(1)位置变化问题。其特征是,被控制对象空间位置发生变化(第一类运动系统问题)(线行轴)
(2)周期式旋转速度变化问题。由于某一类物理量(如温度、压力、流量、转矩等)而迫使电机转速随负载的变化而变化,以满足这类物理量恒定的目的。(第二类运动系统问题)(旋转轴)
①定义:
凡是被控对象的空间位置或者运动轨迹随着运动而发生改变的运动问题
②被控对象运动特征
空间位置发生变化,在位置变化的过程中被控对象的速度或加速度发生变化。
③运动轨迹三要素:起始点、终止点、两点之间的连接曲线
④解决此类问题要点:
- 1)依据基本理论:牛顿运动学理论、电机拖动 2)对坐标系坐标的变化进行分析,建立描述运动轨迹的方程
3)运用基础理论将问题转化为路程、速度、加速度和时间等几个参数关系的分析问题
⑤分类:
1)一维运动:直线运动、旋转运动、两种基本运动的复合运动(双自由度运动)
- a)一维直线运动(直线滑轨、单轴平台)
运动的相关要素:开始位置、停止位置、两点之间的距离
b)一维旋转运动相关要素:开始角度值、停止角度值、旋转角度值
c)一维双自由度运动,是a)、b)两种运动的复合
d)可以用运动学公式来计算其路程、速度、加速度
2)二维运动
- a)把两个一维直线运动平台互相垂直搭接在一起,就组成了一个二维运动平台。一维运动是二维运动的特例;二维运动是一维运动的平面化,是一维轨迹的延伸和拓展
b)二维运动平台的工作原理:y轴平台驱动电机,驱动y轴平台载架,在其平台滑轨内,做往复直线运动,即y轴方向运动;x轴平台驱动电机,驱动x轴平台载架,在其平台滑轨内,做往复直线运动,即x轴方向运动;只要有针对性地驱动x和y轴电机,该工作装置就可以得到任何平面曲线轨迹
c)平面复合运动在现实生产中是一种典型的运动实现形式,是两个运动单元的运动复合,使其运动轨迹都复合在一起
d)实现平面复合运动的必要条件:必须指明两个运动矢量的运动方向和复合因数,并且一定要指明复合因数的比例大小。
3)三维运动
- a)三维质点运动 三种形式:第一类为空间点对点的移动,可以是直线移动,也可以是旋转运动;
第二类为复合移动,是在三个运动轴按照一定的复合比例所做的运动; 第三类为空间轮廓线运动
(三维空间质点移动的轨迹问题可以转化为以上三种类型的问题) b)三维刚体运动
一个完全独立的刚体在空间笛卡尔坐标系下的自由度为Sx、Sy、Sz、θx、θy、θz,即自由度数f = 6
第二类运动系统问题是由具体、实际生产问题演化派生出来的。
①被控对象的特征:这类对象的控制往往是与某些特定的物理量(温度、压力、流量等)相关联,其前提条件是维持该物理量不变或者按照规定的规律变化。
②解决此类问题的关键:将实际对象的功能需求与电机的转速建立起函数关系,从而把实际问题转变为电机驱动速度实时控制的问题。
摘自《运动控制系统》(第二版)班华
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