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《电力拖动自动控制系统》教学大纲

一、课程基本信息

1、课程英文名称：AutomationControlSystembyPowerDriving

2、课程类别：专业方向课程

3、课程学时：总学时64，实验学时8

4、学分：4

5、先修课程：《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电力电子技术》、

《电机学》、《控制电机》、《自动控制原理》、《电力拖动基础》等专业基础课程

6、适用专业：电气工程及其自动化

二、课程的目的与任务

课程的教学目的：本课程是电气工程及其自动化专业的专业特色课程。通过本课程

的学习，了解和掌握电力拖动自动控制系统的设计、校正和综合方法，为今后的工作打

下专业基础。

课程教学的任务：了解直流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，调速系统的

静态动态性能指标。掌握直流转速单闭自动控制系统和转速、电流双闭环自动控制系统

的静、动态设计方法，深刻领会和掌握控制系统的工程设计方法，能够熟练应用典型Ⅰ

型、典型Ⅱ系统的设计和校正方法，了解可逆直流调速系统和位置随动系统的特点和设

计方法。了解交流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，特别是重点了解和掌握笼

型异步电动机变压变频调速系统的原理、特点和设计方法，了解矢量控制技术在异步电

动机变压变频调速系统的应用，了解同步电动机变压变频调速系统的特点和设计方法。

三、课程的基本要求

本课程是所有专业基础课程的综合应用，特别是对《电力电子技术》、《电机学》、《控

制电机》、《自动控制原理》、《电力拖动基础》以及《模拟电子技术》、《数字电子技术》

的基础知识应用较多，学生必须在这些专业基础课程学习过后，才能开设本课程。教师

在授课中必须引导学生对专业基础课程的综合应用，按照系统的控制规律为主线，由简

入繁、由低及高的循序深入，思路必须清楚，引导学生学习和掌握系统设计与分析的方

法，培养学生对工程问题的处理方法，同时要认真进行和完成课程实验，并且通过课程

设计，要求学生能够对简单的电力拖动自动控制系统进行性能分析和设计。

四、教学内容、要求及学时分配

(一)理论教学：56学时

第一章闭环控制的直流调速系统10学时

主要内容：本章内容是直流调速自动控制系统的基础，必须认真掌握以下内容。

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1、直流调速系统用的可控直流电源，旋转变流机组，静止可控整流器，直流载波

器或脉宽调制变换器；

2、晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题，触发脉冲相位控制，电流脉动及

其波形的连续与断续，抑制电流脉动的措施，晶闸管-电动机系统的机械特性，晶闸管

触发和整流装置的放大系数和传递函数；

3、直流脉宽调速系统的主要问题，PWM变换器的工作状态和电压、电流波形，直流

脉宽调速系统的机械特性，PWM控制与变换器的数学模型，电能回馈与泵升电压的限制；

4、反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计，转速控制的要求和调速指标，

开环调速系统及其存在的问题，闭环调速系统的组成及其静特性，开环系统机械特性和

闭环系统静特性的关系，反馈控制规律，闭环直流调速系统稳态参数的计算，限流保护

-电流截止负反馈；

5、反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计，反馈控制闭环直流调速系统的

动态数学模型，反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件，动态校正-PI调节器的设计；

6、比例积分控制规律和无静差调速系统，积分调节器和积分控制规律，比例积分

控制规律，无静差直流调速系统及其稳态参数计算；

7、电压反馈电流补偿控制的直流调速系统，电压负反馈直流调速系统，电流正反

馈和补偿控制规律，电流补偿控制直流调速系统的数学模型和稳定条件。

重点：直流调速系统用的可控直流电源，晶闸管-电动机系统的机械特性，晶闸管

触发和整流装置的放大系数和传递函数，直流脉宽调速系统的机械特性，PWM控制与变

换器的数学模型，反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计，反馈控制闭环直流调

速系统的动态分析和设计，比例积分控制规律和无静差调速系统。

难点：直流载波器或脉宽调制变换器，抑制电流脉动的措施，电能回馈与泵升电压

的限制，反馈控制规律，限流保护-电流截止负反馈，反馈控制闭环直流调速系统的动

态数学模型，电流正反馈和补偿控制规律，电流补偿控制直流调速系统的数学模型