自动控制系统教学大纲

自动控制系统教学大纲目录TOC\h\z\u\t"标题2,1,标题3,2,标题4,3,样式标题1+黑体小四非加粗,1,样式标题2+宋体小四行距:多倍行距1.25字行,2,副标题,2"一课程简介 43二课程性质目的与任务 43三教学基本内容与基本要求 43四教学方法与教学手段 43五课程内容及学时分配 44绪论 440.1运动控制系统 440.2运动控制系统的基本组成 440.3运动控制系统的发展过程及应用 440.4运动控制系统的发展趋势 440.5课程的目的和主要内容 44第1章直流电机原理及单闭环调速系统 441.1基本电磁定律 441.2直流电机的工作原理及类型 441.3直流电机的模型 441.4他励直流电机的调速方法 441.5开环调压调速系统 441.6转速单闭环调速系统 441.7无静差调速系统和基本调节电路 441.8其它反馈环节的直流调速系统 441.9单闭环调速系统电流截止负反馈 44第2章电流转速双闭环直流调速系统 442.1最佳过渡过程的基本概念 452.2电流转速双闭环调速系统 452.3电流转速双闭环调速系统的工程设计方法 452.4电流转速双闭环调速系统的工程设计 452.5弱磁控制的直流调速系统 45第3章晶闸管-电动机可逆调速系统 453.1晶闸管直流调速系统可逆运行方案 453.2两组晶闸管可逆线路中的环流及其处理原则 453.3有环流控制的可逆V-M系统 453.4无环流控制的可逆V-M系统 45第4章直流脉宽调速系统 454.1脉宽调制变换器 454.2脉宽调制系统的开环机械特性 454.3PWM变换器的控制电路 454.4PWM调速系统的电流脉动和转矩脉动分析 45第5章交流调速系统基础 455.1概述 455.2交流异步电机基础 455.3交流调速的基本方法 455.4逆变器的分类及指标 45第6章基于异步电机稳态模型的调速系统 456.1变压变频调速的基本控制方式 466.2异步电动机电压-频率协调控制时的机械特性 466.3交流脉冲宽度调制(PWM)技术 466.4转速开环恒压频比控制调速系统 466.5转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统 466.6PWM变频调速系统的几个问题 46第7章基于异步电动机动态数学模型的调速系统 467.1交流异步电动机动态数学模型和坐标变换 467.2按转子磁链定向的矢量控制系统 467.3无速度传感器矢量控制系统 467.4直接转矩控制系统 467.5直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较 467.6直接转矩控制实例仿真 46第8章多电平逆变器变频技术 46第9章异步电动机串级调速系统 46第10章同步电动机调速系统 46第11章位置随动系统 46第12章数字式运动控制系统 46六、实践环节安排 47七、课程设计 48八、参考书目 48一课程简介课程名称：自动控制系统课程编号：055208英文名称：AutomaticElectricDriveControlSystem教材：课程性质：独立设课课程属性：专业必选课应开学期：第7学期学时学分：讲授学时56实验学时数8课程设计学时数30总计学时94学生类别：本科生适用专业：电气工程及其自动化先修课程：电路、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、电机和拖动、自动控制原理、电力电子技术。二课程性质目的与任务本课程是自动化专业的主要专业课。通过本课程的学习，不仅使学生掌握各种直流和交流调速系统的组成、工作原理、性能和设计方法，并且注重培养学生综合运用知识的能力和解决工程实际问题的能力。三教学基本内容与基本要求本课程主要讲述工业上广泛应用的直流和交流电动机拖动自动控制系统。在自动控制理论的基础上，以电机控制系统为对象，以研究系统的控制规律为主线，讲述交、直流电机控制系统的结构、组成、工作原理和动静态性能。学习电力拖动自动控制系统的设计方法，并介绍典型系统和应用实例。教学的基本要求是使学生掌握现代交直流调速的主要方案，系统的组成和工作原理，基本的设计方法，培养学生综合运用知识的能力和解决工程实际问题的能力。四教学方法与教学手段《自动控制系统》以课堂讲授为主，并和《自动控制系统实验和设计》一起形成讲课、实验和设计较完整的学生学习和训练的教学过程。教学中采用板书和多媒体相结合，讲授、实验与计算机仿真等多种教学方式，以达到更好的教学效果，使学生不仅掌握提高电力拖动自动控制系统性能的方法，并能利用现代化的手段来分析和设计系统。五课程内容及学时分配绪论重点：介绍自动控制系统的组成，发展历史及其发展方向。图文说明自动控制系统在各行业的应用情况。0.1运动控制系统0.2运动控制系统的基本组成0.3运动控制系统的发展过程及应用0.4运动控制系统的发展趋势0.5课程的目的和主要内容第1章直流电机原理及单闭环调速系统重点：直流电机的原理、闭环调速系统的意义。1.1基本电磁定律1.2直流电机的工作原理及类型1.3直流电机的模型1.4他励直流电机的调速方法1.5开环调压调速系统1.6转速单闭环调速系统1.7无静差调速系统和基本调节电路1.8其它反馈环节的直流调速系统1.9单闭环调速系统电流截止负反馈作业：矿井提升机调速系统的现状与发展趋势第2章电流转速双闭环直流调速系统重点：让学生理解调速系统的工作过程，电气时间常数、机电时间常数的物理意义。2.1最佳过渡过程的基本概念2.2电流转速双闭环调速系统2.3电流转速双闭环调速系统的工程设计方法2.4电流转速双闭环调速系统的工程设计2.5弱磁控制的直流调速系统作业：电流转速双闭环直流调速系统第3章晶闸管-电动机可逆调速系统重点：讲清有环流调速系统、无环流调速系统，及其应用情况。3.1晶闸管直流调速系统可逆运行方案3.2两组晶闸管可逆线路中的环流及其处理原则3.3有环流控制的可逆V-M系统3.4无环流控制的可逆V-M系统习题与思考题第4章直流脉宽调速系统重点：脉宽调制电路及其工作波形。4.1脉宽调制变换器4.2脉宽调制系统的开环机械特性4.3PWM变换器的控制电路4.4PWM调速系统的电流脉动和转矩脉动分析习题与思考题第5章交流调速系统基础重点：异步电机的工作原理及其调速方法。5.1概述5.2交流异步电机基础5.3交流调速的基本方法5.4逆变器的分类及指标习题与思考题第6章基于异步电机稳态模型的调速系统重点：说清楚变频器的基本控制方式，稳态模型。6.1变压变频调速的基本控制方式6.2异步电动机电压-频率协调控制时的机械特性6.3交流脉冲宽度调制(PWM)技术6.4转速开环恒压频比控制调速系统6.5转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统6.6PWM变频调速系统的几个问题习题与思考题第7章基于异步电动机动态数学模型的调速系统重点：动态模型，矢量控制，直接转矩控制7.1交流异步电动机动态数学模型和坐标变换7.2按转子磁链定向的矢量控制系统7.3无速度传感器矢量控制系统（不讲）7.4直接转矩控制系统7.5直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较7.6直接转矩控制实例仿真作业：交（直）流调速系统主电路及其控制系统设计第8章多电平逆变器变频技术重点：三电平逆变器，五电平逆变器，级联多电平逆变器第9章异步电动机串级调速系统重点：转子串入附加电源调速的原理。第10章同步电动机调速系统重点：同步机与异步机的区别、同步机调速方法第11章位置随动系统（不讲）第12章数字式运动控制系统重点：计算机控制系统结构，交直流调速系统的主电路设计；电源电路及其隔离技术，电流检测、电压检测、速度检测技术，数字滤波方法，设计案例分析。教学课时分配表章次课时分配（学时）授课实验课程设计讨论备注绪论2第1章直流电机原理及单闭环调速系统4第2章电流转速双闭环直流调速系统40第3章晶闸管-电动机可逆调速系统42第4章直流脉宽调速系统62第5章交流调速系统基础6第6章基于异步电机稳态模型的调速系统62第7章基于异步电动机动态数学模型的调速系统62第8章多电平逆变器变频技术4第9章异步电动机串级调速系统4第10章同步电动机调速系统4第