电力拖动控制系统0001

1、中国海洋大学本科生课程大纲 课程名称 电力拖动控制系统 Control Systems of Electric Drives 课程代码 0823031012 31 课程属性 专业知识 课时/学分 54/3 课程性质 必修 实践学时 12 责任教师 宋大雷 课外学时 54 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 _、课程介绍 1. 课程描述（中英文）： 电力拖动自动控制系统是自动化专业本科生的一门重要专业必修核心课，同时也 是培养一名高素质的自动化专业技术人员的必修课程。电力拖动自动控制系统课程的 内容主要包括直流调速系统、交流调速系统和伺服系统。本课程

2、既有完整的理论体系, 乂有很强的实践性，在教学过程中不仅有仿真实验，还开设了实验学时，包括单闭环、 双闭环、直流和交流的实验，U的在于培养学生掌握实验方法和运用理论分析解决实 际问题的能力。 Electric machine and drive control system is an important core course for undergraduates majoring in automation, and it is also a required course for training a high-quality automation professional and te

3、chnical personnel. The content of electric machine and drive control system course mainly includes DC speed-control system, AC speed-control system and servo system. This course has a complete theoretical system and strong practicality. In the teaching process, there are not only simulation experime

4、nts, but also experimental hours, including single closed loop, double closed loop, DC and AC experiments, and the purpose is to train students to master experimental methods and the ability to use theoretical analysis to solve practical problems. 2. 设计思路: 直流调速系统是运动控制系统的基础，所以本课程从直流调速系统入门，建立了 扎实的控制系统

5、分析与设计的概念和能力后，再进入交流调速系统的学习。最后，在 掌握调速系统的基本规律和设计方法的基础上，进一步学习伺服系统的分析与设计。 使学生通过对本课程的学习了解电力拖动自动控制系统的基本形式及其控制规律，能 应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析，培养学生分 析问题和解决问题的能力。 本门课程主要内容分为三篇：直流调速系统、交流调速系统和伺服系统。内容涵 盖：可控电源-电动机系统的特殊问题及其机械特性，调速系统的性能指标，交、直流 调速系统及伺服系统的工作原理及结构，反馈控制的基本特点，反馈控制系统的静态 和动态性能指标及分析方法，调节器结构及参数的设计方法，反馈

6、控制系统的实现， 计算机仿真在控制系统的应用等。课程内容包括三个模块：电力拖动控制系统理论教 学、电力拖动控制系统仿真实验、电力拖动控制系统实验。 （1）电力拖动控制系统理论教学 理论课以讲授为主，辅助以电子教案和多媒体课件，重点强调基础规范的学习、 训练和掌握。 （2）电力拖动控制系统仿真实验 针对单闭环和双闭环系统，山学生自己动手对电力拖动控制系统开展仿真实验， 加深对运动控制系统的认识和理解。 （3）电力拖动控制系统实验 针对直流单闭环和双闭环系统以及交流双闭环系统，山学生动手进行实验，巩固 对运动控制系统的认识和理解，培养学生解决实际问题的能力。 3. 课程与其他课程的关系: 先修课程

7、：自动控制原理、电力电子技术、电机与拖动基础、传感器与检测技术 并修课程：现代控制理论基础 后置课程：测控系统综合实训 二、课程目标 学生通过学习将巩固并加深有关电机拖动和自动控制的基本理论知识、相应的分 析讣算能力，获得一定的实验技能训练，提高分析和解决工程实际问题的能力。学生 可以掌握直流调速系统中单闭环、多环和可逆系统基本组成和控制规律、静态和动态 性能分析及丄程设计方法，直流调速系统的数字控制；掌握交流调圧调速系统和变频 调速系统的基本组成、工作原理和性能特点；学生还将掌握伺服系统的特征及组成、 控制对象的设讣模型和伺服系统的设讣方法。 通过课程的学习，使学生达到以下LI标: 序 号

8、课程目标 指标点 任务 自选 Ml 具有解决自动化领域电力拖动控制的复杂工程问题所需的数学、自然科学知 识，具有电子技术、计算机技术、检测技术等工程基础知识，掌握控制理论 与控制工程专业知识，并能够将这些知识应用于解决自动化领域复杂工程问 题。 1.1 M2 能够应用数学、自然科学和控制工程学科的基本理论，识别、表达自动化领 域电力拖动控制的复杂工程问题，能够通过文献检索获取相关信息并分析具 体的自动化领域复杂工程问题，以获得有效结论。 2.3 M3 能够设讣针对自动化领域复杂工程问题的解决方案，设讣/开发满足电力拖动 控制系统特左需求的控制算法、控制方案、自动化装苣或自动化系统，能够 在设计

9、环节中体现创新意识，同时考虑社会、健康、安全、法律、文化以及 环境等因素。 3.3 M4 能够基于科学原理并采用科学方法对自动化领域电力拖动控制系统的复杂工 程问题进行研究，能够设计方案、完成实验、分析与解释数据、并通过综合 分析得到合理有效的结论。 4. 1 三、学习要求 电力拖动控制系统是一门涉及电机学、电力电子技术、计算机控制技术、控制理 论、信号检测与处理技术、微电子技术等诸多学科综合性的课程，作为自动化工程师, 在校期间不仅要有扎实的理论基础和熟练的专业技能，而且要有一定的动手能力、理 论应用于实践并解决实际问题的能力。要达到以上学习任务，学生必须： (1) 按时上课，上课认真听讲，

10、积极参与课堂讨论、课后习题、仿真、实验案例分析。 (2) 保质保量的按时完成课下作业。针对运动控制系统开展仿真实验，需要提交书面 作业报告，通过仿真实验学生才能加深理论教学的内容。 (3) 认真完成运动控制系统实验，通过实验学生可以将理论应用于实践，并在实践中 得到提高。 四、教学进度 一序号 菜目 11 论 绪 章 一 第 2 反蔬 8 稳机系速； 的速转护真 R 2 M 3 4 铤控速 专馈调充 章该疏 第电的 8 迄也材制汛 转特型控方 縊验 耐实 3 M 5 7S统 碗流料 2 M 6 7 8 2 M 态模型的异步 电动机调速系 统 机调压调速、变压变频调速；电力电 子变压变频器；转速

11、开环.转速闭环 转差频率控制的变压变频调速系统 验 8 第六章基于动 态模型的异步 电动机调速系 统 4 异步电动机动态数学模型的性质；异 步电动机三相数学模型；坐标变换； 异步电动机在正交坐标系上的动态数 学模型；异步电动机在正交坐标系上 的状态方程 交流系统仿真实 验 M3 9 实验三双闭环 三相异步电机 调压调速系统 实验 4 双闭环三相异步电机调压调速系统实 验 实验室现场实验 M4 10 第七章伺服系 统 6 伺服系统的特征及组成； 伺服系统控制对象的数学模型；伺服 系统的设计 阅读参考资料， 了解更多伺服系 统应用场景 Ml 五. 参考教材与主要参考书 1电力拖动控制系统-运动控制

12、系统，阮毅杨影陈伯时，机械工业出版社，2016年11月（第 5版） 电机与运动控制系统，杨耕罗应立编著，淸华大学出版社，2014年3月（第2版） 3 运动控制系统,吴贵文编，机械工业岀版社，2014年7月 4 智慧树慕课，电力拖动自动控制系统，哈尔滨工程大学，张敬南、孟繁荣、游江、巩冰、彭辉 社，2020年1月 5 智慧树慕课，电力拖动自动控制系统，中国石油大学（华东），冯兴田、胡慧慧、陈荣,2019 年12月 六. 成绩评定 （-）考核方式A : A闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他 （二）成绩综合评分体系： 成绩综合评分体系 比例 1.课程实验成绩 15% 2.仿真实验成绩 15

13、% 3.期末考试成绩 70% 总计 100% （三）成绩综合评分标准: 评分体系 60 6070 70“80 80为0 90100 课程实验 时实提告告术问 按加侏报报学端。 不参您交或冇不慰 能够基本完成实 验要求的内容， 实验数据有缺 失，分析不准确， 得到的实验结论 有部分错误。报 告基本完整、图 表和写作有规范 性问题。 能够一般性的完 成实验要求的内 容，实验数据较 完整仅少许缺 失，分析基本准 确，结论无明细 错误。报告基本 完整，仅少许写 作规范性问题 能够较好的完成 实验要求的内容， 实验数据完整，分 析较为准确，结论 无错误。报告较为 完整，无缺失内 容，图表规范，基 本无写作规范性 问题。 能够很好的完成 实验要求的内 容，实验数据完 整，分析准确无 误，结论无错误 且有自主思考的 内容。报告完整， 无写作规范性问 题。 仿真实验 时实提告告术问 按加你报报学端。 不参您交或有不粧 方案不准确，有 明显的设计问 题，参数计算方 法有误，仿真效 果不好。报告内 容有缺失，叙述 不淸楚或缺乏设 计或计算方法， 有明显写作规范 性问题。 方案基本准确， 有部分设计问 题，参数计算基 本正确，仿真可 以达到要求。报 告内容基本完 整，仅少许写作 规范性问题。 方案较为准确，仅 少许设讣问题，参 数汁算较为准确， 仿真可以达到要 求，无明显问题。 报告