教学内容
可逆直流调速系统和位置随动系统
4.1 可逆直流调速系统
4.1.1单片微机控制的PWM可逆直流调速系统
4.1.2 有环流控制的可逆直流调速系统
4.1.3 无环流控制的可逆直流调速系统
教学目的
通过本节内容的学习，使学生能够了解可逆直流调速系统特点，理解晶闸管反并联可逆线路工作状态与电机运行状态的关系。掌握有环流和无环流可逆直流调速系统的组成及其控制方法。
教学重点
建议学时
2 学时
教学教具与方法
多媒体教学系统，讲授（PPT）
教
学
过
程
4.1.1单片微机控制的PWM可逆直流调速系统
改变直流电机电枢电压的极性来改变电机转向，双极式控制的波形。系统构成时转速、电流反馈极性，调节器双向限幅。
4.1.2 有环流控制的可逆直流调速系统
1 晶闸管反并联线路中两组晶闸管整流器和电动机的四象限运行―――从单组V-M系统到两组四象限。
2 可逆V-M系统中的环流问题。
3 α＝β配合控制――消除直流平均环流，环流电抗器――限制瞬时脉动环流
4 α＝β配合控制的有环流可逆V-M系统
－组成、动态过程
4.1.3 无环流控制的可逆直流调速系统
从有环流可逆系统的优缺点和工艺要求不高时，可引入无环流控制的可逆系统。
1 逻辑控制无环流可逆调速系统的组成和工作原理
2 DLC －无环流逻辑控制环节
作用，切换条件、封锁和开放延时
教
案
4.1.1单片微机控制的PWM可逆直流调速系统
改变直流电机电枢电压的极性来改变电机转向，双极式控制的波形。系统构成时转速、电流反馈极性，调节器双向限幅。
4.1.2 有环流控制的可逆直流调速系统
一、 晶闸管反并联线路中两组晶闸管整流器和电动机的四象限运行―――从单组V-M系统到两组四象限。最后总结表4－1。
二、可逆V-M系统中的环流问题。
环流的定义，形成和分类。
三、环流的消除与抑制
直流平均环流与配合控制
－α＝β配合控制消除直流平均环流
瞬时脉动环流及其抑制环流电抗器
―限制瞬时脉动环流
四、α＝β配合控制的有环流可逆V-M系统
－组成、正向制动过程分析，着重讲清三个阶段。
4.1.3 无环流控制的可逆直流调速系统
从有环流可逆系统的优缺点和工艺要求不高时，可引入无环流控制的可逆系统。
1 逻辑控制无环流可逆调速系统的组成和工作原理
2 DLC －无环流逻辑控制环节
作用，切换条件、封锁和开放延时
教学内容
4.2. 位置随动系统
4.2.1位置随动系统的组成
4.2.2 位置传感器
4.2.3 位置随动系统的稳态误差分析和参数计算
4.2.4 位置随动系统的动态校正与控制
教学目的
通过本节内容的学习，使学生能够了解位置随动系统的特点，理解不同类型系统对典型给定信号输入的给定稳态误差分析。掌握系统稳态误差的计算方法。了解位置随动系统的动态校正的一般方法。
教学重点
教学难点：不同类型系统对典型给定信号输入的给定稳态误差分析。
建议学时
4 学时
教学教具与方法
多媒体教学系统，讲授（PPT）
教
学
过
程
4.2.1位置随动系统的组成
位置随动系统的组成、特征及其与调速系统的比较
4.2.3 位置传感器
分类：模拟量和数字量，增量式和绝对值
4.2.4 位置随动系统的稳态误差分析和参数计算
1 检测误差
2 系统误差
－不同类型系统对典型给定信号输入的给定稳态误差
－扰动误差
4.2.5 位置随动系统的动态校正与控制
－位置、转速、电流三环控制系统校正的一般方法
－给定量前馈的复合控制系统
教
案
4.2.1位置随动系统的组成
位置随动系统的组成、特征及其与调速系统的比较
强调：调速系统－恒值给定、系统主要作用是保持稳定和抵抗扰动。位置随动系统－对给定的快速跟随性（复现给定），稳态精度和动态稳定性。
4.2.3 位置传感器
分类：模拟量和数字量，增量式和绝对值式。
着重讲电位器、自整角机、光电编码器(增量式和绝对值式)
4.2.4 位置随动系统的稳态误差分析和参数计算
1 检测误差ed
－取决于传感器的原理和制造精度。见表4－3。
2 系统误差es
－不同类型系统对典型给定信号输入的稳态给定误差
－系统在扰动作用下的稳态误差
由图4－16线性位置随动系统一般动态结构框图出发，得出Es(s)表达式（4－9），导出Esr(s)和Esf(s)。根据W1(s)、W2(s)和拉氏变换的终值定理可以求出给定误差和扰动误差的稳态值，式（4－10）和式（4－11）。
强调：
1 给定误差esr与系统的开环增益K和前向通道中所有积分环节的总数p+q有关。
2 扰动误差esf则只与扰动作用点以前部分的增益K1及其积分环节数目p有关。
然后引出Ⅰ型、Ⅱ型系统在三种典型输入下的给定误差，并指出扰动误差也可以用类似的方法求得。
4.2.5 位置随动系统的动态校正与控制
－、位置、转速、电流三环控制系统校正的一般方法
先内环后外环，设计好的内环等效为外环的一个环节。
优点：逐环设计可以使每个控制环都是稳定的。
缺点：外环的截止频率将远远低于内环，导致位置环响应慢。
二、单位置环的随动系统
为了提高系统的快速跟随性能，可以舍去多环结构，采用单位置闭环控制。增加电流截止负反馈保护或用高过载倍数的伺服电机。
三、给定量前馈的复合控制系统
反馈控制――给定信号变化要通过APR才能起作用。
要进一步提高跟随性能，可以从给定直接引出开环的前馈控制，和闭环的反馈控制一起，构成复合控制系统。引出图4－23
1 导出对给定输入的完全不变性条件式4－14
2 由式4－13和式4－17的分母相同，得出结论：增加前馈补偿不会影响原系统的稳定性。
3 与给定量前馈相似，引出图4－24
扰动量前馈的分析方法与给定前馈相同，同样可以得出按扰动补偿的完全不变性条件：式4－18。
