2013自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計

1、課程設(shè)計任務(wù)書（第1組）一、 設(shè)計題目與設(shè)計要求1. 帶電流截止負(fù)反饋的晶閘管直流單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計2. 技術(shù)數(shù)據(jù)1) 直流電動機(jī)的額定參數(shù)為60 kW、220V、305A、1000 r/min，電樞電阻Rs0.066，電機(jī)過載系數(shù)為1.5，系統(tǒng)總電感為2.16mH。2) 電樞回路總電阻可取為R=Ra+Rrec=0.18，系統(tǒng)總飛輪矩GD2=78 Nm。3. 設(shè)計要求試設(shè)計閉環(huán)系統(tǒng)，使系統(tǒng)達(dá)到靜態(tài)指標(biāo)D20，S5%，動態(tài)性能指標(biāo)為相位裕量60，并使系統(tǒng)可以在階躍給定信號下直接啟動。二、 設(shè)計內(nèi)容1. 調(diào)速的方案選擇1) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇；2) 確定直流調(diào)速系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。2. 主電路的設(shè)計（

2、包括整流變壓器、晶閘管、平波電抗器等）3. 晶閘管觸發(fā)電路的設(shè)計4. 控制電路的設(shè)計計算（主要有給定電源和給定環(huán)節(jié)的設(shè)計計算、轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)、電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的設(shè)計與計算、調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算等）5. 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計（即根據(jù)所給的動態(tài)性能指標(biāo)設(shè)計和確定調(diào)節(jié)器及其參數(shù)）三、 系統(tǒng)的計算機(jī)仿真采用MATLAB中的simulink工具箱對系統(tǒng)在階躍輸入和負(fù)載擾動情況下的動態(tài)響應(yīng)（主要為轉(zhuǎn)速和電樞電流）進(jìn)行仿真。四、 設(shè)計提交的成果材料1. 設(shè)計說明書一份；2. 直流調(diào)速系統(tǒng)電氣原理總圖、仿真模型圖、仿真結(jié)果圖各一份設(shè)計的內(nèi)容。五、 參考書籍1. 陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)（第3

3、版），機(jī)械工業(yè)出版社，20042. 阮毅，陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)（第4版），機(jī)械工業(yè)出版社，20103. 何建平、陸治國主編，電氣傳動，重慶大學(xué)出版社，2002.84. 王兆安等編著，電力電子技術(shù)（第4版），機(jī)械工業(yè)出版社，2003.95. 何希才等編著，電動機(jī)控制電路應(yīng)用實(shí)例，中國電力出版社，2005.16. 洪乃剛等編著，電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的MATLAB仿真，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1課程設(shè)計任務(wù)書（第2組）二、 設(shè)計題目與設(shè)計要求1. 設(shè)計題目：雙閉環(huán)直流晶閘管調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計2. 技術(shù)數(shù)據(jù)1) 直流電動機(jī)的額定參數(shù)PN=11kW、UN=230V、IN=47.8A、nN=

4、1450 r/min，電樞電阻Ra=0.9，電樞繞組電感La=6.6mH，電機(jī)飛輪矩GDd2=6.39Nm2，電流過載倍數(shù)=1.5。2) 電樞回路總電阻可取為R=2Ra，系統(tǒng)總飛輪矩GD2=2.5 GDd2。3. 設(shè)計要求穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i5%；空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 n10。三、 設(shè)計內(nèi)容1. 調(diào)速的方案選擇1) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇；2) 確定直流調(diào)速系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。2. 主電路的設(shè)計（包括整流變壓器、晶閘管、平波電抗器等）3. 晶閘管觸發(fā)電路的設(shè)計4. 控制電路的設(shè)計計算（主要有給定電源和給定環(huán)節(jié)的設(shè)計計算、轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)、電流檢測環(huán)節(jié)、調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算等）5. 單閉環(huán)

5、直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計（即根據(jù)所給的動態(tài)性能指標(biāo)設(shè)計和確定調(diào)節(jié)器及其參數(shù)）四、 系統(tǒng)的計算機(jī)仿真采用MATLAB中的simulink工具箱對系統(tǒng)在階躍輸入和負(fù)載擾動情況下的動態(tài)響應(yīng)（主要為轉(zhuǎn)速和電樞電流）進(jìn)行仿真。（仿真可采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法或面向電氣系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖的仿真方法）五、 設(shè)計提交的成果材料1. 設(shè)計說明書一份；2. 直流調(diào)速系統(tǒng)電氣原理總圖、仿真模型圖、仿真結(jié)果圖各一份。六、 參考書籍1. 陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)（第3版），機(jī)械工業(yè)出版社，20042. 阮毅，陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)（第4版），機(jī)械工業(yè)出版社，20103. 何建平、陸治國主編，電氣傳動，重慶

6、大學(xué)出版社，2002.84. 王兆安等編著，電力電子技術(shù)（第4版），機(jī)械工業(yè)出版社，2003.95. 何希才等編著，電動機(jī)控制電路應(yīng)用實(shí)例，中國電力出版社，2005.16. 洪乃剛等編著，電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的MATLAB仿真，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1課程設(shè)計任務(wù)書（第3組）一、 設(shè)計題目與設(shè)計要求1. 設(shè)計題目：雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計2. 技術(shù)數(shù)據(jù)1) 直流電動機(jī)的額定參數(shù)PN=20kW、UN=220V、IN=106A、nN=1500 r/min，電樞電阻Ra=0.16，電樞回路電樞繞組電感La=2.8mH，電流過載倍數(shù)=1.5。2) 電樞回路總電阻可取為R=Ra+Rrec=0

7、.6，系統(tǒng)機(jī)電時間常數(shù)Tm=0.24s，電磁時間常數(shù)Tl=0.02s。3. 設(shè)計要求穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i5%；空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 n10。二、 設(shè)計內(nèi)容1. 調(diào)速的方案選擇1) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇；2) 確定直流調(diào)速系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。2. 主電路的設(shè)計（包括二極管整流、濾波電容、IGBT、主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）3. IGBT門極驅(qū)動電路的設(shè)計4. 控制電路的設(shè)計計算（主要有給定電源和給定環(huán)節(jié)的設(shè)計計算、轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)、電流檢測環(huán)節(jié)的計算、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算）5. 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計（即根據(jù)所給的動態(tài)性能指標(biāo)設(shè)計和確定調(diào)節(jié)器及其參數(shù)）三、 系統(tǒng)的計算機(jī)仿真采用MATLAB中的si

8、mulink工具箱對系統(tǒng)在階躍輸入和負(fù)載擾動情況下的動態(tài)響應(yīng)（主要為轉(zhuǎn)速和電樞電流）進(jìn)行仿真。（仿真可采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法或面向電氣系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖的仿真方法）四、 設(shè)計提交的成果材料1. 設(shè)計說明書一份；2. 直流調(diào)速系統(tǒng)電氣原理總圖、仿真模型圖、仿真結(jié)果圖各一份。五、 參考書籍1. 陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)（第3版），機(jī)械工業(yè)出版社，20042. 阮毅，陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)（第4版），機(jī)械工業(yè)出版社，20103. 何建平、陸治國主編，電氣傳動，重慶大學(xué)出版社，2002.84. 王兆安等編著，電力電子技術(shù)（第4版），機(jī)械工業(yè)出版社，2003.95. 洪乃剛等編著，電力

9、電子和電力拖動控制系統(tǒng)的MATLAB仿真，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1課程設(shè)計任務(wù)書（第4組）一、 設(shè)計題目與設(shè)計要求1. 設(shè)計題目：步進(jìn)電動機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計2. 設(shè)計要求：本設(shè)計主要內(nèi)容為設(shè)計一步進(jìn)電動機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)對一四相步進(jìn)電動機(jī)的控制，包括控制電機(jī)啟動、停止、轉(zhuǎn)速控制、正反轉(zhuǎn)控制、點(diǎn)動控制等，并能對電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和速度進(jìn)行顯示。二、 設(shè)計內(nèi)容：1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計，主要包括：1) 顯示部分設(shè)計；2) 按鍵部分設(shè)計；3) 步進(jìn)電機(jī)控制部分設(shè)計（可采用多種方案）。2. 系統(tǒng)軟件設(shè)計，主要包括：1) 主程序；2) 按鍵及顯示處理子程序；3) 步進(jìn)電機(jī)控制子程序；三、 設(shè)計具體步驟及

10、提交材料1. 確定系統(tǒng)總方案；2. 采用Protel繪制電路原理圖；3. 采用C語言或匯編語言設(shè)計軟件；4. 采用Proteus ISIS進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，以驗(yàn)證系統(tǒng)功能；5. 按要求格式編寫課程設(shè)計說明書。四、 參考書籍1. 王福瑞. 單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計大全. 北京航空航天大學(xué)出版社. 19992. 李仁定. 電機(jī)的微機(jī)控制. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1999課程設(shè)計任務(wù)書（第5組）一、 設(shè)計題目與設(shè)計要求1. 設(shè)計題目：電機(jī)微機(jī)測速系統(tǒng)設(shè)計2. 設(shè)計要求：設(shè)計一電機(jī)微機(jī)測速系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)光電編碼器、單片機(jī)及顯示器構(gòu)成，該系統(tǒng)可對09999r/min范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，并可判斷電機(jī)旋轉(zhuǎn)方

11、向。測速系統(tǒng)采用M/T法來進(jìn)行轉(zhuǎn)速的計算，并將計算結(jié)果通過液晶顯示器進(jìn)行顯示。二、 設(shè)計內(nèi)容：1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計，主要包括：1) 顯示部分設(shè)計；2. 系統(tǒng)軟件設(shè)計，主要包括：1) 主程序；2) 顯示處理子程序；1) 測速子程序。三、 設(shè)計具體步驟及提交材料1. 確定系統(tǒng)總方案；2. 采用Protel繪制電路原理圖；3. 采用C語言或匯編語言設(shè)計軟件；4. 采用Proteus ISIS進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，以驗(yàn)證系統(tǒng)功能；5. 按要求格式編寫課程設(shè)計說明書。四、 參考書籍1. 王福瑞. 單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計大全. 北京航空航天大學(xué)出版社. 19992. 李仁定. 電機(jī)的微機(jī)控制. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1999課程設(shè)計任務(wù)書（第6組）一、 設(shè)計題目與設(shè)計要求1. 設(shè)計題目：直流電動機(jī)脈寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計2. 設(shè)計要求：設(shè)計一PWM（脈寬調(diào)制）直流調(diào)速系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)對電機(jī)啟動、停止、轉(zhuǎn)速及方向的控制，并能對電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和速度進(jìn)行顯示。二、 設(shè)計內(nèi)容：1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計，主要包括：1) 顯示部分設(shè)計；2) 轉(zhuǎn)速給定設(shè)計；3) 按鍵部分設(shè)計；4) PWM控制部分設(shè)計2. 系統(tǒng)軟件設(shè)計，主要包括：1) 主程序；2) 按鍵及顯示處理子程序；2) PWM控制子程序。三、 設(shè)