自動控制系統(tǒng)教學(xué)大綱

自動控制系統(tǒng)教學(xué)大綱目錄TOC\h\z\u\t"標(biāo)題2,1,標(biāo)題3,2,標(biāo)題4,3,樣式標(biāo)題1+黑體小四非加粗,1,樣式標(biāo)題2+宋體小四行距:多倍行距1.25字行,2,副標(biāo)題,2"一課程簡介 43二課程性質(zhì)目的與任務(wù) 43三教學(xué)基本內(nèi)容與基本要求 43四教學(xué)方法與教學(xué)手段 43五課程內(nèi)容及學(xué)時分配 44緒論 440.1運動控制系統(tǒng) 440.2運動控制系統(tǒng)的基本組成 440.3運動控制系統(tǒng)的發(fā)展過程及應(yīng)用 440.4運動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 440.5課程的目的和主要內(nèi)容 44第1章直流電機(jī)原理及單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 441.1基本電磁定律 441.2直流電機(jī)的工作原理及類型 441.3直流電機(jī)的模型 441.4他勵直流電機(jī)的調(diào)速方法 441.5開環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 441.6轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 441.7無靜差調(diào)速系統(tǒng)和基本調(diào)節(jié)電路 441.8其它反饋環(huán)節(jié)的直流調(diào)速系統(tǒng) 441.9單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電流截止負(fù)反饋 44第2章電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 442.1最佳過渡過程的基本概念 452.2電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 452.3電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計方法 452.4電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計 452.5弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 45第3章晶閘管-電動機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng) 453.1晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)可逆運行方案 453.2兩組晶閘管可逆線路中的環(huán)流及其處理原則 453.3有環(huán)流控制的可逆V-M系統(tǒng) 453.4無環(huán)流控制的可逆V-M系統(tǒng) 45第4章直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) 454.1脈寬調(diào)制變換器 454.2脈寬調(diào)制系統(tǒng)的開環(huán)機(jī)械特性 454.3PWM變換器的控制電路 454.4PWM調(diào)速系統(tǒng)的電流脈動和轉(zhuǎn)矩脈動分析 45第5章交流調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ) 455.1概述 455.2交流異步電機(jī)基礎(chǔ) 455.3交流調(diào)速的基本方法 455.4逆變器的分類及指標(biāo) 45第6章基于異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速系統(tǒng) 456.1變壓變頻調(diào)速的基本控制方式 466.2異步電動機(jī)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機(jī)械特性 466.3交流脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù) 466.4轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng) 466.5轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 466.6PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的幾個問題 46第7章基于異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的調(diào)速系統(tǒng) 467.1交流異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變換 467.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng) 467.3無速度傳感器矢量控制系統(tǒng) 467.4直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng) 467.5直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的比較 467.6直接轉(zhuǎn)矩控制實例仿真 46第8章多電平逆變器變頻技術(shù) 46第9章異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng) 46第10章同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 46第11章位置隨動系統(tǒng) 46第12章數(shù)字式運動控制系統(tǒng) 46六、實踐環(huán)節(jié)安排 47七、課程設(shè)計 48八、參考書目 48一課程簡介課程名稱：自動控制系統(tǒng)課程編號：055208英文名稱：AutomaticElectricDriveControlSystem教材：課程性質(zhì)：獨立設(shè)課課程屬性：專業(yè)必選課應(yīng)開學(xué)期：第7學(xué)期學(xué)時學(xué)分：講授學(xué)時56實驗學(xué)時數(shù)8課程設(shè)計學(xué)時數(shù)30總計學(xué)時94學(xué)生類別：本科生適用專業(yè)：電氣工程及其自動化先修課程：電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、微機(jī)原理、電機(jī)和拖動、自動控制原理、電力電子技術(shù)。二課程性質(zhì)目的與任務(wù)本課程是自動化專業(yè)的主要專業(yè)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生掌握各種直流和交流調(diào)速系統(tǒng)的組成、工作原理、性能和設(shè)計方法，并且注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力和解決工程實際問題的能力。三教學(xué)基本內(nèi)容與基本要求本課程主要講述工業(yè)上廣泛應(yīng)用的直流和交流電動機(jī)拖動自動控制系統(tǒng)。在自動控制理論的基礎(chǔ)上，以電機(jī)控制系統(tǒng)為對象，以研究系統(tǒng)的控制規(guī)律為主線，講述交、直流電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理和動靜態(tài)性能。學(xué)習(xí)電力拖動自動控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，并介紹典型系統(tǒng)和應(yīng)用實例。教學(xué)的基本要求是使學(xué)生掌握現(xiàn)代交直流調(diào)速的主要方案，系統(tǒng)的組成和工作原理，基本的設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力和解決工程實際問題的能力。四教學(xué)方法與教學(xué)手段《自動控制系統(tǒng)》以課堂講授為主，并和《自動控制系統(tǒng)實驗和設(shè)計》一起形成講課、實驗和設(shè)計較完整的學(xué)生學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的教學(xué)過程。教學(xué)中采用板書和多媒體相結(jié)合，講授、實驗與計算機(jī)仿真等多種教學(xué)方式，以達(dá)到更好的教學(xué)效果，使學(xué)生不僅掌握提高電力拖動自動控制系統(tǒng)性能的方法，并能利用現(xiàn)代化的手段來分析和設(shè)計系統(tǒng)。五課程內(nèi)容及學(xué)時分配緒論重點：介紹自動控制系統(tǒng)的組成，發(fā)展歷史及其發(fā)展方向。圖文說明自動控制系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用情況。0.1運動控制系統(tǒng)0.2運動控制系統(tǒng)的基本組成0.3運動控制系統(tǒng)的發(fā)展過程及應(yīng)用0.4運動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢0.5課程的目的和主要內(nèi)容第1章直流電機(jī)原理及單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)重點：直流電機(jī)的原理、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的意義。1.1基本電磁定律1.2直流電機(jī)的工作原理及類型1.3直流電機(jī)的模型1.4他勵直流電機(jī)的調(diào)速方法1.5開環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)1.6轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1.7無靜差調(diào)速系統(tǒng)和基本調(diào)節(jié)電路1.8其它反饋環(huán)節(jié)的直流調(diào)速系統(tǒng)1.9單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電流截止負(fù)反饋作業(yè)：礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢第2章電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)重點：讓學(xué)生理解調(diào)速系統(tǒng)的工作過程，電氣時間常數(shù)、機(jī)電時間常數(shù)的物理意義。2.1最佳過渡過程的基本概念2.2電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2.3電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計方法2.4電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計2.5弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng)作業(yè)：電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)第3章晶閘管-電動機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)重點：講清有環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)、無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)，及其應(yīng)用情況。3.1晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)可逆運行方案3.2兩組晶閘管可逆線路中的環(huán)流及其處理原則3.3有環(huán)流控制的可逆V-M系統(tǒng)3.4無環(huán)流控制的可逆V-M系統(tǒng)習(xí)題與思考題第4章直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)重點：脈寬調(diào)制電路及其工作波形。4.1脈寬調(diào)制變換器4.2脈寬調(diào)制系統(tǒng)的開環(huán)機(jī)械特性4.3PWM變換器的控制電路4.4PWM調(diào)速系統(tǒng)的電流脈動和轉(zhuǎn)矩脈動分析習(xí)題與思考題第5章交流調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ)重點：異步電機(jī)的工作原理及其調(diào)速方法。5.1概述5.2交流異步電機(jī)基礎(chǔ)5.3交流調(diào)速的基本方法5.4逆變器的分類及指標(biāo)習(xí)題與思考題第6章基于異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速系統(tǒng)重點：說清楚變頻器的基本控制方式，穩(wěn)態(tài)模型。6.1變壓變頻調(diào)速的基本控制方式6.2異步電動機(jī)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機(jī)械特性6.3交流脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)6.4轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)6.5轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)6.6PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的幾個問題習(xí)題與思考題第7章基于異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的調(diào)速系統(tǒng)重點：動態(tài)模型，矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制7.1交流異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變換7.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)7.3無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)（不講）7.4直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)7.5直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的比較7.6直接轉(zhuǎn)矩控制實例仿真作業(yè)：交（直）流調(diào)速系統(tǒng)主電路及其控制系統(tǒng)設(shè)計第8章多電平逆變器變頻技術(shù)重點：三電平逆變器，五電平逆變器，級聯(lián)多電平逆變器第9章異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)重點：轉(zhuǎn)子串入附加電源調(diào)速的原理。第10章同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)重點：同步機(jī)與異步機(jī)的區(qū)別、同步機(jī)調(diào)速方法第11章位置隨動系統(tǒng)（不講）第12章數(shù)字式運動控制系統(tǒng)重點：計算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，交直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路設(shè)計；電源電路及其隔離技術(shù)，電流檢測、電壓檢測、速度檢測技術(shù)，數(shù)字濾波方法，設(shè)計案例分析。教學(xué)課時分配表章次課時分配（學(xué)時）授課實驗課程設(shè)計討論備注緒論2第1章直流電機(jī)原理及單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)4第2章電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)40第3章晶閘管-電動機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)42第4章直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)62第5章交流調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ)6第6章基于異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速系統(tǒng)62第7章基于異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的調(diào)速系統(tǒng)62第8章多電平逆變器變頻技術(shù)4第9章異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)4第10章同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4第