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运动控制系统教学教案

教案 工夫:2017-11-29 我要投稿
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  运动控制系统教学教案

  一、编写阐明

  (一)本课程的性质、地位和作用

  本课程是本科自动化专业工业电气自动化方向的专业限选课之一。经过本课程的学习,使先生掌握直流调速系统、交流调速系统的根本实际以及系统分析、工程设计方法,学会将自动控制的实际和方法运用到交、直流电动机调速系统中,培育先生综合运用所学知识、处理实践成绩的才能,为成为电气自动化的工程人员打下良好的实际根底。

  (二)教学根本要求

  1.经过本课程的学习,先生应了解以下知识:电力拖动自动控制技术的发展、运用以及在本专业学科范畴的地位和作用;电力拖动自动控制系统的次要构造特点以及根本功能目的;直流脉宽调速系统的根本控制形式;微机数字控制系统的次要特点;微机数字控制双闭环直流调速系统硬件和软件。

  2.经过本课程的学习,先生应熟习以下知识:树立闭环调速系统各典型环节静态、动态数学模型的普通方法;数字测速与滤波的完成方法;系统工程设计中的近似处理准绳和方法;转速、电流双闭环直流调速系统的工程设计思绪、方法;有环流可逆闭环调速系统的工作原理和完成方案;SPWM逆变器的控制形式和完成方案;变频调速的根本控制方式。

  3.经过本课程的学习,先生应掌握以下知识:应用静态构造框图分析系统稳特性的方法;应用动态构造图分析系统波动性和动态功能的方法;带电流截止负反馈单闭环直流调速系统的稳态分析、参数设计;转速、电流双闭环直流调速系统的起动进程分析、调理器的工程设计;微机数字控制系统中的数字测速;异步电动机变压变频调速系统中的脉宽调制技术;绕线式异步电动机串级调速原理。

  (三)课程教学方法与手腕

  以课堂讲授为主,辅以习题和实验。

  (四)实际环节

  1.实验:不可逆单闭环直流调速系统静特性的研讨

  次要内容和要求:测试带转速负反馈有静差调速系统的静特性,并与无转速负反馈时的开环机械特性停止比较。

  学时分配:2学时

  2.实验:转速、电流双闭环晶闸管不可逆直流调速系统

  次要内容和要求:测定开环机械特性及闭环静特性,测定闭环控制特性。 学时分配:3学时

  3.实验:双闭环三相异步电动机调压调速系统

  次要内容和要求:测定绕线式异步电动机转子串电阻时的人为机械特性及双闭环交流调压调速系统的静特性、动态特性。

  学时分配:3学时

  4.实验:三相异步电机SPWM变频调速系统的实验

  次要内容和要求:测试不同输入频率、不同调制方式时的调速特性及低压补偿特性。 学时分配:2学时

  5.实验:双闭环三相异步电动机串级调速系统

  次要内容和要求:测定开环串级调速系统的机械特性,测定双闭环串级调速系统的静特性。 学时分配:2学时

  (五)教学时数分配表

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  (六)本课程与其它课程的联络

  本课程应在《电机拖动根底》、《电力电子技术》、《自动控制实际》等课程之后开设。本课程综合了运用了多门课程的知识,《电机拖动根底》为学习本课程奠定了交、直流电机原理及运用根底,《电力电子技术》为本课程提供了电力电子功率变换安装方面的知识,《自动控制实际》提供了控制实际知识。

  (七)教材与次要参考书

  教材:

  《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》(第4版)  陈伯时主编 机械工业出版社 2009.8

  次要参考书:

  1.《电力拖动自动控制系统》(第2版)  陈伯时主编  机械工业出版社  1999

  2. 《运动控制系统》                   尔桂花主编  清华大学出版社  2002

  (八)阐明

  1.实验内容可以根据实验设备及详细状况稍加变动。实验至少保证12学时。

  2.本课程考核以往常成绩占30%,期末考试成绩占70%来评定。往常考核先生出勤状况、完成作业、完成实验、课堂发问等状况,期末考试采用笔试。

  二、教学内容纲要

  第1章 绪论

  一、教学根本要求

  经过本章学习,要求先生

  1.掌握运动控制系统的根本概念、组成、转矩控制规律。

  2.了解运动控制系统的历史及发展状况。 3. 熟习消费机械的负载转矩特性。

  二、教学内容

  1.1运动控制系统及其组成

  △运动控制系统的概念及其组成

  1.2运动控制系统的历史与发展

  运动控制系统的历史及发展状况

  1.3运动控制系统的转矩控制规律

  运动控制系统的转矩控制规律

  1.4消费机械的负载转矩特性

  三类负载转矩特性

  第2章 转速反馈控制的直流调速系统

  一、教学根本要求

  经过本章学习,要求先生

  1.掌握直流调速系统用的可控直流电源及其原理、动态数学模型,了解V-M系统、直流PWM调速系统的特点。

  2.熟习调速系统的稳态功能目的,熟记其计算公式,纯熟掌握直流调速系统的机械特性。 3.掌握反馈控制直流调速系统的组成、工作原理、稳态构造框图及静特性分析、动态数学模型及动态分析,掌握积分、比例积分控制规律。

  4.熟习直流调速系统的数字控制成绩。

  4

  5.掌握电流截止负反馈环节的工作原理及带电流截止负反馈直流调速系统的静特性。 6.熟习调速系统的仿真进程。

  二、教学内容

  2.1 直流调速系统用的可控直流电源

  1.○V-M系统的触发脉冲相位控制、电流波形延续与断续、

  2.△V-M系统的原理及其机械特性,晶闸管触发与整流安装的数学模型○旋转变流机组原理及运动可控整流器优缺陷

  3.△PWM变换器工作原理、数学模型,直流PWM调速系统的机械特性

  2.2 稳态调速功能目的和直流调速系统的机械特性

  △稳态调速功能目的、直流调速系统的机械特性

  2.3转速反馈控制的直流调速系统

  1△○转速反馈控制直流调速系统的数学模型

  2.△比例控制直流调速系统的静特性、反馈控制规律

  3.△积分、比例积分控制规律 4.○直流调速系统的稳态误差分析

  2.4直流调速系统的数字控制

  1△微机数字控制的特殊成绩、数字测速方法及运用场合

  2.○转速检测的数字化、数字PI调理器

  2.5反馈控制直流调速系统的限流保护

  1.转速反馈控制直流调速系统的过电流成绩

  2.△电流截止负反馈环节的工作原理及其输入输入特性

  3.△○带电流截止负反馈的直流调速系统稳态分析、参数计算

  2.6转速反馈控制直流调速系统的仿真

  ○仿真模型的树立、运转及调理器参数的调整

  第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统

  一、教学根本要求

  经过本章学习,要求先生

  1.掌握转速、电流反馈控制直流调速系统的组成及其静特性、起动进程分析。 2. 熟习转速、电流反馈控制直流调速系统的数学模型、动态抗扰功能分析。

  3.熟习调理器的工程设计方法。

  4.熟习转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真。

  二、教学内容

  3.1转速、电流反馈控制直流调速系统的组成及其静特性

  1.△转速、电流反馈控制直流调速系统的组成 2.△○系统稳态构造图与参数计算、静特性分析

  3.2转速、电流反馈控制直流调速系统的数学模型与动态进程分析

  1.△○系统起动进程分析

  2.△系统动态抗扰功能分析、调理器的作用

  3.3转速、电流反馈控制直流调速系统的设计

  1.△控制系统的动态功能目的 2.△调理器工程设计方法的根本思绪

  3.○典型Ⅰ型、Ⅱ型系统参数与系统动态功能目的之间的关系,按工程设计法设计转速、电流反馈控制直流调速系统的调理器

  3.4转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真

  ○电流环的仿真,转速环的系统仿真

  第4章 可逆控制的直流调速系统

  一、教学根本要求

  经过本章学习,要求先生

  1.掌握桥式可逆PWM变换器的工作原理,直流PWM可逆调速系统转速反向的过渡进程。

  2.了解直流PWM功率变换器的能量回馈,单片微机控制的PWM可逆直流调速系统的硬件、软件。

  3. 掌握V-M可逆直流调速系统线路、环流成绩。

  二、教学内容

  4.1直流PWM可逆调速系统

  1.△桥式可逆PWM变换器电路、工作原理 2.○直流PWM可逆调速系统转速反向的过渡进程

  3.○直流PWM功率变换器的能量回馈、单片微机控制的PWM可逆直流调速系统

  4.2 V-M可逆直流调速系统

  1.△系统主电路及环流

  2.○配合控制的有环流可逆V-M系统 3.△○转速反向的过渡进程分析

  第5章 基于稳态模型的异步电动机调速系统

  一、教学根本要求

  经过本章学习,要求先生

  1.了解异步电动机的稳态数学模型,熟习异步电动机的调速方法。

  2.掌握异步电动机调压调速的机械特性,转速闭环控制的交流调压调速系统组成、静特性

  3.掌握变压变频调速的根本原理及其机械特性,变频器的根本构造,SPWM技术。

  4. 了解转速开环变压变频调速系统构造及完成。

  5. 掌握转差频率控制的概念及特点,了解转差频率控制系统构造及功能分析。

  5.1异步电动机的稳态数学模型和调速方法

  1.○异步电动机的稳态数学模型 2.△异步电动机的调速方法及气隙磁通

  5.2异步电动机的调压调速

  1. △系统主电路、调压调速的机械特性 2.△○闭环控制的调压调速系统

  5.3异步电动机的变压变频调速

  1.△变压变频调速的根本原理、机械特性 2.△○基频以下的电压补偿控制

  5.4电力电子变压变频器

  1.△变频器的构造分类,交-直-交PWM变频器主电路 2.△○SPWM技术

  3.○消弭指定谐波的PWM控制技术、电流跟踪PWM控制技术

  5.5转速开环变压变频调速系统

  ○系统构造及完成

  5.6转差频率控制的变压变频调速系统

  1.△转差频率控制的根本概念及特点 2.○系统构造及功能分析

  第6章 绕线转子异步电动机双馈调速系统

  一、教学根本要求

  经过本章学习,要求先生

  1.掌握异步电动机双馈调速工作原理、串级调速系统的工作原理。

  2.熟习串级调速系统类型、机械特性。

  3. 掌握双闭环串级调速系统构造、原理。

  二、教学内容

  6.1绕线转子异步电动机双馈调速工作原理

  1△转子附加电动势的作用

  2.△○双馈调速的五种工况

  6.2绕线转子异步电动机串级调速系统

  △串级调速系统的工作原理

  2.串级调速系统的类型

  6.3串级调速的机械特性

  1△串级调速机械特性的特征、

  2.○转子整流电路、机械特性方程式

  6.4双闭环控制的串级调速系统

  △系统构造、原理

本文来源:/jiaoan/1159985.html
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