运动控制系统课程设计指导级

1、未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑主要内容 设计目的 设计课题 设计参数 设计步骤 课程设计报告要求 时间安排 参考资料未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑一 设计目的 应用所学的交、直流调速系统的基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行运动控制系统的初步设计。 应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立运动控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。 在原理设计与仿真研究的基础上，应用PROTEL进行控制系统的印制板的设计，为毕业设计的综合运用奠定坚实的基础。未与群芳同温暖未与群

2、芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑二设计课题1. 带电流截止负反馈的转速闭环的数字式直流调速系统的仿真与设计2. 带电流截止负反馈的转速闭环的数字式可逆直流调速系统的仿真与设计3. 转速电流双闭环可逆直流调速系统的仿真与设计4转速电流双闭环的数字式可逆直流调速系统的仿真与设计5基于稳态模型的转差频率控制的交流调速系统的仿真与设计6基于稳态模型的恒压频比控制的交流调速系统的仿真与设计7基于交流电动机动态模型的直接转矩控制系统的仿真与设计8基于交流电动机动态模型的直接矢量控制系统的仿真与设计9基于交流电动机动态模型的间接矢量控制系统的仿真与设计10串级调速系统的仿真与设计未与群芳同温暖未与群芳同

3、温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑三设计参数 1.直流电动机控制系统设计参数 2.交流电动机控制系统设计参数未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑1.直流电动机控制系统设计参数直直流流电电动动机机(1)输出功率为输出功率为:7.5Kw 电枢额定电压电枢额定电压220V电枢额定电流电枢额定电流 36A 额定励磁电流额定励磁电流2A额定励磁电压额定励磁电压110V 功率因数功率因数0.85电枢电阻电枢电阻0.2欧姆欧姆 电枢回路电感电枢回路电感100mH电机机电时间常数电机机电时间常数2S 电枢允许过载系数电枢允许过载系数1.5额定转速额定转速 1430rpm直直流流电电动动机机(

4、2)输出功率为输出功率为:10Kw 电枢额定电压电枢额定电压220V电枢额定电流电枢额定电流 50A 额定励磁电流额定励磁电流2A额定励磁电压额定励磁电压110V 功率因数功率因数0.85电枢电阻电枢电阻0.15欧姆欧姆 电枢回路电感电枢回路电感100mH电机机电时间常数电机机电时间常数2S 电枢允许过载系数电枢允许过载系数1.5额定转速额定转速 970rpm直直流流电电动动机机(3)输出功率为输出功率为:5.5Kw 电枢额定电压电枢额定电压220V电枢额定电流电枢额定电流 30A 额定励磁电流额定励磁电流1A额定励磁电压额定励磁电压110V 功率因数功率因数0.85电枢电阻电枢电阻0.2欧姆

5、欧姆 电枢回路电感电枢回路电感100mH电机机电时间常数电机机电时间常数1S 电枢允许过载系数电枢允许过载系数1.5额定转速额定转速 970rpm直直流流电电动动机机(4)输出功率为输出功率为:10Kw 电枢额定电压电枢额定电压220V电枢额定电流电枢额定电流55A 额定励磁电流额定励磁电流1A额定励磁电压额定励磁电压220V 功率因数功率因数0.85电枢电阻电枢电阻0.1欧姆欧姆 电枢回路电感电枢回路电感100mH电机机电时间常数电机机电时间常数1S 电枢允许过载系数电枢允许过载系数1.5额定转速额定转速1430rpm未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑1.直流电动机控制

6、系统设计参数环境条件环境条件控制系统性能指标控制系统性能指标电网额定电压电网额定电压:380/220V; 电网电压波动电网电压波动:10%;环境温度环境温度:-40+40摄氏度摄氏度; 环境湿度环境湿度:1090%. 电流超调量小于等于电流超调量小于等于5%; 空载起动到额定转速时的转速超调量小空载起动到额定转速时的转速超调量小于等于于等于30%;调速范围调速范围D20;静差率小于等于静差率小于等于0.03.未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑2.交流电动机控制系统设计参数交流电动机交流电动机(1)交流电动机交流电动机(2)交流电动机交流电动机(3)交流电动机交流电动机(4

7、)额定输出功率额定输出功率7.5KW； 定子绕组额定线电压定子绕组额定线电压380V；定子绕组额定相电流定子绕组额定相电流12A; 定子绕组每相电阻定子绕组每相电阻0.5欧欧姆；姆；定子绕组接线形式定子绕组接线形式Y； 转子额定转速转子额定转速980rpm;转子形式转子形式:鼠笼式；鼠笼式； 转子每相折算电阻转子每相折算电阻:3欧欧姆；姆；转子折算后额定电流转子折算后额定电流30A； 额定功率因数：额定功率因数：0.75；电机机电时间常数电机机电时间常数2S; 电枢允许过载系数电枢允许过载系数1.5；额定输出功率额定输出功率10KW； 定子绕组额定线电压定子绕组额定线电压380V；定子绕组额定

8、相电流定子绕组额定相电流15A; 定子绕组每相电阻定子绕组每相电阻0.2欧欧姆；姆；定子绕组接线形式定子绕组接线形式Y； 转子额定转速转子额定转速980rpm;转子形式转子形式:鼠笼式；鼠笼式； 转子每相折算电阻转子每相折算电阻:3欧欧姆；姆；转子折算后额定电流转子折算后额定电流30A； 额定功率因数：额定功率因数：0.75；电机机电时间常数电机机电时间常数1S; 电枢允许过载系数电枢允许过载系数1.5；额定输出功率额定输出功率17KW； 定子绕组额定线电压定子绕组额定线电压380V；定子绕组额定相电流定子绕组额定相电流25A; 定子绕组每相电阻定子绕组每相电阻0.1欧姆；欧姆；定子绕组接线形

9、式定子绕组接线形式Y； 转子额定转速转子额定转速1430rpm;转子形式转子形式:鼠笼式；鼠笼式； 转子每相折算电阻转子每相折算电阻:1欧欧姆；姆；转子折算后额定电流转子折算后额定电流50A； 额定功率因数：额定功率因数：0.75；电机机电时间常数电机机电时间常数1S; 电枢允许过载系数电枢允许过载系数1.5；额定输出功率额定输出功率10KW； 定子绕组额定线电压定子绕组额定线电压380V；定子绕组额定相电流定子绕组额定相电流22A; 定子绕组每相电阻定子绕组每相电阻0.1欧欧姆；姆；定子绕组接线形式定子绕组接线形式Y； 转子额定转速转子额定转速1430rpm;转子形式转子形式:鼠笼式；鼠笼式

10、； 转子每相折算电阻转子每相折算电阻:1欧欧姆；姆；转子折算后额定电流转子折算后额定电流30A； 额定功率因数：额定功率因数：0.75；电机机电时间常数电机机电时间常数1S; 电枢允许过载系数电枢允许过载系数1.5；未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑2.交流电动机控制系统设计参数环境条件环境条件控制系统性能指标控制系统性能指标电网额定电压电网额定电压:380/220V; 电网电压波动电网电压波动10%; 环境温度环境温度:-40+40摄氏度摄氏度; 环境相对湿度环境相对湿度:1090%. 转差率：转差率：3%；调速范围：调速范围：D20；电流超调量小于等于电流超调量小于等

11、于5%; 空载起动到额定转速时的转速超调量小空载起动到额定转速时的转速超调量小于等于于等于30%;稳速精度：稳速精度：0.03.未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑四 设计步骤1. 1. 选题选题2 2 查阅参考资料查阅参考资料3 3 确定技术要求确定技术要求4 4 静态设计静态设计5 5 动态设计动态设计6 6 仿真研究仿真研究7 7 完成控制系统原理图及印制板（完成控制系统原理图及印制板（PCBPCB）未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑1.选题（1）每个班选题的具体要求是： 按学号尾数选择相应的题目； 按学号倒数第2位选择相应的电动机参数，即倒数第

12、二位为0的选择电机（1），为1的选择电机（2），为2的选择电机（3），为3的选择电机（4）。 个别同学确实需要调换题目的，必须申明原因，并经指导教师同意后，才能换题。（2）课题一经选定，不准更改课题。未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑2 查阅参考资料（1）应去图书馆借阅相关参考资料：（2）应去院资料室查阅相关杂志上的论文；（3）应上网查阅相关文献。（4）参考文献主要包括：直流调速系统、交流调速系统、电力电子技术、电子技术、半导体功率器件等方面未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑3 确定技术要求 根据所选控制系统的技术参数进一步细化技术要求。首先确定控制

13、系统方案，确定每一级的具体技术指标（如放大倍数，输入输出电阻，电源电压等）。未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑4静态设计 (1).确定控制系统采用的直流稳压电源电压(可选择).(2).确定整流装置的放大倍数.(需根据电枢电压与控制电压确定).并设计可控整流装置及触发电路.(3).确定电流反馈系数.(4).确定转速反馈系数.(5).根据调速范围与静差率要求确定静态速降及转速反馈环的反馈系数.未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑5 动态设计电流环设计电流环设计转速环设计转速环设计确定时间常数确定时间常数; 选择电流调节器结构选择电流调节器结构; 选择电流调

14、节器参数选择电流调节器参数; 校验近似条件校验近似条件; 计算电流调节器电阻和电容计算电流调节器电阻和电容.确定时间常数确定时间常数; .选择转速调节器结构选择转速调节器结构; .选择转速调节器参数选择转速调节器参数; .校验近似条件校验近似条件; .计算转速调节器电阻和电容计算转速调节器电阻和电容; .校核转速超调量校核转速超调量.未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑6仿真研究(1).建立控制系统的数学模型;(2).在MATLAB下仿真,检验转速超调量指标是否达到设计要求;(3).修改调节器参数,使之达到预期指标要求.(4).多方案比较时，要对每一系统模型进行仿真未与群芳

15、同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑7完成控制系统原理图及印制板（PCB）图PCB图应包括： 可控整流电源 触发器 控制系统电源 调节器 励磁电源等未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑五课程设计报告要求1. 课程设计报告应详细叙述控制系统各部件的方案选择.如选择什么样的调节器,为什么?2. 课程设计报告应详细叙述控制系统的设计过程及参数选择的理由.3. 设计报告应包括控制系统原理图一份(用A3图纸),并附系统工作原理说明.4. 设计报告应附仿真结果曲线图,并要有性能分析.5. 设计报告应有自己的设计感想.6. 设计报告除应交文字版外,还应递交电子版.7. 设计报

16、告必须在1月6日前交.未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑六时间安排 学生日程及教师值班安排周次星期任务地点地点（四教六楼） 指导教师指导教师17一一布置任务、选题布置任务、选题信息楼信息楼X合班合班陈敏陈敏二二查阅资料查阅资料电子电路设计室电子电路设计室朱红萍朱红萍 三三确定参数、静态设计确定参数、静态设计电子电路设计室电子电路设计室李燕李燕 四四主电路及触发驱动电路设计主电路及触发驱动电路设计电子电路设计室电子电路设计室吴新开吴新开五五调节器设计、仿真研究调节器设计、仿真研究电子电路设计室电子电路设计室陈敏陈敏18一一调节器设计、仿真研究调节器设计、仿真研究电子电路设计

17、室电子电路设计室朱红萍朱红萍二二工艺设计工艺设计电子电路设计室电子电路设计室李燕李燕三三工艺设计工艺设计电子电路设计室电子电路设计室吴新开吴新开四四撰写课程设计报告撰写课程设计报告电子电路设计室电子电路设计室李燕李燕,朱红萍朱红萍五五撰写课程设计报告撰写课程设计报告电子电路设计室电子电路设计室陈敏陈敏,吴新开吴新开未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑 学生分组安排周次周次星期星期上午上午下午下午17一一1，2，3，4二二12三三34四四12五五3418一一12二二34三三12四四34五五1,23,4未与群芳同温暖未与群芳同温暖却在枝头独欢笑却在枝头独欢笑七参考资料1.电力拖动自动控制系