《控制系统综合设计》

工程技术学院 自动化专业 控制系统综合设计指导 谢菊芳 2016 年 3 月修订 一 一 本课程的目的与作用本课程的目的与作用 控制系统综合设计是自动化专业的一门专业课程 它是一次综合性的理论与实践相结合 的训练 也是本专业的一次基本技能训练 其主要目的是 1 理论联系实际 掌握根据实 际工艺要求设计电力拖动自动控制系统的基本方法 2 对一种典型的双闭环调速自动控制 系统进行综合性的分析设计 掌握各部件和整个系统的设计调试步骤 方法及操作实际系统 的方法 加强基本技能训练 3 掌握参数变化对系统性能影响的规律 培养灵活运用所学 理论解决控制 系统中各种实际问题的能力 4 培养分析问题 解决问题的独立工作能力 学会实验数据的分析与处理能力及编写设计说明书和技术总结报告的能力 为下学期毕业设 计作准备 5 通过设计熟练地查阅有关资料和手册 二 课程设计的说明二 课程设计的说明 时间 本课程设计的时间为一周 指南 1 阅读课程设计内容及分组 了解具体的任务 2 完成课程设计并撰写相关文档 提示 本课程设计有较大的难度 在课程设计中 需紧密结合 运动控制系统 课程中直流 与交流调速系统的内容 在最后的文档中 不强求能够将所有的任务都完成 但必须 有独立的仿真分析 结论等能体现独立思考与结果的内容 注意注意 如有雷同 均计零分 如有雷同 均计零分 三 课程设计报告要求三 课程设计报告要求 1 一人一份报告 2 报告由 1 封面 A4 纸打印 2 课题原理 课题设计 仿真分析 心得体会 A4 纸手写 3 MATLAB 设计图及仿真结果 A4 纸打印 组成 3 请每一组撰写一份工作日志 A4 纸手写打印均可 工作日志 简单记录工作进展 方案设计与思路 问题与解决及 心得体会等相关资料 4 请将报告和工作日志等纸质文档交于 30 629 将 MATLAB 设计及仿真等 压缩为一个文件发送至邮箱 xjufang0311 四 课程设计内容及分组四 课程设计内容及分组 分组第一组 选题正弦波脉宽调制 SPWM 逆变器的设计 姓名 学号 组长 设计要求 1 应用 MATLAB 完成 SPWM 逆变器的设计 2 电机模型参数选择为 额定功率 2 2 kW 线电压 380 V 频率 50Hz 定子 电阻 0 435 8 漏感 2 mH 转子电阻 0 816 8 漏感 2 mH 定转子互感 69 31mH 转动惯量 0 089 摩擦系数 0 电机极对数 2 课程设计报告要求 1 论述 SPWM 逆变器的工作原理及优点 2 论述 SPWM 逆变器的设计原理 3 逆变器模型及仿真结果 分组第二组 选题变频器 三相异步电动机调速系统的设计 姓名 学号 组长 设计要求 1 应用计算机辅助设计方法完成变频器 三相异步电动机调速系统的设计 2 将限幅器的限幅值和变频器的最大输出值设置为相等 课程设计报告要求 1 论述变频器 三相异步电动机调速系统的工作原理 2 论述变频器 三相异步电动机调速系统的设计原理 3 变频器 三相异步电动机调速系统模型及仿真结果 分组第三组 选题SVPWM 的合成 姓名 学号 组长 设计要求 1 应用单片机或 DSP 或 ARM 或 MATLAB 完成 SVPWM 的合成 2 电机有关参数为 Pe 11 kW f 60Hz RS 01026 87 Rr 0122 LS 1173 MH Lr 3106 MH J 01125 kg m2 课程设计报告要求 1 论述 SVPWM 的工作原理 2 论述 SVPWM 的设计原理 3 SVPWM 的合成结果 分组第四组 选题晶闸管直流调速系统的设计 姓名 学号 组长 课程设计目的 熟悉 MATLAB Simulink 的使用方法 掌握直流调速系统的设计方 法 课程设计的参数 一 三相电源电压 380 50HZ 二 他励直流电机参数 1 额定电压 U N 230V 2 额定电流 I N 20A 最大电流 IMAX 50A 3 额定转速 n N 1450 转 分 最大转速 n N 1800 转 分 4 电枢回路阻抗 Ra 1 欧姆 La 0 001H 5 转动惯量 GD2 2 kg m2 6 初始速度 0 7 速度给定 1000 转 分阶跃至 1400 转 分 三 直流平波电感 Ld 50mH 四 要求在三相电源和整流器之间加降压变压器 参数自己选定 要求触发角为 0 度时 整流器输出约 250 V 课程设计的要求 1 设计出晶闸管直流电机调速的单闭环和双闭环主电路和控制电路 设计其主电路参 数 和控制电路参数 2 通过仿真比较二者在动态响应和稳态时速度和电流调节的差别 并分析其原因 3 打印出仿真模型和仿真结果 4 对 MATLAB Simulink 在电力电子领域应用有一个较深的了解 分组第五组 选题数字直流调速系统的设计 姓名 学号 组长 课程设计目的 掌握应用单片机或 DSP 或 ARM 实现直流调速系统的设计方法 课程设计的参数 一 三相电源电压 380 50HZ 二 他励直流电机参数 1 额定电压 U N 230V 2 额定电流 I N 20A 最大电流 IMAX 50A 3 额定转速 n N 1450 转 分 最大转速 n N 1800 转 分 4 电枢回路阻抗 Ra 1 欧姆 La 0 001H 5 转动惯量 GD2 2 kg m2 6 初始速度 0