自動(dòng)控制原理-第一章概述

第一章概述1.1機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)1.2機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展概況1.3課程的性質(zhì)和任務(wù)1.4課程的內(nèi)容安排1.5對本課程學(xué)習(xí)的基本要求1．1機(jī)電傳動(dòng)控制的目的與任務(wù)

一、機(jī)電系統(tǒng)的組成

機(jī)電系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件的原動(dòng)機(jī)（這里指的是各種電動(dòng)機(jī)）之總稱控制電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)和控制電動(dòng)機(jī)的一整套電氣系統(tǒng)二、機(jī)電傳動(dòng)控制的任務(wù)

將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；

實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止以及速度的調(diào)節(jié)；

完成各種生產(chǎn)工藝過程的要求；

保證生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行。三、機(jī)電傳動(dòng)控制的目的

從廣義上講，機(jī)電傳動(dòng)控制的目的就是要使生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、車間乃至整個(gè)工廠都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

從狹義上講，則指控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的增加（效率）、質(zhì)量的提高（精度）、生產(chǎn)成本的降低、工人勞動(dòng)條件的改善以及能量的合理利用等。

1.1機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)生產(chǎn)機(jī)械平面磨床生產(chǎn)機(jī)械織布機(jī)控制減速器電動(dòng)機(jī)1.1機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)軋鋼機(jī)電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器減速器輸入(電動(dòng)機(jī))輸出(生產(chǎn)機(jī)械)

隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，對機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的要求愈來愈高。

一些精密機(jī)床要求加工精度百分之幾毫米，甚至幾微米；

重型鏜床為保證加工精度和粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下進(jìn)給，即要求系統(tǒng)有很寬的調(diào)速范圍；

軋鋼車間的可逆式軋機(jī)及其輔助機(jī)械，操作頻繁，要求在不到一秒的時(shí)間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過程，即要求系統(tǒng)能迅速啟動(dòng)、制動(dòng)和反向；

對于電梯和提升機(jī)，則要求啟動(dòng)和制動(dòng)平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確地停止在給定的位置上；

對于冷、熱連軋機(jī)以及造紙機(jī)的各機(jī)架或分部，則要求各機(jī)架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)；

為了提高效率，由數(shù)臺(tái)或十幾臺(tái)設(shè)備組成的生產(chǎn)自動(dòng)線，要求統(tǒng)一控制或管理。

諸如此類的要求，都要靠電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。1.2機(jī)電傳動(dòng)控制的發(fā)展

機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)總是隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。機(jī)電傳動(dòng)控制的發(fā)展可從機(jī)電傳動(dòng)和控制系統(tǒng)兩方面來討論。一、機(jī)電傳動(dòng)的發(fā)展

成組拖動(dòng)——一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一根天軸（或地軸），然后再由天軸（或地軸）通過皮帶輪和皮帶分別拖動(dòng)多臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械。

單電機(jī)拖動(dòng)——一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的各運(yùn)動(dòng)部件。

多電機(jī)拖動(dòng)——一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件分別由不同的電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)。

特點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)條件差、一旦電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，將造成成組的生產(chǎn)機(jī)械停車；

這種拖動(dòng)方式較成組拖動(dòng)前進(jìn)了一步，但當(dāng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件較多時(shí)，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仍十分復(fù)雜；成組拖動(dòng)－單電機(jī)拖動(dòng)－多電機(jī)拖動(dòng)二．機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展

控制系統(tǒng)的發(fā)展伴隨控制器件的發(fā)展而發(fā)展。隨著功率器件、放大器件的不斷更新，機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展日新月異，它主要經(jīng)歷了下面幾個(gè)階段：

1．繼電器—接觸器控制：出現(xiàn)在20世紀(jì)初，它僅借助于簡單的接觸器與繼電器，實(shí)現(xiàn)對控制對象的啟動(dòng)、停車以及有級調(diào)速等控制，它的控制速度慢，控制精度差；

2．電機(jī)放大機(jī)控制：

3．磁放大器控制和大功率可控制水銀整流器控制：

5．?dāng)?shù)字控制（CNC）：自動(dòng)化程度、通用性和加工效率。

4．大功率可控整流元件晶閘管控制和功率晶體管控制

柔性制造系統(tǒng)（FMS）—由數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)搬運(yùn)車等組成的統(tǒng)一由中心計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械加工自動(dòng)線，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化車間和自動(dòng)化工廠的重要組成部分。

機(jī)械制造自動(dòng)化高級階段是走向設(shè)計(jì)、制造一體化，即利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）形成產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程的完整系統(tǒng)，對產(chǎn)品構(gòu)思和設(shè)計(jì)直到裝配、試驗(yàn)和質(zhì)量管理這一全過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

為了實(shí)現(xiàn)制造過程的高效率、高柔性、高質(zhì)量，研制計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）是人們現(xiàn)在的任務(wù)。1.5對本課程學(xué)習(xí)的基本要求了解機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和基本規(guī)律；掌握常用電機(jī)、電器、晶閘管的工作原理主要特性