运动控制系统(电机调速系统).doc

运动控制系统（电机调速系统）（专业限选课） Motion Control System 【课程编号】XZ26129 【课程类别】专业限选 【学分数】3 【编写日期】2010.3.30 【学时数】55=40+9+6 【先修课程】自动控制原理、电力电子技 术、电机与拖动、 【适用专业】自动化 一、教学目的、任务 本课程是自动化专业本科生的专业限选课程。本课程系统地论述直流调速系统，随动系统和交流调速系统的工作原理、结构、性能和工程设计方法。直流调速作为本课程的基础部分，以单闭环、双闭环、可逆系统的体系着重阐明控制规律，静动态分析和设计。随动系统主要论述位置检测元件的结构和信号变换技术及位置环的构成、分析和设计方法。交流调速系统是本课程的主要内容，其中尤以变频调速作为重点，着重控制系统的分析和设计。 二、课程教学的基本要求 通过上述基本教学环节，要求学生掌握和了解：直流调速系统的工作原理，结构，性能和工程设计方法。交流调速系统，变频调速，特别是交直交变频调速作为重点，着重控制系统的工作原理，组成，分析设计和调试。 主要内容： 引言 教学要求： 总体介绍电机调速系统的主要内容和课程结构；学习电机调速系统的实际应用；课程学习的方法。 其它教学环节：无 第一篇??直流调速系统和随动系统第一章??闭环控制的直流调速系统(学时) 内容：1、反馈控制闭环调速系统的稳态分析和设计：闭环调速系统的组成及其静特性，反馈控制规律，反馈控制调速系统的主要部件和稳态参数计算，限流保护——电流截止负反馈；2、反馈控制闭环调速系统的动态分析和设计：闭环调速系统的动态数学模型，稳定条件，动态校正；?3、无静差调速系统和比例积分控制规律；积分调节器和积分控制规律，比例积分控制规律；：闭环调速系统的稳态分析和设计?PI调节器的作用与调整。?其它教学环节： 第二章 多环控制的直流调速系统(学时) 内容：1、转速电流双闭环调速系统及其静特性：系统的组成，稳态结构图和静特性，各变量的稳态工作点和稳态参数计算；?2、双闭环调速系统的动态性能：动态数学模型，起动过程分析，动态性能和两个调节器的作用，调节器的设计问题；?3、调节器的工程设计方法：典系统、典系统参数和性能指标的关系，调节器结构的选择和传递函数的近似处理；4、按工程设计方法设计双闭环系统的电流调节器和转速调节器；5、转速超调的抑制——转速微分负反馈。理解调速系统；双闭环系统起动过程的分析；弱磁控制的调速系统。 第三章 可逆调速系统调速系统?(学时) 内容：1、晶闸管——电动机系统（V-M系统）的可逆线路：电枢反接可逆线路，励磁反接可逆线路；2、V-M系统的回溃制动；?、有环流可逆调速系统：α=β配合控制的有环流可逆调速系统，可控环流的可逆调速系统。、脉宽调制变换器的典型电路及其分析；、直流脉宽调速系统的开环机械特性；?6、脉宽调速系统的控制电路。?：无环流可逆调速系统脉宽调制器 其它教学环节：2学时研究 第篇??流调速系统和随动系统第六章??交流调速的基本类型和交流变压调速系统(学时) ????内容：交流调速系统的基本类型?2、闭环控制的变压调速系统：异步电动机在改变电压时的机械特性，闭环控制及其静特性，近似动态结构图。????：建立异步电动机MA的数学模型。第章 绕线转子异步电动机串级调速系统() ??主要内容：1、串级调速原理与基本类型? 2、串级调速系统性能的一般性讨论：（1）机械特性（2）逆变变压器（3）装置的容量（4）效率? 3、异步电动机在串级调速工作时的机械特性、具有双闭环控制的串级调速系统:闭环控制系统的组成，串级调速系统的动态数学模型，调速系统调节器参数的确定、串级调速系统的几个特殊问题:串级调速系统的功率因数其改善途径，串级调速系统的控制方式.: 理解绕线转子异步电动机同步超同步 难点:异步电动机在串级调速时的机械特性，转子整流电路的电压与电流，串级调速时的电磁转矩，第章??异步电动机变压变频调速系统（VVVF系统）(18学时) ????内容：1、变频调速的基本控制方式：基频以下，恒压频比控制，实现恒转矩调速；基频以上，恒压升频控制，实现恒功率调速；?2、静止式变频装置；间接变频——交直交变频装置，直接变频——交交变频装置，电压源和电流源变频器；?3、正弦脉宽调制（SPWM）逆变器：工作原理，同步调制和异步调制，SPWM的控制模式及其实现，高开关频率的电流滞环控制SPWM逆变器；?4、异步电动机电压频率协调控制的稳态机械特性：CVCF时的机械特性，电压频率协调控制下的机械特性：（1）V1/ω1=恒值控制，?（2）恒