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普通高等教育"十一五"国家级规划教材:运动控制系统(第4版) |  |
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普通高等教育"十一五"国家级规划教材:运动控制系统(第4版) | |
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以微处理器为核心的数字控制器的硬件电路标准化程度高、制作成本低，而且没有器件温度漂移的问题。控制规律体现在软件上，修改起来灵活方便。此外，还拥有信息存储、数据通信和故障诊断等模拟控制器难以实现的功能。
然而，模拟控制器的所有运算能在同一时刻并行运行，控制器的滞后时间很小，可以忽略不计；而一般的微处理器在任何时刻只能执行一条指令，属串行运行方式，其滞后时间比模拟控制器大得多，在设计系统时应予以考虑。
1.1.4 信号检测与处理
运动控制系统中常需要电压、电流、转速和位置的反馈信号，为了真实可靠地得到这些信号，并实现功率电路（强电）和控制器（弱电）之间的电气隔离，需要相应的传感器。电压、电流传感器的输出信号多为连续的模拟量，而转速和位置传感器的输出信号因传感器的类型而异，可以是连续的模拟量，也可以是离散的数字量。由于控制系统对反馈通道上的扰动无抑制能力，所以，信号传感器必须有足够高的精度，才能保证控制系统的准确性。
信号转换和处理包括电压匹配、极性转换、脉冲整形等，对于计算机数字控制系统而言，必须将传感器输出的模拟或数字信号变换为可用于计算机运算的数字量。数据处理的另一个重要作用是去伪存真，即从带有随机扰动的信号中筛选出反映被测量的真实信号，去掉随机扰动信号，以满足控制系统的需要。常用的数据处理方法是信号滤波，模拟控制系统常采用模拟器件构成的滤波电路，而计算机数字控制系统往往采用模拟滤波电路和计算机软件数字滤波相结合的方法。
1.2 运动控制系统的历史与发展
直流电动机电力拖动与交流电动机电力拖动在19世纪中叶先后诞生，在20世纪前半叶，约占整个电力拖动容量80％的不可调速拖动系统采用交流电动机，只有20％的高性能可调速拖动系统采用直流电动机。20世纪后半叶，电力电子技术和微电子技术带动了新一代交流调速系统的兴起与发展，逐步打破了直流调速系统一统高性能拖动天下的格局。进人21世纪后，用交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。
直流电动机的数学模型简单，转矩易于控制。其换向器与电刷的位置保证了电枢电流与励磁电流的解耦。
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