自動控制系統(tǒng)課設指導書-野瑩瑩要點

1、、八 、亠前言自動控制系統(tǒng)課程設計是自動化專業(yè)的重要課程設計之一； 是在學生完成自動控制系統(tǒng)理論學習后，對相關的各種類型系統(tǒng)所進 行的課程設計；是自動控制系統(tǒng)課程教學中的一個重要環(huán)節(jié)。通過課 程設計，學生將進一步掌握電力拖動自動控制系統(tǒng)理論和電力拖動自 動控制系統(tǒng)設計過程，對穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算以及電力拖動控制系統(tǒng)的工程 設計方法進行實踐運用，并且加深對電力拖動自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的了 解。通過實驗調(diào)試，不僅培養(yǎng)學生的實踐動手能力、分析問題能力和 解決問題的獨立工作能力，還可以培養(yǎng)學生勇于探索、善于改革、具 有創(chuàng)造性的開拓精神和嚴肅認真、實事求是的科學作風。目錄課程設計一轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計與研究

2、3課程設計二轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計與研究 6課程設計三直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)設計與研究 8課程設計四邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設計與研究 10課程設計五數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計與研究 12附錄 課程設計論文寫作要求 14課程設計一 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計與研究一設計目的1掌握晶閘管電動機系統(tǒng)的組成及其基本結(jié)構(gòu)。2掌握晶閘管電動機系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設計方法。3掌握晶閘管電動機系統(tǒng)參數(shù)及各個環(huán)節(jié)測定方法。4掌握晶閘管電動機各種系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。二設計已知參數(shù)U N 220V I N 1.1AU N 220V I N 0.5A1. 拖 動 設 備 ： 直 流 電 動 機 ： PN 185Wn 16

3、00r /minN 。2. 負 載 ： 直 流 發(fā) 電 機 ： PN 100W n 1500r /minN 。3. 機組：轉(zhuǎn)動慣量 GD 2 0. 065Nm 2 。設計指標1D=4, s 10% 。2穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n=1200r/min, 負載電流 0.8A 。四設計內(nèi)容1參數(shù)測試。測試設計所需參數(shù)。2主電路設計。設計主電路，選擇參數(shù)。3反饋及保護電路設計。選擇反饋參數(shù)，進行反饋電路、過流保護和過壓保護電路設計。 4調(diào)節(jié)器設計（比例調(diào)節(jié)器） 。設計調(diào)節(jié)器，并選擇參數(shù)。5觸發(fā)電路設計。采用數(shù)字集成電路進行觸發(fā)電路設計。 6調(diào)試。（要求包括驗證系統(tǒng)穩(wěn)定性等）7.驗證并比較開環(huán)系統(tǒng)，有靜差單閉環(huán)系統(tǒng)，

4、無靜差單閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能。五. 設計要求1. 繪制轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速直流調(diào)速系統(tǒng)電路圖。2提交設計報告(包括設計過程，參數(shù)計算，測試過程，調(diào)試結(jié)果)六. 設計步驟1測試設計所需參數(shù)(1) 測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電阻R(2) 測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電感L(3) 測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電磁時間常數(shù)TL(4) 測定直流電動機電勢常數(shù) Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM(5) 測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)機電時間常數(shù)TM(6) 測定晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性Ud=f (Uc)測試方法及過程見自動控制系統(tǒng)實驗指導書實驗一，實驗二和實驗三。2選擇轉(zhuǎn)速反饋參數(shù)根據(jù)電機額定參數(shù)選擇轉(zhuǎn)速給定電壓，決定反饋系數(shù)。Ks3.

5、計算晶閘管觸發(fā)與放大電路的放大倍數(shù)Uc4. 根據(jù)穩(wěn)態(tài)調(diào)速指標計算閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)nopind5. 計算調(diào)節(jié)器電壓放大倍數(shù)CeKp6. 選擇調(diào)節(jié)器輸入電阻和反饋電阻七. 調(diào)試調(diào)試方法及過程見自動控制系統(tǒng)實驗指導書實驗三。無靜差單閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)八進行開環(huán)系統(tǒng)， 有靜差單閉環(huán)系統(tǒng)，態(tài)性能的比較九繪制轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)原理圖十整理設計報告報告內(nèi)容應包括： 1參數(shù)測試過程及數(shù)據(jù)。 2系統(tǒng)各個組成電路設計過程。 3穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算過程調(diào)試過程及數(shù)據(jù)和曲線。 4結(jié)論。課程設計二 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計與研究一設計目的1掌握轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其基本結(jié)構(gòu)。2掌握晶閘管電動機系統(tǒng)主電路及控制電路

6、的設計。3掌握直流調(diào)速直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設計方法。4掌握轉(zhuǎn)速電流直流調(diào)速雙閉環(huán)系統(tǒng)的起動性能。5掌握轉(zhuǎn)速電流直流調(diào)速雙閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。二設計已知參數(shù)1. 拖 動 設 備 ： 直 流 電動 機 ：PN 185WU N220V I N1.1An 1600r /minN ，過載倍數(shù)1.5。2 .負載：直流發(fā)電 機 ： P 100WUNN220V I N0.5An 1500r /minN3 .機組：轉(zhuǎn)動慣量 GD220.065Nm2三.設計指標1. D=4,穩(wěn)態(tài)時無靜差。2.穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n=1200r/min,負載電流 0.8A 。3.電流超調(diào)量 i 5% ，空載起動到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n 15

7、% 。四設計內(nèi)容1主電路設計。設計主電路，并根據(jù)已知參數(shù)選擇電路元件容量。2觸發(fā)電路設計。利用數(shù)字集成電路進行觸發(fā)電路的設計。3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設計。根據(jù)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設計方法進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計4電流調(diào)節(jié)器設計。根據(jù)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設計方法進行電流調(diào)節(jié)器的設計。5反饋及保護電路設計。 根據(jù)要求設計反饋電路， 選擇反饋參數(shù)， 并進行過流保護和過壓保護電 路設計。6調(diào)試。7驗證轉(zhuǎn)速電流直流調(diào)速雙閉環(huán)系統(tǒng)的起動性能是否和理論一致。五設計要求1繪制轉(zhuǎn)速電流直流調(diào)速雙閉環(huán)系統(tǒng)的電路圖。2提交設計報告(設計過程，參數(shù)計算，測試過程，調(diào)試結(jié)果) 。六設計步驟1設計主電路，并根據(jù)已知參數(shù)選擇電路元件容量(1

8、) 整流變壓器額定參數(shù)計算(2) 整流器件的選擇(主電路建議采用常用的三相橋式整流電路)(3) 晶閘管的保護(4) 電抗器參數(shù)的計算。2設計控制電路 觸發(fā)電路設計、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器設計。3電流反饋電路和轉(zhuǎn)速反饋電路設計4過流、過壓保護電路設計七 . 調(diào)試根據(jù)設計參數(shù)，研究突加轉(zhuǎn)速給定時，電動機的起動的動態(tài)過程。調(diào)試方法及過程參見自動 控制系統(tǒng)實驗指導書實驗四。八繪制轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖九整理設計報告報告內(nèi)容應包括：1主電路、控制電路、反饋電路和保護電路的設計過程。2調(diào)試過程及數(shù)據(jù)和曲線。課程設計三 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)設計與研究一設計目的1掌握雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的組成、原

9、理及各主要單元部件的工作原理。2. 熟悉直流PWM專用集成電路 SG3525 SG3524等的組成、功能與工作原理。3. 掌握H型PWM變換器的雙極式控制方式的原理與特點。4. 掌握雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定。二. 設計已知參數(shù)同課程設計二。三. 設計指標1. D=4,穩(wěn)態(tài)時無靜差。2. 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n=1500r/min, 負載電流 0.8A。3. 電流超調(diào)量 i 5% ，空載起動到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 n 15% 。四. 設計內(nèi)容1. 主電路設計。設計主電路，并根據(jù)已知參數(shù)選擇電路元件容量。2. 直流脈寬控制電路設計。利用數(shù)字集成電路設計直流脈寬控制電路。3.

10、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設計。根據(jù)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設計方法進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計。4. 電流調(diào)節(jié)器設計。根據(jù)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設計方法進行電流調(diào)節(jié)器的設計5. 反饋及保護電路設計。 根據(jù)要求設計反饋電路， 選擇反饋參數(shù)， 并進行過流保護和過壓保護電路設計。6. 調(diào)試。7. 比較脈寬直流調(diào)速系統(tǒng)于晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)的性能。五設計要求1繪制脈寬直流調(diào)速雙閉環(huán)系統(tǒng)的電路圖。2提交設計報告（設計過程，參數(shù)計算，測試過程，調(diào)試結(jié)果）六設計步驟1設計主電路，并根據(jù)已知參數(shù)選擇電路元件容量。2. 設計直流脈寬控制電路（建議采用SG3525 SG3524等數(shù)字集成電路）3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器設計。4. 過流保護、過

11、壓保護電路設計。七 . 調(diào)試根據(jù)設計參數(shù)，研究突加轉(zhuǎn)速給定時，電動機起動的動態(tài)過程。調(diào)試方法及過程參見電力 拖動自動控制系統(tǒng)實驗指導書實驗六。八. 繪制直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)原理圖九. 整理設計報告報告內(nèi)容應包括：1. 主電路、控制電路的設計過程。2. 調(diào)試過程及數(shù)據(jù)和曲線。3. 比較脈寬直流調(diào)速系統(tǒng)于晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)的性能。4. 結(jié)論。課程設計四 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設計與研究一設計目的1掌握邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其基本結(jié)構(gòu)。 2掌握邏輯無環(huán)流控制器電路的設計。3掌握邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)制動性能。二設計已知參數(shù)同課程設計二。三設計指標同課程設計二。四設計內(nèi)容1主電路

12、設計。設計主電路，選擇主電路參數(shù)。 2觸發(fā)電路設計。利用數(shù)字集成電路進行觸發(fā)器設計。3邏輯無環(huán)流控制器設計。 4轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設計。根據(jù)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設計方法進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計 5電流調(diào)節(jié)器設計。根據(jù)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設計方法進行電流調(diào)節(jié)器的設計。 6反饋及保護電路設計。設計反饋電路，選擇反饋系數(shù)，進行過壓保護和過流保護電路設計。 7調(diào)試。8研究邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的制動性能。五設計要求1繪制邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)的電路圖。2提交設計報告（設計過程，測試過程，調(diào)試結(jié)果）。六設計步驟1設計主電路。2設計邏輯無環(huán)流控制器控制電路。3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器的設計七 . 調(diào)試根據(jù)設計參

13、數(shù)，研究突加轉(zhuǎn)速反向給定時，電動機制動的動態(tài)過程。調(diào)試方法及過程參見自 動控制系統(tǒng)實驗指導書實驗五。八繪制邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)原理圖九整理設計報告報告內(nèi)容應包括：1系統(tǒng)組成電路的設計過程。2調(diào)試過程及數(shù)據(jù)和曲線。3結(jié)論。參考文獻：1 陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) M. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2004.2 王兆安 . 電力電子技術 M. 北京：機械工業(yè)出版社 ,2000.3 黃俊 .半導體變流技術 M . 北京：機械工業(yè)出版社 ,2002.4 付文 . 電力拖動自動控制系統(tǒng)實驗指導書 .5 楊松才 . 電力拖動自動控制系統(tǒng)圖集 .課程設計五 數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計與研究一設計目的

14、1 掌握數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其基本結(jié)構(gòu)。2 掌握數(shù)字控制雙閉環(huán)邏輯控制器 590 的調(diào)試和設計。3 掌握數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)性能。二設計已知參數(shù) （請做數(shù)字調(diào)速的同學， 自己將實驗室中電機銘牌數(shù)據(jù)填寫一下）1. 拖動設備：直流電動機：PNU NI NnN N N2 .負載：直流發(fā)電機：Pn三.設計指標同課程設計二。四.設計內(nèi)容1. 主電路設計。2. 590 硬件端子設計。3. 590 軟件設計和調(diào)試。4. 研究數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的性能。五. 設計要求1. 繪制邏數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路圖。2. 提交設計報告（設計過程，測試過程，調(diào)試結(jié)果）六設計步驟1設計主電

15、路。2設計數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路。 3數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)軟件設計。七 . 調(diào)試根據(jù)設計參數(shù)，研究突加轉(zhuǎn)速反向給定時，電動機制動的動態(tài)過程。八繪制 數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖九整理設計報告報告內(nèi)容應包括：1系統(tǒng)組成電路的設計過程。2結(jié)論。參考文獻：1 陳伯時 . 電力拖動自動控制系統(tǒng) M. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2004. 2 王兆安 . 電力電子技術 M. 北京：機械工業(yè)出版社 ,2000.3 黃俊.半導體變流技術 M . 北京：機械工業(yè)出版社 ,2002.4 付文 .電力拖動自動控制系統(tǒng)實驗指導書 .5 楊松才 . 電力拖動自動控制系統(tǒng)圖集 .附錄 課程設計論文

16、寫作要求1. 論文書寫論文（設計說明書）要求統(tǒng)一使用 Microsoft Word軟件進行文字處理，統(tǒng)一采用A4頁面（210 X 297伽）復印紙，單面打印。頁眉內(nèi)容統(tǒng)一為“沈陽理工大學課程設計論文” ，采用宋體五號字居中排寫。 頁碼在下邊線下居中放置， Times New Roman 小五號字體。摘要、關鍵詞、目錄等文前部分的頁碼用羅馬數(shù)字（I、n）編排，正文以后的頁碼用阿拉伯數(shù)字（1、2）編排。字體和字號要求：論文 題目：二號黑體章標題：三號黑體( 1 XXXXX)節(jié)標題：四號黑體( 1.1 XXXX)條標題：小四號黑體(1.1.1 XXX)正文：小四號宋體頁碼：小五號宋體數(shù)字和字母：Ti

17、mes New Roman體注：論文裝訂方式統(tǒng)一規(guī)定為左裝訂。2. 論文前置部分包括：封面、任務書均按學校統(tǒng)一內(nèi)容和格式填寫。3. 摘要摘要是論文內(nèi)容的不加注釋和評論的簡短陳述，說明研究工作的目的、實驗方法、實驗結(jié)果 和最終結(jié)論等。應是一篇完整的短文，可以獨立使用和引用，摘要中一般不用圖表、化學結(jié)構(gòu)式 和非公知公用的符號和術語。（ 1 ）中文摘要“摘要”字樣（三號黑體） ，字間空一個字符， “摘要”二字下空一行打印摘要正文（小四號 宋體）。（ 2）關鍵詞 摘要正文后下空一行打印“關鍵詞”三字（小四號黑體） ，其后為關鍵詞（小四號宋體） ，關 鍵詞是為了便于文獻標引從該學位論文中選取出來用以表示

18、全文主題內(nèi)容信息款目的單詞或術 語，關鍵詞一般為35個，每一關鍵詞之間用分號“；”隔開，最后一個關鍵詞后不打標點符號。4. 目次頁目次頁由論文的章、條、款、致謝、參考文獻、附錄等的序號、名稱和頁碼組成，目次頁置 于摘要后，由另頁開始。目錄題頭用三號黑體字居中排寫，隔行書寫目錄內(nèi)容。目錄采用三級標題，按（1、1.1、）的格式編寫，目錄中各章題序的 阿拉伯數(shù)字用Times New Roman體，第一級標題用小四號黑體，其余用小四號宋體。5. 論文的主要部分（ 1 ）引言（或緒論）引言（或緒論）簡要說明研究工作的目的、范圍、前人的工作和知識空白、理論基礎和分析、 研究設想、研究方法、實驗設計、預期結(jié)

19、果和意義等。引言（或緒論）不要與摘要雷同，一般教 科書有的知識，在引言中不必贅述。引言（或緒論）重點應放在有關歷史回顧和前人工作的綜合評述，以及理論分析等，應該用 足夠的文字敘述，如有必要可單獨編成首章。（2）正文1）章節(jié)及各章標題論文正文分章節(jié)撰寫 , 每章應另起一頁。每章標題以三號黑體居中打印，章下空一行為節(jié)， 以四號黑體左起打印， 換行后以小四號宋體打印正文。 節(jié)下空一行為條， 以小四號黑體左起打印， 換行后以小四號宋體打印正文。2）層次 層次以少為宜，根據(jù)實際需要選擇。正文層次的編排和代號要求統(tǒng)一。 一級標題： 1 第一層次 （ 章） 題序和標題，用三號黑體字。題序和標題之間空兩個字符

20、，不加 標點，下同。二級標題： 1.1 第二層次 （節(jié)） 題序和標題，用四號黑體字。三級標題： 第三層次 （ 條） 題序和標題，用小四號黑體字。四級標題： 1、第四層次 （ 款） 題序和標題，用小四號黑體字。 五級標題：（1）第五層次 （ 項） 題序和標題，用小四號黑體字。 層次用到哪一層次視需要而定，若節(jié)后無需“條”時可直接列“款” 、“項”。3）公式 原則上居中書寫。若公式前有文字（如“解” 、“假定”等） ，文字頂格書寫，公式仍居中寫。 公式末不加標點。公式序號按章編排，并在公式后靠頁面右邊線標注，如第 1 章第一個公式序號 為“（ 1.1 ）”格式見下例：F = ma（ 1.1 ）V

21、= S/t（1.2 ）文中引用公式時，一般用“見式（ 1.1 ）”或“由公式（ 1.1 ）”。4）表表應有表名、表號或必要的說明，表也應有“自明性” 表格一般采取三線制，不加左、右邊線，上、下底為粗實線（ 1 磅），中間為細實線（ 0.75 磅）。比較復雜的表格，可適當增加橫線和豎線。表序按章編排，如第 1 章第一個插表序號為“表 1.1 ”等。表序與表名之間空一格，表名不 允許使用標點符號。表序與表名置于表上，居中排寫，采用黑體五號字。表內(nèi)文字說明用五號宋 體，起行空一格、轉(zhuǎn)行頂格、句末不加標點。5）圖圖題由圖號和圖名組成。圖號按章編排，如第 1 章第一圖圖號為“圖 1.1 ”等。圖題置于圖 下，圖注或其他說明時應置于圖與圖題之間。圖名在圖號之后空一格排寫，圖題用五號黑體字。插圖與其圖題為一個