自动控制系统题集

与点动速度选择开关，其中S-1和S-2为分别是自动运行和点动运行触点。生产工艺要求点动与自动运行(Q按钮)互锁。试根据图1-3修改原控制系统，实现此功能。 解：设计结果如图1-5所示：

图1-5

3、设计题

图3-1 送货机器人 (小车)运行轨迹

1）已知电动机Ｍ1带动小车左右运动；电动机Ｍ2带动小车上下运动。生产工艺要求的运动轨迹如图5-1所示。假设：KM1得电小车向右运行，KM2得电小车向左运行；KM3得电小车向上运行，KM4得电小车向下运行。生产工艺要求：按动启动按钮S1时小车的运行轨迹如图5-1 (A)所示；按动启动按钮S2时小车的运行轨迹如图5-1(B)所示；按动启动按钮S3时小车的运行轨迹如图5-1(C)所示；当小车在运行期间按动按钮S4时小车能以最短的路径返回初始原点(A)。试设计满足该运动轨迹的运动控制的输出方程组和控制方程组。

解：（1)定义程序步及转步信号：

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根据程序步的定义可知此运行轨迹的可分为如下7步K 1、K2、K3、K4、K5、K6 、K7，如图5-1所示。每步的转步信号分别设为ST1、ST2、ST3、ST4、ST5，如图5-1所示。

（2）写出逻辑代数方程组：

根据运动轨迹可以直接写出该控制系统的输出方程组：

→KM1?K1?KM2←KM2↑KM3

?(K2?K7)?KM1

?(K3?K6)?KM4

↓KM4?(K4?K5)?KM3

设急停按键为ST，那么满足图5-1 a)所示运行轨迹的控制方程组为：

图5-1

K1?(S1?K1)?K2?STK2?(ST2?K1?K2)?K3?STK3?(ST3?K2?K3)?K4?STK4?(ST4?K3?K4)?K5?ST K5?(ST3?K4?K5)?K6?STK6?(ST5?K5?K6)?J7?STK7?(ST3?K6?K7)?ST1?ST那么同时满足图5-1 b)所示运行轨迹的控制方程组为：

K1?(S1?S2?K1)?K2?STK2?(ST2?K1?K2)?K3?STK3?(ST3?K2?K3)?K4?STK4?(ST4?K3?K4)?K5?K7?STK5?(ST3?K4?KA1?K5)?K6?STK6?(ST5?K5?K6)?J7?STK7?(ST3?(K6?K4?KA1)?K7)?ST1?STKA1?(S2?KA1)?ST1

那么同时满足图5-1 c)所示运行轨迹的控制方程组为：

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K1?(S1?S2?S3?K1)?K2?STK2?(ST2?K1?K2)?K3?K5?STK3?(ST3?K2?KA2?K3)?K4?STK4?(ST4?K3?K4)?K5?K7?STK5?(ST3?(K4?KA1?K2?KA2)?K5)?K6?ST K6?(ST5?K5?K6)?J7?STK7?(ST3?(K6?K4?KA1)?K7)?ST1?STKA1?(S2?KA1)?ST1KA2?(S3?KA2)?ST1当按动回原位按钮S4时，如果小车在水平线上，那么同时满足上述所示运行轨迹的控制方程组为：

K1?(S1?S2?S3?K1)?K2?ST?K7K2?(ST2?K1?K2)?K3?K5?ST?K7K3?(ST3?K2?KA2?K3)?K4?ST?KA0K4?(ST4?K3?K4)?K5?K7?STK5?(ST3?(K4?KA1?K2?KA2)?K5)?K6?STK6?(ST5?K5?K6)?J7?STK7?(ST3?(K6?K4?KA1)?KA0?K7)?ST1?STKA1?(S2?KA3?KA1)?ST1KA2?(S3?KA2)?ST1KA0?((K1?K2)S4?KA0)?ST1当按动回原位按钮S4时，如果小车在水平线的上方，那么同时满足上述所示运行轨迹的控制方程组为：

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K1?(S1?S2?S3?K1)?K2?ST?K7K2?(ST2?K1?K2)?K3?K5?ST?K7K3?(ST3?K2?KA2?K3)?K4?ST?KA0K4?(ST4?K3?KA3?K4)?K5?K7?STK5?(ST3?(K4?KA1?K2?KA2)?K5)?K6?STK6?(ST5?K5?K6)?J7?STK7?(ST3?(K6?K4?KA1)?KA0?K7)?ST1?STKA1?(S2?KA3?KA1)?ST1KA2?(S3?KA2)?ST1KA0?((K1?K2)S4?KA0)?ST1KA3?((K3?K4)S4?KA3)?ST1

当按动回原位按钮S4时，如果小车在水平线的下方，那么同时满足上述所示运行轨迹的控制方程组为：

K1?(S1?S2?S3?K1)?K2?ST?K7K2?(ST2?K1?K2)?K3?K5?ST?K7K3?(ST3?K2?KA2?K3)?K4?ST?KA0K4?(ST4?K3?KA3?K4)?K5?K7?STK5?(ST3?K4?KA1?ST3?K2?KA2?K5)?K6?STK6?(ST5?K5?KA4?K6)?J7?STK7?(ST3?(K6?K4?KA1)?KA0?K7)?ST1?STKA1?(S2?KA3?KA1)?ST1KA2?(S3?KA2)?ST1KA0?((K1?K2)S4?KA0)?ST1KA3?((K3?K4)S4?KA3)?ST1KA4?((K5?K6)S4?KA4)?ST1

2、在上述已知条件基础上，假设电动机Ｍ1和Ｍ2都是直流电动机并且分别由两个逻辑环流双闭环可逆直流调速器驱动，如图5-2所示，生产工艺要求每一步的运行速度都相同，但是速度的大小可调。该调速器的部分控制端子的功能说明参见表5-1，图5-2已经完成了部分原理图绘制，试补充绘制完成直流调速器的控制原理图的设计。

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