控制和加工轨迹控制是位置 随动系统的典型实例 冶金工业中 轧刚机压下装置以及其它辅助设备的控制 在轧制钢材的过程中，必须使上、下轧辊之间的距离能 按工艺要求自动调整； 焊接有缝钢管或钢板, 要求焊机头能准确地对正焊缝的 控制。,位置随动系统的应用如下： (3) 仪表工业中各种记录仪的笔架控制，如温度记录仪、计 算机外部设备中的x-y记录仪，各种绘图机以及计算机磁盘 驱动器的磁头定位控制。 (4) 制造大规模集成
4、电路所需要的制图机、分布重复照相机 和光刻机，机器人或机械手的动作控制等。,位置随动系统的应用如下： 火炮群跟踪雷达天线或电子望远镜瞄准目标的控制；舰 船上的自动探舱装置使位于船体尾部的舱叶的偏角模仿复制 位于驾驶室的操作手轮的偏转角,以便按照航向要求来操纵 船舶的航向；陀螺仪惯性导航系统,各类飞行器的姿态控制 等, 也都是位置随动系统的具体应用。,位置随动系统的基本组成，其原理图如图10-1所 示。这是一个电位器式位置随动系统，用来实现雷达 天线的跟踪控制。这个系统由以下几个部分组成： （1）位置检测器 （2）电压比较放大器 （3）可逆功率放大器 （4）执行机构,二、位置随动系统的组成及原理
5、,二、位置随动系统的组成及原理 练习：填空题： 3、位置随动系统主要是由 _、_、_ 和 _ 部件组成。,（1）位置检测器,由电位器RP1和RP2组成位置（角度）检测器，其中电位器 RP1的转轴与手轮相连，作为转角给定，电位器RP2的转轴通过 机械机构与负载部件相连接，作为转角反馈，两个电位器均由同 一个直流电源供电，这样可将位置直接转换成电量输出。,（1）位置检测器,练习：判断题： 1、在位置随动系统中，位置检测器的作用是转角 反馈，这样可将位置直接转换成电量输出（ ）。,（2）电压比较放大器,由放大器N1、N2组成，其中放大器N1仅起倒相作用， N2则起电压比较和放大作用，其输出信号作为下
6、一级功率 放大器的控制信号，并具备鉴别电压极性的能力。,（2）电压比较放大器,练习：判断题： 2、在位置随动系统中，电压比较放大器只能比较 放大给定量与反馈量的差值。（ ）,（3）可逆功率放大器,为了推动随动系统的执行电动机，只有电压放大是不 够的，还必须有功率放大，功率放大由晶闸管或大功率晶体 管组成整流电路，由它输出一个足以驱动电动机SM的电压。,（3）可逆功率放大器,练习：判断题： 3、在位置随动系统中设置可逆功率放大器的目的 是为了驱动随动系统的执行电动机。（ ）,（4）执行机构,永磁式直流伺服电动机SM作为带动负载运动的执行机 构，这个系统中的雷达天线即为负载，电动机到负载之间还 得
7、通过减速器来匹配。,（4）执行机构,练习：判断题： 4、在位置随动系统中执行机构一般使用永磁式直 流伺服电动机SM。（ ）,（5）工作原理,三、位置随动系统的分类 1、按输出功率分：小功率、超小功率、中功率、大功率和 超大功率位置随动系统。 2、按位移性质分：转角式和直线式； 3、按采用的电动机不同分：直流式和交流式； 4、按照控制器的类型分：模拟式随动系统和数字式随动系 统。 其中第四种分类方法是最常用的默认分类方法,四、位置随动系统的分类 练习： 填空题： 5、位置随动系统一般分为_随动系统和_随动系统,由于位置随机系统的基本特征体现在位置上，体现在位置 给定信号和位置反馈信号及两个综合比
8、较方面，因此可根据这 个特征将它划分两个类型，一类是模拟式随动系统，另一类是 数字式随机系统。 模拟式角位移随动系统的各种参量都是连续变化的模拟量， 其位置检测器可用电位器、自整角机、旋转变压器、感应同步 器等。一般是在调速系统的基础上外加一个位置环组成。 采用数学式检测装置来组成数字式随动系统。在这类系 统中，一般仍可采用模拟的电流环和速度环以保证系统的快 速响应，但位置环是数字式的。,典型的模拟式位置随动系统原理框图,数字式随动系统的类型,数字式随动系统分为： 数字式相位控制随动系统 数字式脉冲控制随动系统 数字式编码控制随动系统,1、数字式相位控制随动系统,数字式相位控制随动系统，如图所
9、示。这是数控机床 上广泛采用的一种随动系统，实质上是一个相位闭环（又 称锁相环）的反馈控制系统。其位置环由数字相位给定、 数字相位反馈和数字相位比较三个部分组成，即图中的数 字给定、位置检测和鉴相器三个部件。,2、数字式脉冲控制随动系统,第二种为数字式脉冲控制随动系统，其原理框图如图,3、数字式编码控制随动系统,3、数字式编码控制随动系统,在这种系统中，给定往往是二进制数字码信号。检测元 件一般是光电编码盘或其它数字反馈发送器借助于转换电路 得到二进制码信号， 二者联合构成“角度数码” 转换器或 “线位移数码” 转换器。它的输出信号与数码信号同时送 入计算机进行比较并确定误差，按一定控制规律运
10、算后（如 PID运算），构成数字形式的校正信号，再经数模转变成电 压信号，作为速度控制器的给定。,练习： 填空题 6、数字式随动系统可分为_随动系统 _随动系统和_随动系 统三种。 7、数字式相位控制随动系统的位置环由 _、 _和_三部分组成。,四、位置随动系统与调速系统的比较 一个常用的转速、电流双闭环调速系统原理图,四、位置随动系统与调速系统的比较 随动系统和调速系统一样都是反馈控制系统，即通过对系 统的输出量和组定量进行比较，组成闭环控制，因此两者的控 制原理是相同的。 调速系统的给定量是恒值，不管外界扰动情况如何，希望 输出能够稳定，因此系统的抗干扰性能往往显得十分重要。 位置随动系统
11、中的位置指令是经常变化的，是一个随机变 量，要求输出要准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、 灵活性、准确性成了位置随动系统的主要特征。也就是说，系 统的跟随性能成了主要指标。 随动系统可以在调速系统的基础上增加一个位置环，位 置环是位置随动系统的主要结构物征。因此，随动系统在结 构上往往要比调速系统复杂一些。,四、位置随动系统与调速系统的比较 练 习 填空题： 4、位置随动系统，是在调速系统的基础上增加了 _。 简答题： 1、简述位置随动系统与调速系统的异同。 答：（1） 两者都是反馈控制系统。 （2）调速系统的性能指标以抗干扰性能为主、位置随动 系统的性能指标以跟随性能为主。 （3）位置
12、随动系统有位置环,五、自整角机位置随动系统,自整角机： 1、形形色色的自整角机 2、百度百科 3、自整角机实验 4、视频讲座自整角机,五、自整角机位置随动系统,练习： 填空题 8、自整角机按用途不同可分为_自整角机和_自整角机两类。 单项选择题 1、力矩式自整角机所拖动的负载一般为仪表指针，属于_同步旋转系统。 A. 微功率 B. 小功率 C. 小负载 D. 微负载 2、对于功率较大的负载，力矩式自整角机不能达到要求时，可采用控制式自整角机，将自整角机接成_状态。 A. 形 B. Y形 C. 变压器 D. 电动机,五、自整角机位置随动系统,自整角机位置随动系统的组成,（1）自整角机：用于发送信
13、号和接收信号 （2）相敏整流器（放大器）：相敏整流器的功能是将交流 电压转换为与之成正比的直流电压，并使它的极性与输入的 交流电压相位相适应。 （3）可逆功率放大器：对大功率随动系统，功率放大器多 采用可逆的晶闸管可控整流器,自整角机位置随动系统的组成,（4）执行机构：作为执行电机，可选用直流伺服电动机或 交流两相异步电动机，在要求高性能时，可采用站惯量直流 电动机或宽调速力矩电机。 （5）减速器：减速器对随动系统的工作有重大影响，减速 器速比的选择和分配将影响到系统的惯性矩，并影响到快速 性,五、自整角机位置随动系统,练习： 判断题： 5、自整角机位置随动系统是以自整角机作为位置检测装置的位
14、置随动系统。（ ） 6、力矩式自整角机必须使用中间放大环节，才能达到使相距较远又无机械联系的两周实现同步转速。（ ）,五、自整角机位置随动系统,练习： 简答题： 2、自整角机位置随动系统由哪些部分组成，各有什么作用？ 答：（1）自整角机：用于发送信号和接收信号 （2）相敏整流器（放大器）：将交流电压转换为直流电压 （3）可逆功率放大器：驱动执行机构 （4）执行机构：伺服电动机 （5）减速器：对执行机构和负载进行匹配。,其它练习题,判断题 7、产品合格证书至少应包括：产品名称、商标、型号、制造厂家 名称、制造日期、检验员姓名、购买日期、保修时间等内容。 （ ） 8、产品说明书包括标题、正文、落款三部分 （ ）。 单项选择题 3、下列选项不是产品说明书组成部分的是_。 A. 标题 B. 正文 C. 落款 D. 保修单 4、产品合格证的主要作用不包括_. A. 提高产品在市场上的信誉。 B. 说明产品用途 C. 说明产品出厂前得到了严格的最终技术检验。 D. 保单的作用。,谢谢！,
