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1.5.4 运动控制卡 运动控制卡是一种基于工业PC机 、 用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。 运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。 031 哈尔滨工业大学（威海） 2009年3月 交流伺服运动控制系统 曲延滨 哈尔滨工业大学（威海）信息科学与工程学院 0.1什么是运动控制系统 0.2运动控制系统的基本结构 0.3运动控制系统的发展过程及应用 0.4运动控制系统的发展趋势 0.绪论 001 0.1什么是运动控制系统 运动控制系统是以机械运动的驱动设备------ 电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。 控制电动机的转矩、转速和转角，将电能转换为机械能，实现运动机械的运动控制。 002 运动控制系统的分类： （1）按被控物理量分： 以转速为被控量的系统叫调速系统； 以角位移或直线位移为被控量的系统叫位置随动系统，有时也叫伺服系统。 （2）按驱动电机的类型分： 用直流电机带动生产机械的为直流传动系统； 用交流电机带动生产机械的为交流传动系统。 （3）按控制器的类型分： 以模拟电路构成的控制器叫模拟控制系统； 以数字电路构成的控制器叫数字控制系统。 003 分为单环、双环和多环控制系统。 共同的特点： （1）被控量的过渡过程较短，一般为秒级甚至毫秒级； （2）传动功率范围宽，可从几毫瓦到几百兆瓦； （3）调速范围大，宽调速系统的调速范围可达到1：10000，可每小时几转到每分钟几十万转； （4）可获得良好的动态性能和较高的稳速精度或定位精度； （5）电动机空载损耗小，效率高。短时间过载能力强； （6）可四象限运行，制动时能量回馈电网； （7）可以控制单台电机运行，也可以多台协调控制运行。 004 0.2运动控制系统的基本结构 主要由三部分组成： 控制器、功率驱动装置和电动机。 给定 + -- 控制器 功率驱动 装置 电网 电动机 生产机械 控制器：调节控制量。 功率驱动装置：将电网的能量作用于电机上，调节转矩。 电动机：拖动机械运转。 005 运动控制系统各部分组成 控制器 功率驱动装置 电动机 转速/电压/电流调节器 三相桥式晶闸管整流装置 直流电动机 P/PI/PID调节器 三相半波晶闸管整流装置 交流电动机 模糊控制器 不可控整流+PWM斩波器 异步机 自适应控制器 交交变频器 同步电机 标量控制器 交直交变频器 永磁同步机 矢量控制器 电压型逆变器 开关磁阻电机 直接转矩控制器 电流型逆变器 无换向器电机 006 0.3运动控制系统的发展过程及应用 19世纪80年代以前，直流电气传动是唯一的传动方式。 19世纪末，鼠笼异步电动机，功率因数问题。同步电机。 20世纪的大部分时间是直流调速，交流不调速。 对电气传动的要求： 起制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态特性。 20世纪30年代开始使用直流调速系统。 （1）旋转变流机组。（2）放大机、磁放大器。 （3）静止的晶闸管变流装置。（4）大功率晶体管PWM 007 直流电机具有电刷和换向器，制造复杂且成本高，维护麻烦。 很难向高转速、高电压、大容量发展。 目前交流调速系统已占据主导地位。 运动控制系统的应用： 扎钢厂的