电气传动自动控制系统课程设计

电气传动控制系统课程设计解密版|电气传动控制系统电气传动控制系统课程设计一、引言 MATLAB作为一个强大的数学及仿真软件，在科研与工程中被广泛使用。

对于我们自动化系的学生而言，不论是专业发展、学术科研还是今后参加工作，认真学习MATLAB都是有很大必要的。

利用MATLAB/Simulink验证“直流电动机转速/电流双闭环PID控制方案”可以熟悉MATLAB以及Simulink的使用方法，并掌握利用MATLAB分析控制系统性能的技巧。

二、实验原理与建模 1.系统建模 (1) 额定励磁下的直流电动机的动态数学模型图1给出了额定励磁下他励直流电机的等效电路，其中电枢回路电阻R和电感L包含整流装置内阻和平波电抗器电阻与电感在内，规定的正方向如图所示。

图1 直流电动机等效电路由图1可列出微分方程如下：（主电路，假定电流连续）（额定励磁下的感应电动势）（牛顿动力学定律，忽略粘性摩擦）（额定励磁下的电磁转矩）定义下列时间常数：——电枢回路电磁时间常数，单位为s；——电力拖动系统机电时间常数，单位为s；代入微分方程，并整理后得：式中，——负载电流。

在零初始条件下，取等式两侧得拉氏变换，得电压与电流间的传递函数（1）电流与电动势间的传递函数为（2） a) b) c) 图 2 额定励磁下直流电动机的动态结构图 a) 式（1）的结构图 b)式（2）的结构图 c)整个直流电动机的动态结构图 (2) 晶闸管触发和整流装置的动态数学模型在分析系统时我们往往把它们当作一个环节来看待。

这一环节的输入量是触发电路的控制电压Uct，输出量是理想空载整流电压Ud0。

把它们之间的放大系数Ks看成常数，晶闸管触发与整流装置可以看成是一个具有纯滞后的放大环节，其滞后作用是由晶闸管装置的失控时间引起的。

下面列出不同整流电路的平均失控时间：表 1 各种整流电路的平均失控时间（f=50Hz）整流电路形式平均失控时间Ts/ms 单相半波 10 单相桥式（全波） 5 三相全波 3.33 三相桥式，六相半波1.67 用单位阶跃函数来表示滞后，则晶闸管触发和整流装置的输入输出关系为按拉氏变换的位移定理，则传递函数为（3）由于式（3）中含有指数函数，它使系统成为非最小相位系统，分析和设计都比较麻烦。

电气控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握电气控制系统的基本组成、工作原理及分类。

2. 学会分析电气控制线路图，并能进行简单的控制线路设计。

3. 掌握常见电气控制设备的使用方法和维护技巧。

技能目标：1. 能够运用所学知识，对实际电气控制系统进行故障排查和分析。

2. 培养动手实践能力，完成简单的电气控制线路搭建和调试。

3. 提高团队协作和沟通能力，通过小组合作完成课程设计任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电气控制技术的兴趣，激发学习热情。

2. 增强学生的安全意识，养成良好的操作习惯。

3. 培养学生的创新意识和实践精神，提高解决问题的能力。

课程性质：本课程为实践性较强的专业课，以理论教学为基础，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生为高中年级，具备一定的物理和数学基础，对电气控制系统有一定了解，但实践操作经验不足。

教学要求：结合课程性质、学生特点，明确以下教学要求：1. 理论联系实际，注重实践操作，提高学生的动手能力。

2. 采用案例教学，激发学生兴趣，提高学生的参与度。

3. 强化团队合作，培养学生沟通协作能力。

4. 注重过程评价，关注学生个体差异，提高教学质量。

二、教学内容1. 电气控制系统的基本概念与分类- 介绍电气控制系统的定义、组成及分类。

- 教材章节：第一章第一节2. 电气控制系统的基本元件- 分析接触器、继电器、按钮、开关等控制元件的作用及原理。

- 教材章节：第一章第二节3. 电气控制线路图的绘制与分析- 学习电气控制线路图的绘制方法，掌握分析技巧。

- 教材章节：第二章第一节4. 常见电气控制电路的设计与搭建- 介绍启停控制、正反转控制、多地控制等电路的设计方法。

- 教材章节：第二章第二节5. 电气控制设备的选用与维护- 讲解常用电气控制设备的选择标准，了解维护保养方法。

- 教材章节：第三章第一节6. 电气控制系统的故障分析与排查- 学习故障分析方法，提高故障排查能力。

课程设计任务书2012～2013学年第一学期学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：一、课程设计题目：直流调速系统设计及仿真和交流调速系建模与仿真二、课程设计内容（含技术指标）1．设计目的及要求《电气传动课程设计》是继“电气传动控制系统”课之后开设的实践性环节课程。

由于“控制系统”课程本身是一门理论深、综合性强的专业课，单是学习理论而不进行实践将不利于知识的接受及综合应用。

为了培养学生的实践能力，而设置电气传动控制系统的课程设计。

它将起到从理论过渡到实践的桥梁作用。

通过该环节训练，达到下述教学目的：1、通过课程设计，使学生进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课方面的基本知识、基本理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。

2、通过课程设计，让学生独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计工作，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，达到培养学生综合应用所学知识能力、培养学生实际查阅相关设计资料能力的目的、培养学生工程绘画和编写设计说明书的能力。

3、通过课程设计，提高学生理论联系实际，综合分析和解决实际工程问题的能力。

通过课程设计，使学生理论联系实际，以实际系统作为实例，对系统进行分析设计，掌握控制系统设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范、设计步骤方法及系统调试步骤。

并提高正确查阅和使用技术资料、标准手册等工具书的能力，提高独立分析问题、解决问题及独立工作的能力。

通过设计培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风。

培养学生的创新意识和创新精神，为今后走向工作岗位从事技术打下良好基础。

2．课程设计基本要求本课程设计应根据设计任务书以设计技术规程及规定进行。

1、根据设计课题的技术指标和给定条件，能独立而正确地进行方案论证和设计计算，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。

2、要求掌握直流调速系统的设计内容、方法、步骤和交流调速系统建模与仿真。

3、学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数。

电气传动课程设计班级：06111102姓名：***学号：73其它小组成员：余德本梁泽鹏王鹏宇2014．10．2摘要本次课程设计要求设计并调试出直流双闭环调速系统。

通过搭建电流环（内环）和转速环（外环）使系统稳态无静差，动态时电流超调量小于5%，并且空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。

系统的驱动装置选用晶闸管，执行机构为直流伺服电动机。

本文首先明确了课程设计任务书，对其中的相关概念进行分析。

之后对课题的发展状况进行调研，了解双闭环调速系统在现代工业中的应用意义和价值。

然后对实验条件作了详细介绍，包括实验台各个组成部分以及实验设备的选型和工作原理。

以上内容均为课程设计准备工作，之后重点记录了实验的测试、仿真和调试过程。

其中，测试部分详细介绍了各个电机参数和系统参数测试方法和数据结果，并利用这些数据计算调节器的参数；仿真部分利用matlab软件通过已经求得的参数得出计算机仿真结果，并观察是否满足任务书要求；调试部分是核心，给出了现场调试全部过程并配以图片加以说明。

文章最后给出测试结果从而得出结论，并论述了实验注意事项并加以总结。

转速电流双闭环直流调速系统是性能优良，应用广泛的直流调速系统,，它可以在保证系统稳定性的基础上实现转速无静差，并且具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点。

转速电流双闭环直流调速系统的控制规律、性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础，值得更加深入的学习研究。

目录目录错误!未定义书签。

一、课程设计任务书错误!未定义书签。

二、课题的发展状况研究意义错误!未定义书签。

三、设备选型错误!未定义书签。

四、实验台简介错误!未定义书签。

五、参数测试错误!未定义书签。

六、参数设计错误!未定义书签。

七、系统调试错误!未定义书签。

八、系统测试结果错误!未定义书签。

九、实验室安全及实验过程注意事项错误!未定义书签。

十、总结和心得体会错误!未定义书签。

参考文献错误!未定义书签。

电⽓传动控制系统课程设计⽬录第1篇直流电动机调速系统的设计⽬录 (1)1 前⾔ (2)1.1 研究背景及意义 (2)2 总体结构设计和系统⽅案选择 (3)2.1总体结构设计 (3)2.2调速⽅案的选择 (3)3主电路设计与参数计算 (5)3.1整流变压器的设计 (5)3.2晶闸管元件的选择 (7)3.3晶闸管保护环节的计算 (8)3.4平波电抗器的计算 (9)3.5励磁电路元件的选择 (11)4 触发电路选择 (12)4.1 晶闸管触发⽅法 (12)5 双闭环的动态设计和校验 (15)5.1电流调节器的设计和校验 (15)5.2 转速调节器的设计和校验 (16)6 控制电路的设计与计算 (18)6.1 给定环节的选择 (18)6.2 控制电路的直流电源 (18)6.3 反馈电路参数的选择与计算 (19)7 直流调速系统电⽓原理总图 (20)8 系统MATLAB仿真 (21)8.1 系统的建模与参数设置 (21)8.2 系统仿真结果的输出及结果分析 (22)第2篇交-交变频调速系统建模及仿真9 交-交变频调速系统建模与仿真 (23)9.1 交-交变频调速原理 (23)9.2 逻辑切换装置DLC封装 (23)9.3 逻辑⽆环流单相交-交变频器的建模及仿真 (24)9.4 异步电动机交-交变频器调速系统的建模与仿真 (25)10 课程⼩结 (26)11 参考⽂献 (27)1湖北理⼯学院课程设计报告摘要本⽂实现了转速电流双闭环直流调速系统的设计，实验结果可以准确直观的观察转速-电流双闭环调速系统的启动过程，可⽅便的设计各种不同的调节器参数及控制策略并分析其多系统性能的影响，取得了很好的效果。

但怎样处理好转速控制和电流控制之间的关系呢？经过反复研究和实践，终于发现，如果在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，两者之间实⾏串联连接，即以转速调节器的输出作为电流调节器ACR的输⼊，再⽤电流调节器的输出作为晶闸管触发装置的控制电压，那么这两种调节作⽤就能互相配合，相辅相成了。

课程设计任务书一、课程设计概述电气传动技术课程是本专业的一门专业课，主要讲述交、直流电动机原理及其应用，是一门实践性很强的课程，通过电气传动技术的课程设计，掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。

课程设计模拟工厂常用的生产流水线，设计一条电动机驱动的输送带，根据加工工艺要求，在输送带上的工件大小和重量是变化的，输送的位置和距离根据不同的要求，有所变化，要求正确的选择电动机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件，需要采取的措施。

二、课程设计任务有一条生产流水线的输送带如下图所示，在装料点0，按生产节拍依次装上各种电动机的零配件：A转子、B定子、C前端盖、D后端盖、E底座。

分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。

输送带采取带上无零配件的空载启动，在传送中，自动控制系统使输送带上始终只有一个零配件，而且两个零配件传送过程中无间隔、停顿。

各种零配件依次送完后，再重复循环传送，…。

传动系统设计参数：空载负载力矩T L0 ＇= 1000N·m输送带的输送速度ν= 7.5m/min；输送带的加速度dv/dt = 0.05m/s2；电源供电电压3相380V、变压器容量13Kva电压波动安全系数0.75。

传动系统的减速装置第一级采用减速采用皮带轮，第二和第三级采用齿轮减速箱，参数见表1：工艺要求送料的次序和位置见表2：假设四极交流电动机转速1470 r/min 、六极970 r/min ，功率以0.1Kw 分档，Tst/T N =1.2，Tmax/T N =2，电源电压波动安全系数0.75。

（计算中保留两位小数点）三、课程设计要求根据输送机的启动和送料过程中给出的阻力矩和飞轮转矩，在保证启动过程和送料过程中系统要求的速度和加速度的条件下，设计、计算所需的电动机力矩，然后分析负载特性，选择电动机的工作制，确定电动机的额定功率、转速，最后在车间供电条件下，以及可能出现的供电电压不稳的特殊情况下，选择电动机的类型、电压、启动方式。

《电气传动课程设计》总结报告
本次电气传动课程设计的主题是设计一个电气传动系统。

在设计过程中，我们首先对电气传动的基本概念和原理进行了学习和研究，了解了电机、传动装置、控制器等方面的知识。

然后，我们选择了一台电机作为设计的核心部件，并根据设计要求和目标确定了传动装置的类型和参数。

在传动系统的设计中，我们考虑了传动比、功率传输、效率和可靠性等因素，选择了合适的传动装置。

接下来，我们根据传动装置的参数确定了控制器的类型和控制算法。

我们选择了闭环控制方式，并采用了PID控制算法来控制电机的转速和输出功率。

在整个设计过程中，我们遇到了一些问题和困难。

例如，在选择传动装置和控制器时，我们需要考虑多个因素，并进行大量的计算和分析。

此外，我们还需要对传动系统进行动力学分析和性能评估，以确保设计的可靠性和稳定性。

最后，在设计完成后，我们进行了实验验证和性能测试。

通过对电机的转速、负载能力、功率传输和效率等指标进行测试，我们得到了设计方案的性能数据，并与设计要求进行了对比和分析。

综上所述，本次电气传动课程设计使我们更加深入地了解了电气传动的基本原理和设计方法。

通过实际设计和测试，我们不
仅提高了实践能力，还加深了对电气传动系统的理解和应用。

这对我们今后的学习和工作都具有积极的意义。

电气自动化控制系统及设计（第一篇：概述）一、电气自动化控制系统的基本概念电气自动化控制系统，是指利用电气元件、电子器件、计算机技术、网络通信技术等，对生产过程、机械设备等进行自动监测、控制、调节和保护的系统。

它以提高生产效率、降低劳动强度、保证产品质量、节约能源、改善生产环境为目标，广泛应用于国民经济的各个领域。

二、电气自动化控制系统的主要组成部分1. 控制器：控制器是电气自动化控制系统的核心，负责对整个系统进行指挥、协调和监控。

常见的控制器有可编程逻辑控制器（PLC）、工业控制计算机（IPC）等。

2. 执行器：执行器接收控制器的指令，对生产设备进行操作，如电动机、气动元件、液压元件等。

3. 传感器：传感器用于实时监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、位置等，并将这些参数转换为电信号传输给控制器。

4. 通信网络：通信网络将控制器、执行器、传感器等设备连接起来，实现数据传输和共享。

5. 人机界面（HMI）：人机界面用于实现人与控制系统的交互，包括参数设置、数据显示、故障诊断等功能。

三、电气自动化控制系统设计原则1. 安全性：在设计过程中，要充分考虑系统的安全性，确保生产过程中的人身安全和设备安全。

2. 可靠性：系统设计应保证在各种工况下都能稳定运行，降低故障率。

3. 灵活性：系统设计要具有一定的灵活性，便于后期升级和扩展。

4. 经济性：在满足生产需求的前提下，尽量降低系统成本，提高投资回报率。

5. 易操作性：系统设计要考虑操作人员的技能水平，使操作简便、直观。

电气自动化控制系统及设计（第二篇：设计方法与技术）四、电气自动化控制系统的设计方法1. 需求分析：在进行系统设计前，要充分了解生产过程的需求，包括工艺流程、设备性能、控制要求等，为后续设计提供依据。

2. 系统方案设计：根据需求分析结果，制定系统方案，包括选择合适的控制器、执行器、传感器等设备，以及确定通信网络和人机界面。

3. 控制逻辑编程：根据生产工艺要求，编写控制程序，实现对设备的自动控制。

电气自动化技术专业自动控制原理课程优秀教案范本PLC控制系统设计与应用电气自动化技术专业自动控制原理课程优秀教案范本——PLC控制系统设计与应用一、引言自动控制是电气自动化技术专业中的重要课程，它涉及到自动化系统的设计、开发和应用。

PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常见的自动化控制设备，在现代工业生产中扮演着重要的角色。

本教案旨在介绍PLC控制系统的设计与应用，使学生们能够理解PLC的工作原理，掌握PLC的编程和调试技巧，并能够独立设计和应用PLC控制系统。

二、基本概念1. 可编程逻辑控制器（PLC）的定义与作用可编程逻辑控制器（PLC）是一种专用计算机，用于控制生产过程中的各种自动化设备，如电机、传感器和执行器等。

PLC通过接收输入信号，根据预设的程序进行逻辑运算，并输出控制信号，从而实现对各种工业设备的自动控制。

2. PLC控制系统的组成PLC控制系统由输入模块、输出模块、中央处理器（CPU）和编程设备组成。

输入模块用于接收外部信号，输出模块用于输出控制信号，CPU负责执行逻辑控制程序，编程设备用于编写、调试和下载控制程序。

三、PLC控制系统的设计与应用1. PLC编程语言PLC控制系统使用多种编程语言进行程序编写，常见的有梯形图、指令表和结构化文本等。

学生们应该熟悉这些编程语言的基本语法和使用方法，以便能够根据实际需求编写出正确的控制程序。

2. PLC控制系统的设计步骤PLC控制系统的设计包括需求分析、硬件选型、电路设计、程序编写和系统调试等步骤。

学生们应该学会根据实际需求进行系统设计，选用适当的硬件设备，并能够按照设计流程进行电路设计和程序编写。

3. PLC控制系统的应用案例PLC控制系统广泛应用于各个领域，如工厂自动化、交通管制、环境监测等。

学生们可以通过学习相关案例，了解PLC在实际应用中的具体功能和效果，从而增强对PLC的理解和应用能力。

四、实验教学安排1. 实验目标通过实验，使学生们能够熟悉PLC的基本操作，掌握PLC编程和调试的技巧，并能够独立完成简单的PLC控制系统设计和应用。

电气及控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电气及控制系统的基本原理和组成，理解各部分功能及其相互关系。

2. 使学生了解常见电气设备的工作原理，如电机、传感器、执行器等。

3. 让学生掌握基本的控制算法，如PID控制，并了解其在实际系统中的应用。

技能目标：1. 培养学生运用电气及控制理论知识分析实际问题的能力。

2. 提高学生设计简单的电气及控制系统的能力，包括电路图绘制、参数计算等。

3. 培养学生运用相关软件（如CAD、MATLAB等）进行电气及控制系统仿真和调试的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电气及控制系统的学习兴趣，培养其探究精神和创新意识。

2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同解决问题。

3. 增强学生对我国电气及控制技术发展的了解，提高民族自豪感和使命感。

课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。

学生特点：学生已具备一定的电气及控制基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求：注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合运用能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 电气及控制系统基本原理：包括电路基础、电机原理、传感器与执行器等，参考教材第二章内容。

2. 常见电气设备及其控制：分析各类电机、传感器和执行器的控制方法，结合教材第三章实例进行讲解。

3. 控制算法及应用：介绍PID控制算法及其在电气控制系统中的应用，结合教材第四章进行教学。

4. 电气及控制系统设计：讲解电气控制系统设计流程、电路图绘制和参数计算，参考教材第五章内容。

5. 仿真与调试：教授学生使用CAD、MATLAB等软件进行电气及控制系统仿真和调试，结合教材第六章实例进行操作演示。

教学大纲安排：第一周：电气及控制系统基本原理第二周：常见电气设备及其控制第三周：控制算法及应用第四周：电气及控制系统设计第五周：仿真与调试教学内容进度：第一周：完成第二章内容学习第二周：完成第三章内容学习第三周：完成第四章内容学习第四周：完成第五章内容学习，并进行课堂实践第五周：完成第六章内容学习，进行仿真与调试操作练习教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节和实际案例，使学生能够逐步掌握电气及控制系统的相关知识。

电气自动化系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电气自动化系统的基础知识，掌握其基本组成、工作原理及关键参数。

2. 学会分析典型电气自动化系统的控制策略，理解不同类型传感器、执行器的功能及适用场合。

3. 掌握电气自动化系统设计中涉及的数学模型和计算方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的电气自动化系统，进行系统仿真和分析。

2. 培养学生动手实践能力，学会使用相关软件工具进行电气自动化系统的设计和调试。

3. 提高学生团队协作和沟通能力，能够就电气自动化系统设计问题进行有效讨论和交流。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电气自动化技术的兴趣和热情，激发学生主动探究新知识的精神。

2. 增强学生的环保意识，认识到电气自动化技术在节能减排方面的重要作用。

3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程意识，提高学生的职业素养。

本课程旨在帮助学生掌握电气自动化系统的基本知识，培养实际设计和操作能力，同时注重培养学生的情感态度价值观，使学生在知识、技能和情感方面得到全面发展。

针对高年级学生的特点和教学要求，课程目标具体、可衡量，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 电气自动化系统概述：包括电气自动化系统的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势。

教材章节：第一章 电气自动化系统概述2. 电气自动化系统组成：学习传感器、执行器、控制器等主要组成部分及其工作原理。

教材章节：第二章 电气自动化系统组成3. 控制策略与算法：分析常见的控制策略（如PID控制、模糊控制等）及其在电气自动化系统中的应用。

教材章节：第三章 控制策略与算法4. 电气自动化系统设计方法：学习电气自动化系统设计的基本步骤、原则和方法。

教材章节：第四章 电气自动化系统设计方法5. 电气自动化系统仿真：掌握使用相关软件工具（如MATLAB/Simulink）进行电气自动化系统的建模、仿真和调试。

教材章节：第五章 电气自动化系统仿真6. 实践案例分析：分析典型电气自动化系统案例，使学生学会将理论应用于实际工程问题。

电力传动系统的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电力传动系统的基础知识，掌握电机的工作原理及其类型。

2. 学生能描述电力传动系统中的能量转换过程，了解电力传动在工业及日常生活中的应用。

3. 学生能掌握电力传动系统中关键参数的计算方法，例如电流、电压、功率等。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析和解决电力传动系统中的简单问题。

2. 学生能够操作简单的电力传动模型，进行数据收集和系统性能分析。

3. 学生通过小组合作，设计并搭建一个小型的电力传动系统模型，提升动手实践能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电学知识的兴趣，增强对物理学习的积极态度。

2. 学生在探索电力传动系统的过程中，培养创新意识，增强解决实际问题的信心。

3. 学生通过了解电力传动系统对环境保护和资源利用的影响，形成节能减排和可持续发展的意识。

课程性质：本课程为实践性强的学科课程，旨在通过理论与实验相结合的方式，加深学生对电力传动系统知识的理解和应用。

学生特点：考虑到学生所在年级的特点，课程内容设计将结合学生的认知水平，注重启发式教学，鼓励学生探究和思考。

教学要求：课程强调理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和团队合作精神。

通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在学习过程中能够不断检验自身的学习效果，以达到预期的教学目的。

二、教学内容本课程依据课程目标，结合课本第四章《电力传动系统》内容，组织以下教学安排：1. 理论知识：- 电机工作原理及类型：涵盖直流电机、交流电机的基本原理和结构特点。

- 电力传动系统组成：介绍发电、输电、配电及用电的基本环节。

- 能量转换与损耗：分析电力传动过程中能量的转换和损耗情况。

2. 实践操作：- 电力传动模型制作：学生分组制作简易电力传动模型，了解各部件作用。

- 系统性能测试：通过实际操作，测试电力传动系统的性能，收集并分析数据。

3. 教学大纲：- 第一周：电机工作原理及类型，介绍电力传动系统基本概念。

电气传动课程设计摘要：综述了一种在给定系统设备的情况下，设计并调试双闭环直流调速系统使其满足要求的性能指标的工程方法。

主要包括原始设备参数的测量、系统模型的建立及简化处理、调节器的设计与仿真、系统的综合调试。

重点记录了双闭环调速系统调试与测试的过程及结果，从初期的实验设计，参数测定，到软件仿真和最终的实际硬件调试等，最终得到符合要求的双闭环调速系统。

直流电动机具有优良的起动，制动和调速性能。

尽管近年来直流电动机不断受到交流电动机及其它电动机的挑战，但至今直流电动机仍然是大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制首选。

因为它具有良好的线性特性，优异的控制性能，高效率等优点。

直流调速仍然是目前最可靠，精度最高的调速方法。

有效地控制电机，提高其运行性能，对国民经济具有十分重要的现实意义。

关键字：双闭环调速参数设计MATLAB仿真目录1、课程设计任务书 (1)2、课题的发展状况研究意义 (1)3、设备选型 (1)4、实验台简介 (2)5、参数测试 (4)6、参数设计 (6)7、系统仿真调试 (8)8、系统测试结果 (11)9、实验室安全及实验过程注意事项 (12)10、总结 (12)附录一：试验中遇到的问题及解决办法 (13)附录二：小组分工 (13)1、课程设计任务书内容：设计并调试直流双闭环调速系统。

硬件结构：电流环与转速环（两个PI调节器）。

驱动装置：晶闸管整流装置。

执行机构：直流电机。

性能指标：稳态：无静差。

动态：电流超调量小于5%；空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。

2、课题的发展状况研究意义调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。

目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。

早在20世纪40年代采用的是发电机－电动机系统，又称放大机控制的发电机－电动机组系统。

这种系统在40年代广泛应用，但是它的缺点是占地大，效率低，运行费用昂贵，维护不方便等，特别是至少要包含两台与被调速电机容量相同的电机。

自动控制系统课程设计课题名称单位负反馈系统的校正设计专业班级学号姓名所在院系完成日期12月01日目录一、设计目的----------------------- 2二、设计任务与要求 ------------------- 32.1设计任务------------------------ 32.2设计要求------------------------ 3三、设计方法步骤及设计校正构图 ---------- 33.1校正前系统分析-------------------- 3 3.2校正方法------------------------ 6 3.3校正装置------------------------ 63.4校正后系统分析-------------------- 7四、课程设计小结与体会 --------------- 10五、参考文献----------------------- 11 一、设计目的1. 掌握控制系统的设计与校正方法、步骤。

2. 掌握对系统相角裕度、稳态误差和穿越频率以及动态特性分析。

3. 掌握利用MATLAB 对控制理论内容进行分析和研究的技能。

4. 提高分析问题解决问题的能力。

二、设计任务与要求2.1设计任务设单位负反馈系统的开环传递函数为：)12.0)(11.0()(++=s s s ks G用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态和静态性能：1) 相角裕度︒≥35'r ； 2) 系统的速度误差系数8=v k ； 2.2设计要求1) 分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后－超前校正。

2) 详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode 图，校正装置的Bode图，校正后系统的Bode 图）。

3) 用MA TLAB 编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）。

4) 校正前后系统的单位阶跃响应图。

三、设计方法步骤及设计校正构图3.1校正前系统分析校正前系统的开环传递函数为： )12.0)(11.0()(++=s s s ks G校正要求:︒≥'35r ;8=v k ，由此可知k=8;所以系统的开环传递函数为)12.0)(11.0(8)(++=s s s s G首先利用MATLAB 中的simulink 命令画出校正前结构图:1) 单位阶跃响应分析先求出其闭环传递函数 1003.002.08)(1)(23+++=+=Φs s s s G s G ；在MATLAB 中编写如下程序：num=[8];den[0.02，0.3，1，8]; g=tf(num,den);title(‘单位阶跃响应图’)； step(g); grid 运行后：由上图可以看出，系统在阶跃输入下还是可以稳定输出的，但是开始时振荡比较大，超调量也比较大，系统的动态性能不佳。