2011级运动控制系统课程设计任务书及报告规范要求

运动控制系统的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解运动控制系统的基本概念、组成和分类。

2. 学生能掌握运动控制系统中常见传感器的原理和应用。

3. 学生能描述运动控制系统的执行机构工作原理及其特点。

4. 学生了解运动控制算法的基本原理，如PID控制、模糊控制等。

技能目标：1. 学生具备运用所学知识分析和解决实际运动控制问题的能力。

2. 学生能设计简单的运动控制系统，并进行仿真实验。

3. 学生能熟练使用相关软件和工具进行运动控制系统的调试与优化。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对运动控制系统相关技术的兴趣，激发学习热情。

2. 学生养成合作、探究的学习习惯，培养团队协作精神。

3. 学生认识到运动控制系统在工程实际中的应用价值，增强社会责任感。

课程性质：本课程为电子信息工程及相关专业高年级学生的专业课程，旨在帮助学生掌握运动控制系统的基本原理、设计方法和实际应用。

学生特点：学生已具备一定的电子、电气和控制系统基础，具有较强的学习能力和实践操作能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力和创新能力培养。

通过本课程的学习，使学生具备运动控制系统设计、调试和应用的能力。

教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。

二、教学内容1. 运动控制系统概述- 运动控制系统的基本概念、组成和分类- 运动控制系统的发展及应用领域2. 运动控制系统传感器- 常见运动控制传感器的工作原理、特性及应用- 传感器的选型及接口技术3. 执行机构- 电动伺服电机、步进电机、液压气动执行机构的工作原理及特点- 执行机构的控制策略及性能分析4. 运动控制算法- PID控制算法原理及其在运动控制中的应用- 模糊控制、神经网络等其他先进控制算法介绍5. 运动控制系统设计- 系统建模、控制器设计及仿真- 硬件在环（HIL）仿真与实验- 运动控制系统调试与优化6. 运动控制系统实例分析- 分析典型运动控制系统的设计过程及解决方案- 案例教学，培养学生的实际操作能力教学内容安排与进度：- 第1周：运动控制系统概述- 第2-3周：运动控制系统传感器- 第4-5周：执行机构- 第6-7周：运动控制算法- 第8-9周：运动控制系统设计- 第10周：运动控制系统实例分析教材章节关联：本课程教学内容与教材中第3章“运动控制系统”相关内容相衔接，涵盖第3章中的3.1-3.5节。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程系题目: 直流单极式PWM调速系统设计初始条件：1.直流电机参数：P N＝10 KW，U N＝220 V，I N＝55 A，n N＝1000 r/min ，Ra＝0.2Ω，直流它励励磁电压220V，电流1.6A2.进线交流电源：三相380V3.性能指标：可逆系统，转速、电流均无静差要求完成的主要任务:1.转速调节器及其反馈电路设计2.电流调节器及其反馈电路设计3.集成脉宽调制电路设计（如3524）4.驱动电路设计（如IR2110）5.PWM主电路设计课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。

满足如下要求：1．对系统设计方案的先进性、实用性和可行性进行论证，说明系统工作原理。

2. 画出单元电路图，说明工作原理，给出系统参数计算过程。

3. 画出整体电路原理图，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。

4. 可逆运行，转速和电流稳态无差，转速超调量不超过10％、电流超调量不超过5％。

时间安排：2011.6.13－2011.6.15 收集课程设计相关资料2011.6.16－2011.6.23 系统设计2011.6.24－2011.6.26 撰写课程设计及答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程系题目: 直流无环流可逆调速系统设计初始条件：1.直流电机参数：P N＝10KW，U N＝220V，I N＝55A，n N＝1000 r/min ，Ra＝0.5Ω2.测速发电机参数：23W，110V，0.21A，1900 r/min，永磁式3.主电路采用两组三相全控桥反并联连接，进线交流电源：三相380V要求完成的主要任务:1.ASR及其反馈电路设计2.ACR及其反馈电路设计3.无环流逻辑控制器DLC设计4.主电路及保护电路设计5.集成触发电路设计课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。

河南城建学院《运动控制系统》课程设计任务书班级0924091-2专业自动化课程名称运动控制系统指导教师张磊李小敏王整风邢广成陈国振电气及电子工程系2012年12月《运动控制系统》课程设计任务书编写：陈国振审核：王曦课程编码0924091-2 课程名称运动控制系统适用专业自动化学时考核方式考查学分 1设计时间第七学期先修课程《电机拖动》《过程控制》、《计算机控制》《自动控制原理》、《运动控制系统》一、设计时间及地点1、设计时间：2012.12.31~2013.1.42、地点：2#B510、2#B511、图书馆、机房、实验室二、设计目的和要求1、设计目的通过对一个实用控制系统的设计，综合运用科学理论知识，提高工程意识和实践技能，使学生获得控制技术工程的基本训练，培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。

2、设计要求完成所选题目的分析与设计，进行系统总体方案的设计、论证和选择；系统单元主电路和控制电路的设计、元器件的选择和参数计算；课程设计报告的整理工作。

三、设计题目和内容1、单闭环不可逆直流调速系统设计自拟控制系统性能指标的要求（调速范围、静差率、超调量、动态速降、调节时间等），设计系统原理图，完成元器件的选择，选择调节器并计算调节器参数，并进行仿真或实验验证系统合理性。

2、单闭环可逆直流调速系统设计自拟控制系统性能指标的要求（调速范围、静差率、超调量、动态速降、调节时间等），设计系统原理图，完成元器件的选择，选择调节器并计算调节器参数，并进行仿真或实验验证系统合理性。

3、单闭环无静差不可逆直流调速系统设计自拟控制系统性能指标的要求（调速范围、超调量、动态速降、调节时间等），设计系统原理图，完成元器件的选择，计算PI调节器参数，并进行仿真或实验验证系统合理性。

4、单闭环无静差可逆直流调速系统设计自拟控制系统性能指标的要求（调速范围、超调量、动态速降、调节时间等），设计系统原理图，完成元器件的选择，计算PI调节器参数，并进行仿真或实验验证系统合理性。

《运动控制系统课程设计》《运动控制系统》课程设计一、性质和目的自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课，在学完本课程理论部分之后，通过课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识，提高学生的综合运用所学知识，获取工程设计技能的能力；综合计算及编写报告的能力。

二、设计内容1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。

2.主要设计内容包括：（１）根据任务书要求确定总体设计方案（２）主电路设计：主电路结构设计（结构选择、器件选型、考虑器件的保护）、变压器的选型设计；（３）控制电路设计：控制方案的选择、控制器设计（４）保护电路的选择和设计（５）调速系统的设计原理图，调速性能分析、调速特点3.编写详细的课程设计说明书一份，并画出调速系统的原理图。

三、设计目的1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。

2.熟练掌握保护方式的配置及其整定计算。

3.掌握触发控制电路的设计选型方法。

4.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。

5.掌握绘制系统电路图绘制方法。

6.掌握说明书的书写方法。

四、对设计成品的要求1.图纸的要求：1）图纸要符合国家电气工程制图标准；2）图纸大小规范化；3）布局合理、美观。

2.对设计说明书的要求1）说明书中应包括如下内容①目录②课题设计任务书；③调速方案的论证分析（从经济性能和技术性能方面进行分析论证）和选择；④所要完成的设计内容⑤变压器的接线方式确定和选型；⑥主电路元器件的选型计算过程及结果；⑦控制电路、保护电路的选型和设计；⑧调速系统的总结线图系统电路设计及结果。

2）说明书的书写要求①文字简明扼要，理论正确，程序功能完备，框图清楚明了。

②字迹工整；书写整齐，参照教务系统中的毕业论文的格式要求。

直流电机调速系统设计任务书1组：直流他励电动机：功率P N＝1.1kW，额定电压U N=220V，额定电流I N=6.7A，磁极对数P=1，n N=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻R a=2.34Ω,主电路总电阻R＝7Ω，L∑＝246.25mH(电枢电感、平波电感和变压器电感之和)，K s=58.4，机电时间常数T m=116.2ms，滤波时间常数T on=T oi=0.00235s，过载倍数λ＝1.5，电流给定最大值U im*=10V，速度给定最大值U n*=10V。

《运动控制系统》课程设计任务书一、设计目的与任务课程设计的主要目的是通过设计某直流电机调速系统或交流电机的调速系统或者应用交直流电机的调速的控制系统的设计实践，了解一般电力拖动与控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。

通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。

电力拖动与控制系统设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。

课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。

二、教学内容及基本要求在接到设计任务书后，按原理设计和工艺设计两方面进行。

1．原理图设计的步骤1)根据要求拟定设计任务。

2)根据电力拖动与控制系统的设计要求设计主电路。

3)根据主电路的控制要求设计控制回路4)要考虑保护环节，如过电压、过电流等的保护。

5)总体检查、修改、补充及完善。

主要内容包括：6)进行必要的参数计算和设计必要的软件控制流程。

7)正确、合理地选择各电器元器件，按规定格式编制元件明细表。

2．工艺设计步骤1)根据电力拖动与控制系统的任务书的设计要求，或者根据运用电力拖动调速等的设计控制对象及工艺的要求，进行分析。

2)选择合适的设计方案，论证设计方案的合理性。

3)根据设计方案设计合适的电力拖动与控制系统的或运用电力拖动调速的控制系统的主电路和控制电路，并画出相应比较相尽得电路图。

4)进行相应的参数进算，包括电子元器件的参数的计算与选取。

5）软件设计至少要包含比较完整的软件设计流程图。

要求学生能独立完成课程设计内容。

达到本科毕业生应具有的基本设计能力。

三、课程教学的特色说明要求学生掌握一定的理论基础知识，同时具备一定的实践设计技能，并且能够电力拖动与控制系统课程中讲授的内容结合实际情况进行系统设计以及编程。

运动控制系统课程设计任务书一、基本情况学时：1周学分：1学分适应班级：自动化1201-1202二、进度安排本设计共安排1周，合计30学时，具体分配如下：实习动员及准备工作：2学时总体方案设计：4学时硬件设计：12学时撰写设计报告：8 学时答辩：4学时教师辅导：随时三、基本要求1、课程设计的基本要求运动控制系统课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。

其中理论设计又包括总体方案选择，硬件系统设计、硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。

2、课程设计的教学要求运动控制系统课程设计课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。

做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到2节以上，或者迟到、早退累计达到4次以上的学生，该课程考核按不及格处理。

在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。

课程设计的任务相对分散，每5-6名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。

小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。

但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过60%的课程设计考核按不及格处理。

四、设计题目及控制要求（根据自己的题目及其控制要求填写）题目：要求：五、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。

设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范。

设计报告的格式如下：1、封面2、摘要3、目录4、正文(1) 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；(2) 方案选择及论证；(3) 硬件电路设计及描述（包括硬件的选型及电路图、输入输出接线图等的设计）；5、心得体会6、参考文献不少于5篇。

六、考核方法运动控制系统课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。

运动控制系统课程设计（论文）撰写规范化要求为进一步统一、规范运动控制系统课程设计（论文）的格式，保证课程设计（论文）的质量，便利信息系统的收集、存储、利用、交流、传播，参照《中华人民共和国标准科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》和《中华人民共和国文后参考文献著录规则》的相关规定，特制订本要求。

1 课程设计（论文）课程设计（论文）是作者作为毕业与申请获得学士学位的重要依据，必须是作者本人独立完成的设计或研究成果，应具有自身的系统性和完整性。

课程设计（论文）应提供较先进的科技信息，其内容应有所发现、有所先进、有所创新，而不是重复、模仿抄袭前人的工作。

课程设计（论文）应采用最新颁布的汉语简化文字、符合《出版物汉字使用管理规定》，由作者在计算机上输入、编排、打印。

主体部分字数要求为6000字左右。

课程设计（论文）内容应正确、严谨、文字简练、层次分明、说理透彻，数据真实可靠。

2 编写要求2.1 页面要求设计或论文须用A4(210×297mm)标准大小的白纸单面打印（8页左右）。

页边距按以下标准设置：上边距为：30mm；下边距25mm；左边距和右边距为：25mm；装订线：10mm，左；页眉：16mm；页脚：15mm。

2.2 页眉页眉从目录页开始到论文最后一页，均需设置。

页眉内容：左对齐为“运动控制系统课程设计（论文）”，右对齐为各章章名。

打印字号为小5号宋体，页眉之下有一条下划线。

2.3 页脚从设计或论文主体部分（引言或绪论）开始，用阿拉伯数字连续编页，页码位于每页页脚的中部。

2.4 前置部分从目录页起可用罗马字母单独编页。

2.5 字体与间距设计或论文字体为小四号宋体，字间距设置为标准字间距，行间距设置为固定值20磅。

3 编写格式3.1 设计或论文章、节的编号按阿拉伯数字分级编号(见5.2.1)。

3.2 设计或论文的构成（按学位论文中先后顺序排列）前置部分：封面（见4.1、4.2）成绩表（见4.3）任务书（见4.4）目录页(见4.5)主体部分：引言（或绪论）(见5.3)正文(见5.4)结论(见5.5)参考文献(见5.6)附录(见6，必要时)4 前置部分4.1 封面封面格式详见《运动控制系统课程设计任务书及报告规范要求》，依次列示如下内容：重庆大学本科学生课程设计（论文）（小二号黑体，居中）设计或论文题名（二号黑体，居中）指导教师：（××××××××三号黑体，居中）学生：××××××××（三号黑体，居中）学号：××××××××（三号Times New Roman，居中）专业：××××××××（三号黑体，居中）班级：（三号黑体，居中）设计日期（三号Times New Roman，居中）4.2 成绩表详见《运动控制系统课程设计任务书及报告规范要求》。

以下设计任选其一做为自己的设计题目来完成设计一：逻辑无环流直流调试系统的设计。

（1）结合运动控制实验指导书中的MCLⅡ型实验台给出的直流电机参数，利用自己所学的数子电路或微机知识选择合适的逻辑控制环节构成一个数字双闭环逻辑无环流控制系统。

确定系统的设计方案。

（由于实验台的硬件限制可采用实验台上的模拟逻辑控制环节进行调试）（2）根据自己确定的方案进行理论结构设计及参数计算。

（3）对数字控制部分程序流程编写和程序实现。

（4）根据需要在实验台进行实验调试完成设计。

（5）完成设计报告书和总结。

设计二：设计低速直流电机调速系统（1）采用单片机或其他实验板设计数字控制的直流调速系统，要求，实时显示当前电机的转速，电动机可以双向调速，且电机最低转速应满足n≤nN/100。

（2）根据自己确定的方案进行理论结构设计及参数计算。

（3）对数字控制部分程序流程编写和程序实现。

（4）根据需要进行实验调试完成设计。

（5）完成设计报告书和总结。

设计三：变频调速系统SPWM控制环节的设计（1）变频调速系统SPWM的原理图的设计。

（2）利用电子线路及单片机设计对系统的各环节组成及参数进行设计。

（3）设计出硬件连接图和程控软件架构图。

（4）根据设计的方案完成实验调试，并记录参数对系统动态特性的影响。

（5）完成设计报告书和总结。

二、课程设计考核1、每位学生上交一份课程设计成果，其成果方式：实验设备上设计的系统或Protus仿真原理和源程序代码或微控板调速系统实物演示。

2、每位学生上交一份课程设计报告。

内容包括：设计说明、系统电路原理图、课程设计小结（认识及收获）。

3、随机抽取40%左右学生对设计内容质疑，学生对质疑问题进行答辩。

4、根据课程设计报告，质疑成绩、课程设计过程中的表现，由指导教师按五级记分制平定成绩。

运动控制系统课程设计专业：自动化设计题目：双闭环直流电机调速系统设计班级：学生：学号：11号指导教师：分院院长：教研室主任：电气工程学院一、课程设计任务书1.设计参数直流他励电动机：功率Pe ＝145KW ，额定电压Ue=220V ，额定电流Ie=733A,磁极对数P=2，ne=430r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=0.0015Ω,主电路总电阻R ＝0.036Ω，Ks=41.5，电磁时间常数TL=0.0734ms ，机电时间常数Tm=0.0926ms ，滤波时间常数Ton=Toi=0.01s ，过载倍数λ＝1.2，电流给定最大值 8V U im =*，速度给定最大值10V U n =* 2.设计容1）根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构形式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。

2） 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算。

3）驱动控制电路的选型设计。

4）动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR 调节器与ACR 调节器的结构形式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。

5） 绘制V —M 双闭环直流不可逆调速系统电器原理图，并研究参数变化时对直流电动机动态性能的影响。

3.设计要求：1）该调速系统能进行平滑地速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽地转速调速围（10D ≥），系统在工作围能稳定工作。

2）系统静特性良好，无静差（静差率2S ≤）。

3）动态性能指标：转速超调量8%nδ<，电流超调量5%i δ<，动态最大转速降810%n ∆≤~，调速系统的过渡过程时间（调节时间）1s t s≤。

4)系统在5%负载以上变化的运行围电流连续。

5)调速系统中设置有过电压、过电流保护，并且有制动措施。

6)主电路采用三项全控桥。

4. 课程设计报告要求 1）、要求在课程设计答辩时提交课程设计报告。

2）、报告应包括以下容： A 、系统各环节选型 主回路方案确定。

课程设计任务书系部：电气工程与自动化系专业：自动化班级：课程名称：运动控制系统设计题目1：异步电机直接转距控制系统设计内容：设计一个异步电动机直接转矩控制系统，给出直接转矩控制系统的基本组成和控制方案，利用MATLLAB建立了相应仿真模型，并进行了仿真研究。

设计要求：1.具备高可靠性。

2.满足实时性。

3.获得转矩的高动态性能。

4.尽可能减少逆变器的开关频率，减小定子电流、电磁转矩的脉动。

设计题目2：双闭环V-M调速系统中主电路、电流调节器及转速调节器的设计设计内容：设计一个双闭环V-M调速系统中主电路、电流调节器及转速调节器。

设计要求：1.电流稳态无误差，超调量不大于5%。

2.速度稳态无误差，超调量不大于10%。

设计题目3：三相交流电机SPWM变频调速系统设计内容：通过调研查找大量与本课题有关的资料，比较各种SPWM 波形产生的机制，进行细致的消化，探讨设计一种实用性、实时性、可操作性比较强的基于SPWM 理论的变频调速控制系统。

设计要求：1.在消化吸收的基础上，提出开环、多调制方式、低频电压补偿的控制策略。

2.根据给定的电机，选择合适的电力电子器件和其它元器件。

3.考虑合理的控制电路，突出变频调速系统的实时性要求，采用结构化的软件设计方法，设计控制程序。

设计题目4：带转速微分负反馈的双闭环直流调速系统设计内容：设计一个带转速微分负反馈的直流调速系统，要求利用晶闸管供电，整流装置采用三相桥式电路。

设计要求：1.系统具有过流、过压、过载和缺相保护。

2.触发脉冲有故障封锁能力。

3.对拖动系统设置给定积分器。

4.调速范围D=10，静差率S ≤ 5％。

5.稳态无静差，电流超调量σi ≤ 5%，启动额定转速时的转速退饱和超调量σn ≤ 10％。

设计题目5：十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计设计内容：设计一个十机架连轧机分部传动直流调速系统，主电路方案选择、直流电动机型号确定、控制电路设计、电流和速度调节器设计。

《运动控制》课程设计任务书一、设计题目直流电机PWM调速系统设计二、设计目的直流PWM调速系统由于具有开关频高，低速运行平稳，调速范围宽等优点，在直流调速领域里有相当广阔的发展前景。

学生通过对直流电机PWM调速系统设计，了解直流PWM调速系统的硬件构成，并进一步熟悉和掌握调速系统的工程设计方法（典型Ⅰ型和典型Ⅱ型设计方法），使学生具有一定的综合分析能力。

三、设计步骤和内容1．熟悉系统工作原理2．确定系统总体方案确定系统控制方案，并由设计要求确定硬件电路（功率转换电路、保护电路，给定环节，反馈电路等）。

3．依据系统设计要求确定系统控制方法（1）系统各环节建模，并依据各环节数学模型建立系统结构图（2）依据控制要求及系统结构图设计控制器（包括控制器结构选择、参数确定，控制器实现等）四、设计要求控制要求：（1）实现可逆运行；（2）调速范围D不小于10，静差率s不大于5%；（3）动态过渡过程时间t s≤0.15s，电流超调量σi≤5%，空载起动到额定转速时的转速超调σn≤10%。

五、设计说明书要求1、内容必须包括设计背景、系统组成（需绘出系统原理图）、系统各环节建模及系统模型、系统设计（调节器结构、参数设计及实现）、结束语、参考文献等部分。

2、书写要求结构合理，内容条理清晰，图表清楚，一律采用A4纸张书写。

3、封面：标题为《运动控制课程设计》说明书；且含“专业、班级、学号、姓名、指导教师、完成日期”各项内容。

六、设计有关参数选用直流电机，有关参数为：Pnom =100W，Unom=48V，Inom3.7A，nnom=200r/min，电枢电阻R a=6.5Ω，飞轮矩GD2=2.9。

电枢回路总电阻R=8Ω，电枢回路总电感L=40mH。

电源电压US=60V，给定值和调节器输出限幅均为10V。

七、时间安排集中设计时间为2周。

具体分配如下：设计任务书下达、教育 0.5天收集资料、了解系统工作原理，初步确定系统方案 1.5天系统各环节建模，并依据各环节数学模型建立系统结构图 2天系统设计 4天设计书编写及整理 2天。

运动控制系统（电力拖动自动控制系统）课程设计指导书成都大学电子信息工程学院自动化系2011年4月前言1、运动控制系统课程设计的目的与任务运动控制系统课程设计是运动控制系统（电力拖动自动控制系统）课程教学的一个环节，任务是通过课程设计使学生掌握运动控制系统设计（综合）的基本方法（工程设计方法），掌握调速系统工程设计的具体步骤和方法。

2、课程设计基本内容及要求本课程设计包括运动控制系统的工程设计方法、直流调速系统的设计和控制参数计算、调试系统和参数分析三部份内容。

要求掌握对调速系统进行测试和分析、操作和调试的基本方法、步骤和基本操作技能，具备对控制系统的调试和故障分析的能力。

设计说明书应对整个设计过程有清晰的说明, 包括设计过程说明、主回路设计说明、控制电路设计说明、调试说明，以及设计计算公式、计算数据、设计图表等内容。

3、适用专业本课程设计适用自动化专业，电气工程及自动化专业。

4、考核方式课程设计的考核成绩由平时成绩、设计计算和设计报告（包括设计测试）叁部分组成。

5、本课程设计指导书适用于“运动控制系统”或“电力拖动自动控制系统”等相关课程。

6、本课程设计指导书根据学校实验室配置的教学实验装置和专业教学要求编写。

谭健敏2011年4月一．课程设计任务1.1 课程设计题目采用工程设计方法设计转速电流双闭环直流调压调速系统。

1.2 课程设计的内容1)对被控直流电动机的参数进行测定；2)主回路设计；3)根据指标设计调速系统的调节器, 并选择各环节参数；4)按设计结果组成系统，在实验室用实验系统进行调试；5)研究参数变化对系统性能的影响；1.3 课程设计的主要技术参数1.3.1闭环控制系统性能要求1)调速范围D＝5；2)静差率 s ≤5％；3)起动时电流超调量σi ≤5％；4)在额定转速时的转速超调量σn ≤10％；5)动态速降≤10％；6)振荡次数≤2次；7)控制参数：R0=40/30/20/10kΩ； U*n = U*i = Uct = 10V；8)电流过载倍数λ=1.5。

《运动控制》课程设计任务书一、专业课程设计目的本课程设计实际是自动化专业学生学习完《运动控制》课程后，进行的一次全面的综合训练，其目的在于加深对电力拖动自动控制系统理论知识的理解和对这些理论的实际应用能力，提高对实际问题的分析和解决能力，以达到理论学习的目的,并培养学生应用计算机辅助设计和撰写设计说明书的能力。

二、课程设计内容及时间安排选题范围：课题一：转速、电流双闭环可逆直流脉宽调速系统设计课题二转速、电流双闭环可逆晶闸管直流调速系统设计课题三三相交流调压调速系统设计课题四恒压频比变频调速系统设计课题五矢量变换变频调速系统设计时间安排：14—17周，16学时(注：每周按4学时计)三、课程设计基本要求1．调速的方案选择(1) 电机的选择（选用运动控制实验室中的交、直流电机参数）；(2) 电动机供电方案的选择；(3）系统结构选择；(4）确定系统的总体结构框图2. 主电路的计算主电路中元器件参数的选择。

3. 驱动电路方案设计4. 控制电路参数设计(包括给定、反馈和系统稳态参数设计)5. 系统的动态设计主要是速度调节器和电流调节器的结构和参数设计。

6. 系统的计算机仿真研究要求采用面向电气原理图的MA TLAB仿真方法。

四、设计提交的成果材料⑴设计说明书一份，与任务书一并装订；⑵仿真模型和仿真结果清单。

五、设计说明书格式要求1. 封面包括：课程设计题目、姓名、学号、班级、指导教师、完成日期。

2.目录正文前必须要有目录。

3.正文⑴题目及技术要求⑵系统方案和总体结构⑶系统工作原理简介⑷具体设计说明：包括主电路和控制电路等⑸设计评述⑹参考文献（5篇以上）4.论文格式要求封面格式见附件。

排版格式：A4 纸打印，正文用小四号宋体，版面上空2.2cm，下空2.2cm，左空2.5cm(包括装订线)，右空2.5cm，行距固定值，22磅。

内容层次与字体、字号的要求：第一层次题序和标题用小二号黑体，题序和标题之间空两个字，不加标点；第二层次题序和标题用小三号黑体，与上下文这间空一行（行距12）；题序和标题之间空1个字，不加标点（下同）；第三层次题序和标题用四号黑体字；第四层次及以下题序和标题均用小四号黑体字。

《运动控制》课程设计任务书一、设计题目转速、电流双闭环调速系统二、设计目的转速、电流双闭环调速系统，因使系统具有良好的静、动态性能，比单闭环具有更优越的性能，其控制理念在调速领域已经得到了越来越广泛的认同与应用。

通过对该系统的设计，进一步熟悉和掌握转速、电流双闭环调速系统设计中的工程设计方法，并使学生具有一定的综合分析能力。

三、设计步骤和内容1．熟悉系统工作原理2．选定系统硬件设计方案按设计要求选择系统的硬件电路（主电路、功率转换电路、滤波电路、各种保护电路、给定环节和反馈环节电路等）3．建立系统动态模型，并控制要求进行控制器的设计四、设计要求控制需使系统满足下列指标：（1）调速范围D>10（2）静差率s<5%（3）电流超调量σi<5%（4）空载起动到额定转速的超调量σn<10%，调整时间t s<1s（5）当负载变化20%的额定值，电网波动10%额定值时，最大动态速降<10%，动态恢复时间<0.3s五、设计说明书要求设计说明书要求结构合理，内容条理清晰，图表清楚，一律采用A4纸张书写。

内容除必须含盖设计步骤和设计内容外，最后还应包括设计体会、参考文献等内容。

六、设计有关参数已知直流电动机：7.5W，220V，40.8A，1500r/min，电枢电阻Ra=0.398Ω，电枢回路总电阻R=1.64Ω，GD2=3.82N•m，采用三相桥试整流电路，放大倍数为Ks=40；给定电压和调节器限幅电压均为8V，电流滤波按1ms选择，转速滤波按5ms选择。

七、时间安排集中设计时间为1周。

具体分配如下：熟悉系统工作原理，选定设计方案 0.5天确定系统组成 0.5天系统各环节建模，依据各部分模型建立系统方框图 1.5天系统设计 1.5天设计书整理 1天单元电路的设计给定信号电路的设计下面的是我以前做的，上面的是我给你的资料里的！你看着帮我弄电枢回路电磁时间常数：(1)(51)*0.196*0.136*0.09517.8222*5*0.05*1.64*0.704e m N n h C T K h RT βα∑++===检查对电源电压的抗扰性能：0.014590.0027L i T s T s∑==，参照典型I 型系统动态max *80.0051500nm U a n === **80.196240.8im im dm N U U I I β====0.014sACR 的比例系数为：185.19*0.674*1.640.544.8*0.196i i i K R K Ks τβ=== 4.检验近似条件电流环截止频率：1185.19ct i w K s -== 机电时间常数：0.095Tm =00.54*4021.6i i R K R k k ==Ω=Ω 取3.80k Ω取0.64uF i 40.1oio oT C uF R == 取0.1uFi 0.64i i C uF R τ==i 22040.8*0.3950.1361500N N N U I R C I --=== ASR 的比例系数：(1)(51)*0.196*0.136*0.09517.8222*5*0.05*1.64*0.704e m N n h C T K h RT βα∑++===取2*517.82*82**0.01040.3095181.196*02*()1*n n n im dl h K U t T h U β∑==+-≈+-I 则：n 17R K K =Ω=Ω取713K Ω30.0520.07713*10nn n C uF R τ=== 取0.07uF 40304*0.0050.540*10Tn n C uF R === 取0.5uF()max 4920.07042()2*81.2%** 5.83%10%*15000.095N n n b m C n T C n T σλ∑Z =-==< 40.8*1.6449.20.186IdnR N Cn n === 能满足设计要求。