测控电路第8章连续信号控制电路

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1、测量与控制电路2022-6-1 测控电路n控制电路 - 控制执行机构运动的电路常用的执行机构驱动器件（1）电动机；（2）油（气）缸；（3）电磁机构（电磁铁、磁致伸缩）；（4）压电驱动；（5）热驱动；（6）其它（化学、生物、核等）。8. 连续信号控制电路8. 连续信号控制电路电机是最采用的执行机构驱动器件电机是最采用的执行机构驱动器件（1 1）可以驱动各种执行器件，用于各种场合；）可以驱动各种执行器件，用于各种场合；（2 2）行程大；）行程大；（3 3）变速范围大；）变速范围大；（4 4）输出力矩大；）输出力矩大；（5 5）控制灵活方便。）控制灵活方便。n伺服电动机的类型伺服电动机的类型（1 1

2、）直流电机）直流电机 需要电刷需要电刷（2 2）交流电机）交流电机 控制相对复杂，目前矢量控制理论和技术已较控制相对复杂，目前矢量控制理论和技术已较 成熟成熟（3 3）步进电机）步进电机 运动不连续、不平稳运动不连续、不平稳8. 连续信号控制电路 测量与控制电路52022-6-18. 连续信号控制电路连续控制电路主要指：直流电动机调速、交流电动机调速和功率电源控制中的导电角控制电路、脉宽调制控制电路、变频控制电路等。n在数控技术高度发展的今天，为什么还要进行连续信号在数控技术高度发展的今天，为什么还要进行连续信号控制？控制？ 许多驱动机构还需要连续信号控制，以获得平稳运动。许多驱动机构还需要连

3、续信号控制，以获得平稳运动。8. 连续信号控制电路位置控制位置控制位置指令位置检测n速度调节是控制中的一个重要问题速度调节是控制中的一个重要问题n本章首先研究直流电机的速度调节与控制本章首先研究直流电机的速度调节与控制n然后研究交流电机的驱动、速度调节与控制然后研究交流电机的驱动、速度调节与控制8. 连续信号控制电路8. 连续信号控制电路脉宽调制控制电路导电角控制逆变器变频控制电路n脉宽调制脉宽调制(Pulse Width Modulation)控制电路，控制电路，通常称为通常称为PWM控制电路，是利用半导体功率控制电路，是利用半导体功率晶体管或晶闸管等开关器件的导通和关断，晶体管或晶闸管等开

4、关器件的导通和关断，把直流电压变成一系列幅值相等的电压脉冲，把直流电压变成一系列幅值相等的电压脉冲，通过控制电压脉冲的宽度以达到变压目的，通过控制电压脉冲的宽度以达到变压目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种变换电路。到变压变频目的的一种变换电路。 8.1 脉宽调制脉宽调制(PWM)控制电路控制电路 n为什么采用脉宽调制为什么采用脉宽调制, ,而不用电压调速而不用电压调速? ?(1) 脉宽调制可以用于直流和交流电机调速脉宽调制可以用于直流和交流电机调速, ,还可以与调还可以与调 频相结合，通用性强频相结合，通用性强; ;(2) 在

5、电机驱动中在电机驱动中功率放大器工作在非线性状态，脉功率放大器工作在非线性状态，脉 宽调制让功率放大器工作在开关状态，可以减小有宽调制让功率放大器工作在开关状态，可以减小有 功功率消耗，获得较高的效率与较好的线性功功率消耗，获得较高的效率与较好的线性; ;(3) 让电机始终处在有电状态让电机始终处在有电状态, ,对于电机动态特性有利。对于电机动态特性有利。8.1 脉宽调制脉宽调制(PWM)控制电路控制电路 脉宽调制控制电路包括电压脉宽调制控制电路包括电压- -脉宽变换器和开关式功率脉宽变换器和开关式功率放大器两部分。运算放大器放大器两部分。运算放大器N工作在开环或正反馈状态，工作在开环或正反馈

6、状态，实现把连续电压信号变成脉实现把连续电压信号变成脉冲电压信号。二极管冲电压信号。二极管VD在在V关断时为感性负载关断时为感性负载RL提供提供释放电感储能、形成续流回释放电感储能、形成续流回路。路。8.1 脉宽调制脉宽调制(PWM)控制电路控制电路 8.1.1 脉宽调制控制电路的工作原理脉宽调制控制电路的工作原理 电压-脉宽功率放大+ + +N- -R2R3RPR1RLuPu0ucubECuLV N的反相端输入三个信号：锯齿波或三角波调制信号up,控制电压uc，负偏置电压u0，其作用是在uc=0时通过RP的调节使比较器的输出电压ub为宽度相等的正负方波。 8.1 脉宽调制脉宽调制(PWM)控