电力拖动与控制课程设计

题目: 单闭环不可逆直流调速系统设计1 技术指标电动机参数: PN=3KW, nN=1500rpm, UN=220V,IN=17.5A,Ra=1.25 。

主回路总电阻R=2.5, 电磁时间常数Tl=0.017s, 机电时间常数Tm=0.075s。

三相桥式整流电路, Ks=40。

测速反馈系数=0.07。

调速指标: D=30, S=10%。

2 设计规定（1）闭环系统稳定（2）在给定和扰动信号作用下, 稳态误差为零。

3 设计任务（1）绘制原系统旳动态构造图；（2）调整器设计；（3）绘制校正后系统旳动态构造图；（4）撰写、打印设计阐明书。

4 设计阐明书设计阐明书严格按**大学毕业设计格式书写,所有打印.此外,设计阐明书应包括如下内容:(1)中文摘要(2)英文摘要目录第一章中文摘要 ············································································错误!未定义书签。

第二章英文摘要 ············································································错误!未定义书签。

电力拖动自动控制系统课程设计设计目的本课程设计旨在让学生掌握电力拖动自动控制系统的基本原理和设计方法，通过实际操作和仿真，深化对电力拖动自动控制系统的理解和应用。

设计背景电力拖动自动控制系统被广泛应用于各种工业设备和交通工具中，通过自动电控技术实现设备的高效、安全和稳定运行。

本课程设计旨在让学生通过实际操作和仿真，深化对电力拖动自动控制系统的理解和应用。

设计内容本课程设计包括以下三个部分：1. 电力拖动自动控制系统的原理本部分主要介绍电力拖动自动控制系统的基本原理，包括：•电力拖动系统的结构和组成•电力拖动系统的各种传感器和执行器的工作原理•电力拖动系统的信号处理和控制方法2. 电力拖动自动控制系统的实际操作本部分主要介绍电力拖动自动控制系统的实际运行和操作方法，包括：•电力拖动系统的系统参数和性能测试•电力拖动系统的PID控制器的参数设置和校准•电力拖动系统的自动控制模式的设置和调试3. 电力拖动自动控制系统的仿真本部分主要介绍电力拖动自动控制系统的仿真和模拟方法，包括：•电力拖动系统的MATLAB/Simulink仿真模型的建立和调试•电力拖动系统的虚拟仿真平台的使用和应用案例分析设计流程本课程设计的流程如下：1.学习电力拖动自动控制系统的基本原理和相关知识。

2.利用实际设备进行电力拖动自动控制系统的实际操作和调试。

3.利用MATLAB/Simulink软件进行电力拖动自动控制系统的仿真模拟。

4.根据仿真结果进行电力拖动自动控制系统的优化和改进。

设计要求本课程设计的要求如下：1.学生需要按要求完成每个部分的实验和作业。

2.学生需要完成一份课程设计报告，内容应涵盖各个部分，报告格式为Markdown文本格式。

3.学生需要在规定时间内提交课程设计报告，否则视为未完成课程设计。

设计评价本课程设计的评价主要考核以下方面：1.学生是否达到了课程设计目的和要求。

2.学生对电力拖动自动控制系统的掌握程度和应用能力。

《电力拖动与控制》课程设计大纲课程编号：20053224适用专业：机电一体化设计周数：2周电力拖动与控制是机电控制工程中两个密不可分的设计领域。

电力拖动中所规定的电机功能、操作规程、设备结构原理等，都要通过每一项具体的控制设备的功能来实现。

因此，机电工程、机电一体化专业的同学在从事电力拖动与控制设计时，一定要充分了解电机理论,设计方法和基本形式及数据，从而给控制设计以更准确的原则性指导，共同完成城机电控制工程的预定目标。

一、设计目的本课程设计训练是针对同学们在本学期所学的《电力拖动与控制》一课而进行的。

是为了让同学们在通过理论知识的学习后，能够把专业课知识和解决实际问题结合起来，锻炼同学们的思考能力。

在做本课程设计时，同学们通过查阅大量的电机拖动与控制系统资料，阅读有关电机与控制知识和典型示范的设计思想和原理，及时了解在拖动与控制设计方面的最新发展动态；同时，也会收集到大量的拖动与控制设计资料，积累起丰富的设计素材。

本课程设计也是为了培养学生们的动手、动脑能力，使他们充分发挥自己的想象力，大胆发挥自己的个人才智，设计出既功能合理，又经济实用的完善作品。

通过本课程设计的训练，使学生们进一步巩固，《电力拖动与控制》的内容，加强记忆、增强理解，应用自己所学的知识，能够独立完成一般企业拖动与控制设计，最终达到能灵活应用、综合掌握专业知识的目标。

二、设计内容1.正确选择电动机2.设计控制回路和自动控制回路三、设计要求1.设计要明确所设计选用设备的的组成与线路连接部分的区分，即设备工作部分、操纵部分。

2.设计图纸尺寸可根据方案的情况而定，一般不小于3号图纸。

3. 电器回路要完整（如保护、指示等）4.设计图内容要求：a.主回路系统图b.控制回路系统图4.制图要求：制图时必须严格采用“电气图用图形符号”（GB4728-84）和“电气技术中的文字符号制定通则”（GB7159-87）绘图要求绘制。

5.说明书一份四、时间要求：两周。

电力拖动与运动控制系统课程设计设计背景在现代工业应用中，电力拖动系统和运动控制系统的需求越来越广泛。

电力拖动与运动控制技术的发展迅速，可以提高工业生产效率，降低生产成本，提高产品质量。

因此，掌握电力拖动与运动控制技术，对工程技术人员具有重要意义。

为了让学生更好地掌握电力拖动与运动控制技术，本课程特别设计了电力拖动与运动控制系统的课程设计，旨在通过实践操练，深入掌握电力拖动与运动控制系统的工作原理和性能指标，提高学生的实践能力和创新能力。

实验内容本次电力拖动与运动控制系统课程设计的实验内容包括以下几部分：1. 实验任务根据实验要求，完成对电力拖动实验台和运动控制实验台的搭建，实现电力拖动和运动控制的基本功能。

实验任务包括以下内容:•按照实验要求，选择适合的电机和控制器，完成电力拖动和运动控制实验台的搭建。

•根据实验要求，完成电力拖动和运动控制实验的参数配置和程序编程。

•调试和优化电力拖动和运动控制实验台的性能，并进行实验数据采集和分析。

2. 实验要求本次电力拖动与运动控制系统课程设计的实验要求如下：•选择合适的电机和控制器，搭建电力拖动实验台；•实现电力拖动实验的基本功能（如电机转速控制、转矩控制等）；•完成电力拖动实验参数配置和程序编程；•调试和优化电力拖动实验台的性能，并记录实验数据。

运动控制实验要求：•选择合适的电机和控制器，搭建运动控制实验台；•实现基本的运动控制功能（如位置控制、速度控制等）；•完成运动控制实验参数配置和程序编程；•调试和优化运动控制实验台的性能，并记录实验数据。

3. 实验设备本次电力拖动与运动控制系统课程设计的实验设备包括以下部分：实验设备清单：•电机•变频器•接口板•电子量测仪器•控制器•电力拖动实验台•运动控制实验台4. 实验步骤本次电力拖动与运动控制系统课程设计的实验步骤如下：•搭建电力拖动实验台；•连接电机和控制器，并进行参数配置；•编写程序并进行调试；•记录实验数据；•分析实验数据和性能参数，并进行优化。

《电力拖动与控制系统》课程设计说明书目录摘要21计任务及要求31.1初始条件31.2设计要求31.2.1技术要求31.2.2设计内容32系统设计方案42.1原理框图42.2稳态结构图53调节器设计63.1电流调节器的设计73.1.1电流调节器的工作原理及作用73.1.2电流环结构图的简化83.1.3时间常数的计算93.1.4选择电流调节器结构93.1.5计算电流调节器参数103.1.6检验近似条件103.1.7计算电流调节器电阻和电容113.2转速调节器的设计123.2.1转速调节器的工作原理及作用123.2.2电流环的等效闭环传递函数123.2.3时间常数的计算133.2.4选择转速调节器结构143.2.5转速调节器参数的计算153.2.6检验近似条件153.2.7检验转速超调量163.2.8计算转速调节器电阻和电容174系统建模与仿真实验174.1MATLAB仿真软件Simulink仿真环境174.2双闭环模型的建立184.3双闭环系统的仿真204.4系统的电气原理总图235总结与体会24参考文献25附录26摘要直流调速系统凭借优良的调速特性，调速平滑、范围宽、精度高、过载能力大、动态性能好和易于控制等优点，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，所以在电气传动中获得了广泛应用。

本次采用的直流双闭环调速系统的设计是从内环到外环，即先设计好电流环后将其等效成速度环中的一个环节，再对速度环进行设计。

对各个环节设计好之后，我们采用计算机仿真技术。

计算机仿真可以不运行实际系统，只要在计算机上建立数字仿真模型，模仿被仿真对象的运行状态及其随时间变化的过程。

关键词：调速反馈模拟仿真V-M双闭环直流调速系统建模与仿真21计任务及要求1.1初始条件技术数据及技术指标如下：直流电动机：PN=55KW,UN=220V,IN=287A,nN=1500r/min,Ra=0.1Ω最大允许电流：Idbl=1.5IN,三相全控整流装置：Ks=30,电枢回路总电阻：R=0.15Ω，系统主电路：Tm=0.12s，Tl=0.012s滤波时间常数：Toi=0.002s,Ton=0.012s,其他参数：Unm*=8V,Uim*=8V,Ucm=8Vσi≤5%,σn≤10%1.2设计要求1.2.1技术要求(1)该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作。

电力与拖动课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电力拖动的概念，掌握电力拖动系统的基本构成和原理。

2. 学生能够描述常见电动机的类型、结构及其工作原理，并了解其在电力拖动中的应用。

3. 学生能够解释并计算电力拖动系统中的基本电路参数，如电压、电流、功率及效率。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析和解决简单的电力拖动系统问题。

2. 学生通过实验和模拟操作，掌握基本的电力拖动设备调试与故障排除方法。

3. 学生能够设计并搭建简单的电力拖动控制电路，展示其功能和操作过程。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电力拖动知识，培养对电工电子工程领域的兴趣，增强探索精神和实践意识。

2. 学生在学习过程中，能够认识到电力拖动技术在工业生产和日常生活中的重要性，增强社会责任感和节能减排意识。

3. 学生通过小组合作完成项目任务，培养团队协作能力和沟通技巧，形成积极向上的学习氛围。

课程性质：本课程为专业技术实践课程，强调理论与实践相结合，注重培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。

学生特点：学生为高中二年级工科倾向学生，具备一定的物理和数学基础，对工程技术感兴趣，动手能力强。

教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践的平衡，充分调动学生的积极性，引导学生在实践中学习，在学习中探索。

教学过程中，注重培养学生的创新能力，通过项目式学习，让学生在实际操作中达成课程目标，并能够进行有效的自我评估与反思。

二、教学内容1. 电力拖动基本概念与系统构成- 介绍电力拖动的定义及作用。

- 概述电力拖动系统的基本组成部分。

2. 电动机的类型与工作原理- 讲解交流异步电动机、直流电动机的结构与工作原理。

- 分析不同类型电动机的优缺点及适用场景。

3. 电力拖动系统基本电路参数计算- 电压、电流、功率及效率的计算方法。

- 结合实例进行计算分析。

4. 电力拖动控制电路设计- 常见控制电路元件的原理与应用。

- 设计简单的电力拖动控制电路。

电力拖动与运动控制系统课程设计一、设计思路随着工业化生产的发展，机械设备制造与使用的效率和精度要求越来越高，因此电力拖动与运动控制系统的应用越来越得到重视。

本课程设计旨在通过学生的实践、深入研究和分析，把握电力拖动与运动控制系统的基本原理，提升学生的设计和研发能力，以满足市场需求。

本次课程设计以机械加工贸易公司的自动化生产线为背景，设计一套电力拖动与运动控制系统，使生产线的各项工作可以更加自动化、高效和稳定。

二、课程设计内容本次课程设计包括以下内容：1.系统概述：介绍电力拖动与运动控制系统的基本概念和相关技术，以及该系统在生产线中的应用。

2.系统需求分析：对生产线的各个工作站进行深入分析，确定系统的工作流程和流程控制。

3.系统硬件设计：根据系统需求，设计电力拖动与运动控制系统的硬件平台，包括传感器、执行器、控制模块等。

4.系统软件设计：进行控制算法和编程设计，包括编写系统程序、控制逻辑等。

5.系统测试与调试：对系统进行各项测试、模拟，调试系统，以确保其稳定运行。

6.系统优化：在实际运行中，每周对系统的故障率、稳定性和效率进行检测、优化。

三、学习目标通过本次课程设计，学生将实现以下学习目标：1.理解电力拖动与运动控制系统的基本原理和相关技术。

2.掌握系统工程设计的基本方法和流程，包括需求分析、硬件设计、软件设计等。

3.学习控制算法的设计和编程，掌握各种编程工具和语言。

4.熟悉系统测试与调试的方法和流程，解决实际问题。

5.了解工业产品的市场需求和技术趋势，提高创新和创造力。

四、课程实施本课程通过理论学习与实践相结合的方式，进行以下教学内容：1.系统概述的讲解。

2.指导学生进行案例分析，准确把握系统需求。

3.指导学生进行硬件和软件设计。

4.指导学生进行系统测试和调试。

5.以小组为单位，进行项目总结和展示。

五、总结通过本次课程设计，学生将掌握电力拖动与运动控制系统的基本原理和相关技术，提高了工程设计能力和团队合作精神。

电力拖动与控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电力拖动的基本原理，掌握常用电动机的工作特性。

2. 学生能够阐述控制电路的构成及工作原理，掌握基本的控制电路分析方法。

3. 学生能够解释电力拖动系统中常见的故障及排除方法。

技能目标：1. 学生能够设计简单的电力拖动与控制电路，进行电路连接和调试。

2. 学生能够运用所学知识分析电力拖动与控制电路故障，并提出解决方案。

3. 学生能够运用电力拖动与控制技术解决实际工程问题。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电力拖动与控制课程，培养对电气工程领域的兴趣，增强探索精神。

2. 学生能够认识到电力拖动与控制在工业生产中的重要性，增强社会责任感和使命感。

3. 学生在团队协作中培养沟通、协作能力，形成良好的工程素养。

课程性质分析：本课程为电气工程及其自动化专业核心课程，旨在培养学生掌握电力拖动与控制技术的基本理论、分析和设计能力。

学生特点分析：学生已具备基础电路、模拟电子技术等基础知识，具有一定的电路分析和动手能力。

教学要求：1. 结合实际工程案例，提高学生的理论联系实际能力。

2. 强化实践环节，培养学生的动手能力和创新能力。

3. 注重团队协作，提高学生的沟通与协作能力。

4. 通过课程学习，使学生具备电力拖动与控制领域的基本素养。

二、教学内容1. 电力拖动基本原理- 电动机工作特性- 电力拖动系统概述- 常用电动机类型及特性分析2. 控制电路原理与分析- 控制电路基本元件- 常用控制电路类型- 控制电路分析方法3. 电力拖动与控制电路设计- 设计原则与步骤- 控制电路的设计方法- 电路仿真与调试4. 故障分析与排除- 电力拖动系统常见故障- 故障诊断方法- 排除故障的步骤与技巧5. 实践教学环节- 实验项目设置- 实验操作指导- 实践成果评价6. 课程案例分析- 典型电力拖动与控制工程案例- 案例分析与讨论- 案例启示与应用教学内容安排与进度：第1-2周：电力拖动基本原理及电动机工作特性第3-4周：控制电路原理与分析第5-6周：电力拖动与控制电路设计第7-8周：故障分析与排除第9-10周：实践教学环节第11-12周：课程案例分析及总结教材章节关联：《电力拖动与控制》第1章：电力拖动基本原理《电力拖动与控制》第2章：控制电路原理与分析《电力拖动与控制》第3章：电力拖动与控制电路设计《电力拖动与控制》第4章：故障分析与排除《电力拖动与控制》第5章：实践环节及案例分析三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师通过系统讲解电力拖动与控制的基本理论、原理和关键技术，使学生掌握课程的核心知识。

电力拖动自动课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握电力拖动自动控制的基本原理，了解电机运行特性及控制方法。

2. 学会分析电力拖动系统的电路图，并能正确识别主要部件及参数。

3. 掌握电力拖动自动控制系统的调试与维护方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的电力拖动自动控制电路。

2. 培养学生动手操作能力，学会使用相关工具和仪器进行电力拖动系统的调试。

3. 培养学生团队协作能力，提高问题分析和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力拖动自动控制技术的兴趣，激发学习热情。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作的安全性和准确性。

3. 增强学生的环保意识，了解电力拖动系统在节能环保方面的应用。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确课程目标，旨在帮助学生掌握电力拖动自动控制的基本知识和技能，提高实践操作能力，培养学生团队协作意识和创新精神。

通过本课程的学习，使学生具备一定的电力拖动系统设计和维护能力，为未来从事相关领域工作打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 电力拖动自动控制基本原理：介绍电力拖动系统的组成、工作原理及运行特性，涉及电机控制基础知识。

2. 电力拖动自动控制系统电路分析：分析常见电力拖动系统电路图，识别主要部件及参数，讲解各部分功能及其相互关系。

3. 电力拖动自动控制电路设计：根据实际需求，设计简单的电力拖动自动控制电路，培养学生实际操作能力。

4. 电力拖动自动控制系统调试与维护：学习调试方法，掌握维护技巧，提高系统运行稳定性。

教学内容安排如下：1. 第1周：电力拖动自动控制基本原理学习。

2. 第2-3周：电力拖动自动控制系统电路分析。

3. 第4-5周：电力拖动自动控制电路设计。

4. 第6-7周：电力拖动自动控制系统调试与维护。

教学内容与教材关联性如下：1. 教材第1章：电力拖动自动控制基本原理。

2. 教材第2章：电力拖动自动控制系统电路分析。

电力拖动运动控制系统课程设计电力拖动运动控制系统课程设计一、课程设计背景随着工业化的不断发展，机械设备越来越多地依赖电力拖动。

电力拖动是指利用电动机转换电能为机械能，实现各种机械设备的动力源。

随着生产规模的不断扩大，电力拖动控制系统的重要性也愈发显现。

电力拖动运动控制系统作为一种非常重要的控制技术，应用范围广泛，如机械、汽车、船舶、军工、石油、化工等。

针对上述背景，为提升学生的综合能力和实践能力，本课程设计将对电力拖动运动控制系统进行深入研究。

二、课程设计目的本课程设计的主要目的是使学生具备下列能力：1.掌握电力拖动运动控制系统的基本原理、结构和性能。

2.熟悉常见的电力拖动运动控制系统的设计方法。

3.能够独立完成电力拖动运动控制系统的设计、调试和检测。

三、课程设计内容1.电力拖动运动控制系统的原理与结构（8学时）⑴电力拖动系统的基本结构⑵电力拖动运动控制系统的基本原理⑶电力拖动运动控制系统的运动学分析⑷电力拖动控制系统的信号处理方法2.电力拖动运动控制系统设计（16学时）⑴电力拖动运动控制系统的模型建立⑵电力拖动运动控制系统的闭环控制设计⑶电力拖动控制系统的参数整定方法⑷电力拖动运动控制系统的实时仿真3.电力拖动运动控制系统调试与检测（16学时）⑴电力拖动控制系统的调试流程⑵电力拖动运动控制系统的实验平台搭建⑶电力拖动运动控制系统的实时监测⑷电力拖动运动控制系统的故障诊断和维修四、课程设计方法1.理论授课通过理论课程，学生将掌握电力拖动运动控制系统的基本原理和结构，并了解电力拖动技术在工程领域中的应用。

2.案例分析通过对典型案例的分析，学生将了解到在不同的工程领域中，电力拖动技术的应用场景和解决方案。

3.仿真实验通过基于MATLAB/Simulink的仿真实验，学生将学会对电力拖动运动控制系统进行建模、仿真和实时监测的方法。

4.实验指导通过实验指导的方式，指导学生独立完成电力拖动运动控制系统的调试、检测和维修。