2、採用PI調節器的無靜差調速系統
在圖四中，由於有比例積分調節器的存在，只要偏差不等於零，系統就會起調節作用，當時，，則調節作用停止，調節器的輸出電壓由於積分作用，保持在某一數值，以維持電動機雜給定轉速下運轉，系統可以消除靜態誤差，故該系統是一個無靜差調速系統。
系統的調節作用是：當電動機負載增加時，如圖六(a)中的瞬間，負載
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t1 t2
圖六 負載變化時PI調節器對系統的調節作用
突然由增加到，則電動機的轉速將由開始下降而產生轉速偏差[見圖(b)]，它通過測速機反饋到PI調節器的輸入端產生偏差電壓，於是開始了消除偏差的調節過程。首先，比例部分調節作用顯著，其輸出電壓等於，使控制角α減小，可控整流電壓增加[圖(c)之曲線①]，由於比例輸出沒有慣性，故這個電壓使電動機轉速迅速回升。偏差Δn越大，也越大，它的調節作用也就越強，電動機轉速回升也就越快。而當轉速回升到原給定值時，Δn=0，ΔU=0,故也等於零。
積分部分的調節作用是：積分輸出部分的電壓等於偏差電壓ΔU的積分，它使可控整流電壓增加的，或，即的增長率於偏差電壓ΔU(或偏差Δn)成正比。開始時Δn很小，增加的很慢，當Δn最大時，增加的最快，在調節過程中的後期Δn逐漸減少了，的增加也逐漸減慢了，一直到電動機轉速回升到，Δn=0時，就不再增加了，且在以後就一直保持這個數值不變[圖(c)之曲線②]。
把比例作用與積分作用合起來考慮，其調節的綜合效果見圖(c)之曲線③,可知，不管負載如何變化，系統一定會自動調節，在調節過程的開始和中間階段，比例調節起主要作用，它首先阻止Δn的繼續增大，而後使轉速迅速回升，在調節過程的末期，Δn很小了，比例調節的作用不明顯了，而積分調節作用就上升到主要地位，依靠它來最後消除轉速偏差Δn，使轉速回升到原值。這就是無靜差調速系統的調節過程。
可控整流電壓等於原靜態時的數值加上調節過程進行後的增量，如圖(d)所示。可見，在調節過程結束時，可控整流電壓穩定在一個大於的新的數值上。增加的那一部分電壓(即)正好補償由於負載增加引起的那部分主迴路壓降。
無靜差調速系統在調節過程結束以後，轉速偏差Δn=0(PI調節器的輸入電壓ΔU也等於零)，這只是在靜態(穩定工作狀態)上無差，而動態(如當負載變化時，系統從一個穩態變到另一個穩態的過渡過程)上卻是有差的。在動態過程中最大的轉速降落叫做動態速降(如果是突卸負載，則有動態速升)，它是一個重要的動態指標。
這個調速系統在理論上講是無靜差調速系統，但是由於調節放大器不是理想的，且放大倍數也不是無限大，測速機也還存在誤差，因此實際上這樣的系統仍然是有一點靜差的。
這個系統中的PI調節器是用來調節電動機轉速的，因此，常把它稱為速度調節器(ASR)。
3、單相橋式可控整流電路
在單相橋式整流電路中，把其中兩隻二極體換成閘流體就組成了半控橋式整流電路，如圖七所示。這種電路在中小容量場合應用很廣，它的工作原理如下：當電源1端為正的某一時刻，觸發閘流體，電流途經如圖中實線箭頭所示。這時及均承受反向電壓而截止；同樣在電源2端為正的下半週期，觸發閘流體，電流途經如圖中虛線箭頭所示，這時及處於反壓截止狀態。
圖七 帶電阻性負載的單相半控橋式整流電路
四、介面設計
1、什麼是介面
一個機電一體化產品由機械分系統和微電子分系統(微控制機)兩大部分組成，二者又分別由若干要素構成。要將各要素、各子系統有機地結合起來，構成一個完整的系統，就必須能順利地在各要素、各子系統之間進行物質、能量和資訊的傳遞與交換。為此，各要素和子系統的相接處必須具備一定的聯絡條件，這個聯絡條件通常被稱為介面。
2、介面的分類和特點
目前，關於機電一體化產品介面的分類有很多提法，比如根據介面的變換和調整功能，可將介面分為零介面、被動介面、主動介面和智慧介面；根據介面的輸入輸出功能，可將介面分為機械介面、物理介面、資訊介面與環境介面等。這裡按照介面所聯絡的子系統不同，以控制微機(微電子系統)為出發點，將介面分為人機介面與機電介面兩大類。
機電介面
圖八 機電一體化系統的基本組成
3、機電介面設計
所謂機電介面，是指機電一體化產品中的機械裝置與控制微機間的介面。按照資訊的傳遞方向可以將機電介面分為資訊介面(感測器介面)與控制量輸出介面。
(1)資訊採集介面的任務與特點
在一個機電一體化產品中，控制微機要對機械裝置進行有效控制，使其按預定的規律執行，完成預定的任務，就必須隨時對機械系統的執行狀態進行監控，隨時檢測各種工作和執行引數，如位置、速度、轉矩、壓力、溫度等等。因此進行系統設計時，必須選用相應感測器將這些物理量轉換為電量，再經過資訊採集介面的整形，放大，匹配，轉換，變成微機可以接受的訊號傳遞給微機。
(2)控制輸出介面的任務與特點
控制微機通過資訊採集介面檢測機械系統的狀態，經過運算處理，發出有關控制訊號，經過控制輸出介面的匹配、轉換、功率放大，驅動執行元件去調節機械系統的執行狀態，使其按設計要求執行。
(3)控制量輸出介面中的功率介面設計
在機電一體化產品中，被控物件所需要的驅動功率一般都比較大，而計算機發出的數字控制訊號或經D/A轉換後所得到的模擬控制訊號的功率都很小，因而必須經過功率放大後才能用來驅動被控物件。實現功率放大功能的介面電路被稱為功率介面電路。
4、光電耦合驅動器介面設計：
在機電一體化產品的控制輸出介面中，光電耦合器是經常使用的一類器件。光電耦合器是把發光二極體和光敏電晶體或光敏閘流體封裝在一起，通過光訊號，實現電訊號傳遞的器件。由於光電耦合器輸入與輸出之間沒有直接的電氣聯絡，電訊號是通過光訊號傳遞的，所以也稱光電隔離器。
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