,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1、,微机数字控制系统的主要特点是,离散化,和,数字化,：,离散化：,在一定周期的采样时刻对模拟的连续信号进行实时采样，形成一连串的脉冲信号，即离散的模拟信号，这就是离散化,数字化：,用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将它转换成数字信号，这就是数字化。,1、微机数字控制系统的主要特点是离散化和数字化：离散化：在,1,2、定义：存储系数、分辨率、测速误差率。,答：,存储系数,：它表示数字量化的精度用,K=计算机内部存储值/物理量的实际值表示，相当于模拟控制系统中的反馈系数。,分辨率：,是用来衡量一种测速方法对被测转速变化的分辨能力，在数字测速方法中，用改变一个计数字所对应的转速变化量来表示。,测速误差率：,转速实际值和测量值之差n与实际值n之比定义为测速误差率。,2、定义：存储系数、分辨率、测速误差率。答：存储系数：它表,2,3、,M法测速、T法测速、M/T法测速方法的测速计算公式,M法测速,T法测速,M/T法测速,3、M法测速、T法测速、M/T法测速方法的测速计算公式M法测,3,4、数字滤波方法。,答：,算术平均值滤波、,中值滤波、,中值平均滤波。,4、数字滤波方法。答：,4,5、数字PID的两种算法及差分方程，并说出两种算法的各自特点，考虑到限幅时，两者差异是什么？,位置式、增量式,3）位置式调节器算法结构清晰，P I作用分明，参数调整简单明了。增量式调节器算法只需当前和上一拍偏差即可算出偏差量,位置式：同时需积分限幅、输出限幅。增量式：只需输出限幅,5、数字PID的两种算法及差分方程，并说出两种算法的各自特点,5,6、,推导数字式PI调节器的脉冲传递函数,u(k)=Kp e(k)+K,I,T,sam,e(k),则调节器输出方程为：u(k)=X,p,(k)+X,I,(k)X,p,(z)=K,p,e(z),X,I,(z)=K,I,T,sam,Z e(z)/(Z-1),u(z)=K,p,+K,I,T,sam,Z/(Z-1)e(z),G(z)=K,p,+K,I,T,sam,Z/(Z-1),=(K,p,+K,I,T,sam,)Z-K,p,/(Z-1),K,i=1,6、推导数字式PI调节器的脉冲传递函数 u(,6,3-1,直流电机额定转速，电枢电流额定值，允许过流倍数，计算机内部定点数占一个字的位置（16位），试确定数字控制系统的转速反馈存储系数和电流反馈存储系数，适当考虑余量。,解：定点数长度为1个字，但最高位须用作符号位，只有15位可表示量值，最大存储值 Dmax=2,15,-1,电枢电流最大允许值为1.5I,N,，考虑到调节过程中瞬时值可能超过此值，取1.8I,N,，,因此电枢电流存储系数为：,额定转速，取n,max,=1.3n,N,，,则转速存储系数为：,对上述运算结果取整，得,3-1直流电机额定转速，电枢电流额定值，允许过流倍数，计算机,7,3-2,旋转编码器光栅数为1024，倍频系数为4，高频时钟脉冲频率f=1MHz，旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16 位计数器，M法和T法测速时间均为0.01s，求转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辨和误差最大值。,1)M法测速,测速分辨率,当n=1500r/min时，,测速误差率最大值,ii)当n=150r/min时，,测速误差率最大值：,3-2旋转编码器光栅数为1024，倍频系数为4，高频时钟脉冲,8,2)T 法测速,i)当n=1500r/min时,测速误差率最大值：,ii)当n=150r/min时，,测速误差率最大值：,2)T 法测速测速误差率最大值：ii)当n=150r/min,9,1、,实现直流电机可逆运行的方法几种？相应的可逆线路各有什么特点？,答：一是改变电动机电枢电压极性。二是改变电动机励磁磁通的方向。电枢反接可逆线路：（1）用接触器切换的可逆线路简单、经济、适用于不经常正反转的生产机械。,（2）用晶闸管开关切换的可逆线路工作可靠性比较高，在中小容量的可逆拖动中经常采用。,（3）反并联可逆线路能灵活控制电动机起动、制动和升、降速。,1、实现直流电机可逆运行的方法几种？相应的可逆线路各有什么特,10,2、环流概念、优缺点、分类？,答：所谓环流，是指不流过电动机或其他负载，而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流。,优缺点：加重晶闸管和变压器的负担，导致晶闸管损坏，消耗无用功率，作为流过晶闸管的基本负载电流，电动机空载或轻载时也可使晶闸管装置工作在电流连续区，避免电流断续引起的非线性现象对系统静、动态性能的影响。保证电流的无间断反向，加快反向是过渡过程。,分类：动态环流、静态环流,2、环流概念、优缺点、分类？答：所谓环流，是指不流过电动机或,11,3、,分析工作制配合控制的工作原理，并说出触发装置的移项控制特性。,答：工作原理：为了防止产生直流平均环流，当正组晶闸管VF处于整流状态时，其整流电压Ud0f=+，这时应该让反组晶闸管VR处于逆变状态输出一个逆变的电压把它顶住，即让Ud0r=-，而且幅值与Udof相等。Ud0f=-Ud0r。,移项控制：Uct=0时，两项触发装置的控制角af和ar都等于90度。Uct增大时，正组控制角af小于90度。VF进入整流状态，反组控制角ar大于90度，VR处于逆变状态。,3、分析工作制配合控制的工作原理，并说出触发装置的移项控制特,12,4、,瞬时脉动环流产生的原因是什么？如何抑制？,答：原因：在工作制配合控制的条件下，整流电压与逆变电压始终是相等的。因而没有直流平均环流，但这只是就电压的平均值而言的。然而晶闸管装置输出的电压是脉动的。正组整流电压Ud0f和反组逆变电压Ud0r的瞬时值并不相同，当整流电压瞬时值Ud0f大于逆变电压瞬时值Ud0r时，便产生正向瞬时电压差Ud0，从而产生瞬时环流。,抑制：在环流回路中串入环流电抗器。,4、瞬时脉动环流产生的原因是什么？如何抑制？答：原因：在工作,13,5、,有环流可逆调速系统制动过程分几个阶段，说出各个阶段VF、VR工作方式、电流流向、能量转换形式？,1本组逆变阶段：VF由整流到逆变，VR由待逆变到待整流状态。电流方向未变，能量未变。,2它组制动阶段：,1、它组建流子阶段：VR由待整流到整流，机械能变电能，再到磁能储存起来，电流方向改变。,2、它组逆变子阶段：VR回到逆变，VF待整流，电流不变，动能变电能。,3、反向减流子阶段：VR、VF不变，电流不变，动能到电能。,5、有环流可逆调速系统制动过程分几个阶段，说出各个阶段VF、,14,6、分析可控环流系统的工作原理？,答：主电路常采用两组晶闸管交叉连接线路，控制线路仍为典型的转速，电流双闭环系统，但电流互感器和电流调节器都用来了两套，分别组成正反向各自独立的电流闭环，并在正、反组电力调节器1ACR、2ACR输入端分别加上控制环流的环节。控制环流的环节包括：环流给定电压和由、C、R组成环流抑制电路，为使1ACR、2ACR给定信号极性相反经输出作为2ACR电流给定。这样，当一组整流时，另一组就可作为控制环流来用。,6、分析可控环流系统的工作原理？答：主电路常采用两组晶闸管交,15,7、,在逻辑无环流控制系统中，DLC逻辑控制器起至关重要的作用，请说出：逻辑控制器的作用、对逻辑控制器的要求、逻辑控制器的组成及各组成部分的作用,作用：在正组晶闸管VF工作时封锁反组脉冲，在反组晶闸管VR工作时封锁正组脉冲。,要求：,1、由电流给定信号Ui*的极性和零电流检测信号Uio共同发出逻辑切换指令。当Ui*改变极性，且零电流检测器发出“零电流”信号时，允许封锁原工作组，开放另一组。,2、发出切换指令后，经过封锁延时时间才能封锁原导通组脉冲，再经过开放延时时间Tbt后，才能开放另一组脉冲。,3、无论在任何情况下，两组晶闸管绝对不允许同时加触发脉冲，当一组工作时，另一组的触发脉冲必须被封锁住。,7、在逻辑无环流控制系统中，DLC逻辑控制器起至关重要的作用,16,它由电平检测、逻辑判断、延时电路、联锁保护四个环节组成。,A、电平检测的任务：是将控制系统中连续变化的模拟量转换成1或0两种状态的数字量，实际上是一个模数控制器。,B、逻辑判断的任务：是根据两个电平检测器的输出信号Ut和Uz经运算后正确的发出切换信号Uf和Ur。,C、在逻辑判断电路发出切换指令Uf、Ur之后，必须经和才能执行延时指令，因此必须设置延时电路。,D、和不能同时为1态，一旦电路发生故障，两个输出和如果同时为1态，将造成两组晶闸管同时开放而导致电源短路，为了避免这种事故，在无环流逻辑控制器的最后部分设置了多1联锁保护电路,它由电平检测、逻辑判断、延时电路、联锁保护四个环节,17,8、位置随动系统与调速系统比较有如何特点？,两者控制原理相同。,调速系统的给定量是恒值，主要作用：保证稳定，抵抗扰动，,位置随动系统给定量是随即变量，要求输出量准确跟随给定量的变化，保证稳定基础上，突出快速响应，,随动系统的结构往往要比调速系统复杂一些。,8、位置随动系统与调速系统比较有如何特点？两者控制原理相同,18,9、位置信号检测手段哪些？各自特点？,答：位置信号检测需要位置传感器主要有4种,电位器：直接给出电压信号，价格便宜，使用方便，但滑臂与电阻间有滑动接触，易磨损或接触不良，可靠性差。,基于电磁感应原理的位置传感器：应用普遍的模拟式位置传感器的可靠性和精度较好。,光电编码器：由光源，光栅码盘和光敏元件组成，直接输出数字式电脉冲信号，是现代数字式随动系统主要采用的位置传感器。分为增量式编码器、绝对值式编码器。,磁性编码器：由位移量变换成数字式电脉冲信号的传感器。其适应环境能力强，不怕灰尘，油污和水露，结构简单，坚固耐用，响应速度快，寿命长，但制造高分辨率困难。,9、位置信号检测手段哪些？各自特点？答：位置信号检测需要位置,19,