2022年自動控制學(xué)習(xí)心得

1、第7頁共7頁2022年自動控制學(xué)習(xí)心得進(jìn)入到大四我們接觸到了一門新的課程叫電力拖動自動控制系統(tǒng)，幾次課上下來發(fā)現(xiàn)這門課包含的內(nèi)容實在是太多了，涉及到了自動控制原理、電機拖動、電力電子和高數(shù)等多門學(xué)科的知識，讓我覺得學(xué)起來有點吃力。但經(jīng)過老師的細(xì)細(xì)梳理，使我慢慢對這門課程有了新的認(rèn)識，電力拖動是以電動機作為原動機拖動機械設(shè)備運動的一種拖動方式。電力拖動裝置由電動機及其自動控制裝置組成。自動控制裝置通過對電動機起動、制動的控制，對電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的控制，對電動機轉(zhuǎn)矩的控制以及對某些物理參量按一定規(guī)律變化的控制等，可實現(xiàn)對機械設(shè)備的自動化控制?，F(xiàn)代運動控制已成為電機學(xué)，電力電子技術(shù)，微電子技術(shù)，計算機

2、控制技術(shù)，控制理論，信號檢測與處理技術(shù)等多門學(xué)科相互交叉的綜合性學(xué)科。課上老師簡單介紹了運動控制及其相關(guān)學(xué)科的關(guān)系，隨著其他相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展，運動控制系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，不斷提高系統(tǒng)的安全性，可靠性，在課上跟隨老師的思路，使我對運動控制系統(tǒng)有了更深刻的理解。運動控制系統(tǒng)的任務(wù)是通過對電動機電壓，電流，頻率等輸入電量的控制，來改變工作機械的轉(zhuǎn)矩，速度，位移等機械量，使各種機械按人們期望的要求運行，以滿足生產(chǎn)工藝及其他應(yīng)用的需要。工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對運動控制系統(tǒng)提出了日益復(fù)雜的要求，同時也為研制和生產(chǎn)各類新型的控制裝置提供了可能。在前期課程控制理論、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)處理、電力電子等課程的基礎(chǔ)

3、上，學(xué)習(xí)以電動機為被控對象的控制系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀念、運動控制系統(tǒng)的基本理論和方法、初步的工程設(shè)計能力和研發(fā)同類系統(tǒng)的能力。課堂上老師全面、系統(tǒng)、深入地介紹了運動控制系統(tǒng)的基本控制原理、系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu)特點、分析和設(shè)計方法。運動控制內(nèi)容主要包括直流調(diào)速、交流調(diào)速和伺服系統(tǒng)三部分。直流調(diào)速部分主要介紹單閉環(huán)、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和以全控型功率器件為主的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)等內(nèi)容；交流調(diào)速部分主要包括基于異步電動機穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速系統(tǒng)、基于異步電動機動態(tài)模型的高性能調(diào)速系統(tǒng)以及串級調(diào)速系統(tǒng)；隨動系統(tǒng)部分介紹直、交流隨動系統(tǒng)的性能分析與動態(tài)校正等內(nèi)容。此外，書中還介紹了近幾年發(fā)展起來的多電平逆變技術(shù)和數(shù)字

4、控制技術(shù)等內(nèi)容。運動控制系統(tǒng)既注重理論基礎(chǔ)，又注重工程應(yīng)用，體現(xiàn)了理論性與實用性相統(tǒng)一的特點。書中結(jié)合大量的工程實例，給出了其仿真分析、圖形或?qū)嶒灁?shù)據(jù)，具有形象直觀、簡明易懂的特點。第一部分中主要介紹直流調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)直流電動機的轉(zhuǎn)速有三種方法：改變電樞回路電阻調(diào)速閥，減弱磁通調(diào)速法，調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速法。變壓調(diào)速是是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)至少包含了兩部分：能夠調(diào)節(jié)直流電動機電樞電壓的直流電源和產(chǎn)生被調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的直流電動機。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，可控直流電源主要有兩大類，一類是相控整流器，它把交流電源直接轉(zhuǎn)換成可控直流電源；另一類是直流脈寬變換器，它先把交流電整流成不可控的直流電

5、，然后用pwm方式調(diào)節(jié)輸出直流電壓。本章說明了兩類直流電源的特性和數(shù)學(xué)模型。當(dāng)用可控直流電源和直流電動機組成一個直流調(diào)速系統(tǒng)時，它們所表現(xiàn)車來的性能指標(biāo)和人們的期望值必然存在一個不小的差距，并做出了分析。開環(huán)控制系統(tǒng)無法滿足人們期望的性能指標(biāo)，本章就閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)展開分析和討論。論述哦了轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律，分析了系統(tǒng)的靜差率，介紹了pi調(diào)節(jié)器和p調(diào)節(jié)器的控制作用。轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)能夠提高調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，但動態(tài)性能仍不理想，轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是靜動態(tài)性能良好，應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)；還介紹了轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成及其靜特性，數(shù)學(xué)模型，并對雙閉環(huán)直流調(diào)

6、速系統(tǒng)的動態(tài)特性進(jìn)行了詳細(xì)分析。第二部分主要介紹交流調(diào)速系統(tǒng)。交流調(diào)速系統(tǒng)有異步電動機和同步電動機兩大類。異步電動機調(diào)速系統(tǒng)分為_類：轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)。同步電動機的轉(zhuǎn)差率恒為零，同步電動機調(diào)速只能通過改變同步轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)，由于同步電動機極對數(shù)是固定的，只能采用變壓變頻調(diào)速。本章介紹了基于等效電路的異步電動機穩(wěn)態(tài)模型，討論異步電動機變壓變頻調(diào)速的基本原理和基頻以下的電流補償控制。首先介紹了交流pwm變頻器的主電路，然后討論正選pwm(spwm)，電流跟蹤pwm(cfpwm)和電壓空間矢量pwm(svpwm)三種控制方式，討論了電壓矢量與定子磁鏈

7、的關(guān)系，最后介紹了pwm變頻器在異步電動機調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用的特殊問題。并討論了轉(zhuǎn)速開環(huán)電壓頻率協(xié)調(diào)控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)和通用變頻器。詳細(xì)討論了轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的工作原理和控制規(guī)律，并介紹了變頻調(diào)速在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用實例。矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制是兩種基于動態(tài)模型的高性能的交流電動機調(diào)速系統(tǒng)，矢量控制系統(tǒng)通過矢量變換和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，得到等效直流電機模型，然后按照直流電動機模型設(shè)計控制系統(tǒng)；直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)矩偏差和定子磁鏈幅值偏差的符號，根據(jù)當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶克诘奈恢茫苯舆x取合適的定子電壓矢量，實施電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。兩種交流電動機調(diào)速系統(tǒng)都能實現(xiàn)優(yōu)良的靜，動態(tài)性能，各有

8、所長，也各有不足之處。作為一個即將踏入社會的畢業(yè)生，這學(xué)期的學(xué)習(xí)又讓我充實了不少，也給自己奠定了基礎(chǔ)，非常感謝呂庭老師對我們的幫助，以后進(jìn)入到工作崗位一定會做到_。2022年自動控制學(xué)習(xí)心得（二）_(_)_級電子科學(xué)與技術(shù)我是一名電子科學(xué)類的學(xué)生，專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就是要求我們能在電子信息處理、電子系統(tǒng)與通信方面從事產(chǎn)品設(shè)計、制造、調(diào)試和新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)，加之自己對這些的興趣，因此有必要學(xué)習(xí)自動控制原理這門課程。大學(xué)的需要我們做的更多的是自學(xué)、會學(xué)，比如一門課程要把握這門課的整體框架，即這門課多的靈魂所在，畢竟我們學(xué)的東西很多，如果不每天使用這些，一段很長的時間以后我們又能夠記得多少呢，

9、把握一門課的整體框架很重要；還有就是要培養(yǎng)自己快速學(xué)習(xí)的能力，這個世界有很多東西要學(xué)，我們所處的it行業(yè)新知識的更新速度更是飛快，以后在工作崗位上的許多知識技能都要從頭開始，一個人最大的競爭優(yōu)勢就是能在最短的時間內(nèi)掌握應(yīng)有的技能沒有上課以前我所認(rèn)為的自動控制原理就是講一些自動控制的某些方法，等接觸到這門課程才發(fā)現(xiàn)這門課程用到了還多的方面的基本知識，深入了解之后才知道這門課程講的是一些控制原理的一些原理，自動控制原理的思路，一些數(shù)學(xué)模型，以及線性系統(tǒng)的分析本書的第一章對自動控制原理做了一個概述，正如老師所講，學(xué)一門課程要先了解這門課程的整體結(jié)構(gòu)，反饋控制的基本思想、基本原理、基本方法就是本書的重

10、點，其基本原理是取被控量的反饋信息，用以不斷地修正被控量與輸入量之間的誤差，從而實現(xiàn)對被控對象進(jìn)行控制的任務(wù)。課程的主要內(nèi)容包括：經(jīng)典控制理論，現(xiàn)代控制理論，兩套理論的建模、分析與綜合等。這就是本書的整體框架。接著開始講的就是控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的主要內(nèi)容，主要講述了控制系統(tǒng)的實域數(shù)學(xué)模型、復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)圖與信號流圖，此外，還列舉了一些具體的建模實例，第三章講的就是線性系統(tǒng)的時域分析法，首先應(yīng)掌握典型的輸入輸出信號，以及什么是動態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程以及它們的性能。重點是線性連續(xù)系統(tǒng)的動態(tài)過程分析。一階系統(tǒng)的分析是指一階微分方程作為運動方程的控制系統(tǒng)，需要掌握的內(nèi)容是_屆系統(tǒng)對典型輸入信號的輸出響應(yīng)

11、。二階系統(tǒng)是指以二階微分方程作為運動方程的控制系統(tǒng)，以二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)為例，分別研究了欠阻尼的單位階躍響應(yīng)，臨界阻尼，過阻尼二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。勞斯穩(wěn)定判據(jù)是根據(jù)所列勞斯表第一列系數(shù)符號的變化，去判別特征方程式根在s平面上的具體分布，過程如下：1如果勞斯表中第一列的系數(shù)均為正值，則其特征方程式的根都在s的左半平面，相應(yīng)的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。2如果勞斯表中第一列系數(shù)的符號有變化，其變化的次數(shù)等于該特征方程式的根在s的右半平面上的個數(shù)，相應(yīng)的系統(tǒng)為不穩(wěn)定。之后講的是線性系統(tǒng)的穩(wěn)定誤差分析計算，主要討論了線性控制系統(tǒng)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，輸入作用形式和類型所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差，其中包含有系統(tǒng)類型域穩(wěn)態(tài)誤差的

12、關(guān)系，同時介紹定量描述系統(tǒng)誤差的靜態(tài)誤差系數(shù)法。然后我們討論了線性系統(tǒng)分析方法的根軌跡法，由于是圖解方法，所以使用起來更加簡便，所謂根軌跡就是指開環(huán)系統(tǒng)某一參數(shù)從零到無窮時，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根在s平面上變化的軌跡。首先我們應(yīng)先根據(jù)閉環(huán)傳遞函數(shù)方程求出特征方程的根，然后令開環(huán)增益k從零開始到無窮，利用數(shù)學(xué)上的解析方法求解出閉環(huán)節(jié)點的全部數(shù)值，將這些數(shù)值標(biāo)注在s平面上，并連成光滑的粗實線。繪制根軌跡的目的主要是為了分析系統(tǒng)參數(shù)對特征根的影響。不同參數(shù)會導(dǎo)致特征根不同，也就是在特征根在根軌跡上的位置不同，_只要繪制的根軌跡全部位于s平面左側(cè)，就表示系統(tǒng)參數(shù)無論怎么改變，特征根全部具有負(fù)實部，則系統(tǒng)

13、就是穩(wěn)定的。2.若在虛軸上，表示臨界穩(wěn)定，也就是不斷振蕩3.假如有根軌跡全部都在s右半平面，則表示無論選擇什么參數(shù)，系統(tǒng)都是不穩(wěn)定的。根軌跡法的基本任務(wù)在于。如何由已知的開環(huán)零、極點的分布及根軌跡增益，通過圖解的方法找出閉環(huán)極點。一旦閉環(huán)極點被確定，閉環(huán)傳遞函數(shù)的形式便不難確定，因為閉環(huán)零點可由式直接得到。在已知閉環(huán)傳遞函數(shù)的情況下，閉環(huán)系統(tǒng)的時間響應(yīng)可利用拉氏反變換的方法求出，或利用計算機直接求解。開環(huán)系統(tǒng)的根軌跡增益與開環(huán)系統(tǒng)的增益k之間僅相差一個比例常數(shù)，這個比例常數(shù)只與開環(huán)傳遞函數(shù)中的零點和極點有關(guān)。根軌跡增益(或根軌跡放大系數(shù))是系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的分子分母的最高階次項的系數(shù)為1的比

14、例因子。利用根軌跡我們可以求出系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，系統(tǒng)的動態(tài)性能等。繪制根軌跡的相角條件與系統(tǒng)開環(huán)根軌跡增益k值的大小無關(guān)。即在s平面上，所有滿足相角條件的點的集合的構(gòu)成系統(tǒng)的根軌跡圖。即相角條件是繪制根軌跡的主要依據(jù)。繪制根軌跡的幅值條件與系統(tǒng)開環(huán)根軌跡增益k值的大小有關(guān)。即k值的變化會改變系統(tǒng)的閉環(huán)極點在s平面上的位置。在系數(shù)參數(shù)全部確定的情況下，凡能滿足相角條件和幅值條件的s值，就是對應(yīng)給定參數(shù)的特征根，或系統(tǒng)的閉環(huán)極點。由于相角條件和幅值條件只與系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)有關(guān)，因此，已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)便可繪制出根軌跡圖。繪制根軌跡的法則在總結(jié)里就不在列寫，主要是書上都有，此小結(jié)主要寫自己的感悟。最后講述了線性系統(tǒng)的頻域分析法，由于控制中的信號可以表示為不同頻率正弦信號的合成，應(yīng)用頻率特性研究