2015年控制系統設計與仿真設計課程設計題目

1、設計一 轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統設計與實踐自擬控制系統性能指標的要求，調速范圍、超調量、動態(tài)速降、調節(jié)時間、抗擾性能等。設計系統原理圖， 電流環(huán)的設計， 轉速環(huán)設計， 完成元器件的選擇， 計算選擇合理調節(jié)器參數， 并進行仿真或實驗驗證系統合理性。一、設計目的1通過對一個實用的轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統的設計、安裝、調試來綜合運用科學理論知識，提高 學生工程意識和實踐技能，達到素質和創(chuàng)新能力進一步提升，使學生獲得控制技術工程的基本訓練。2通過系統建模和仿真，掌握用 MA TLAB / Simulink 工具分析設計直流電動機速度控制系統的方法。 3進一步掌握各種直流調速系統的性能，尤其是動

2、態(tài)性能。二、設計內容1理論設計：根據所學的理論知識和實踐技能，了解雙閉環(huán)V-M 調速系統的基本原理，解決積分調節(jié)器的飽和非線性問題；采用工程設計方法設計一個轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統（含主電路和控制電路 ,選擇的元器件，系統的電氣原理圖 ）。2仿真實踐：根據所設計系統，利用 MATLAB/Simulink 建立各個組成部分相應的數學模型，并對系統仿真 模型進行綜合調試，分析系統的動態(tài)性能，并進行校正，得出正確的仿真實驗波形和合適控制器參數，為搭建實 際系統提供參考。3動手實踐：根據所設計系統，完成單元電路安裝、系統組裝、單元及系統調試（可利用實驗臺的某些掛 件），得出實物實驗波形和系統動、靜

3、態(tài)性能。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單1、電力電子技術及電機控制實驗臺1 臺2、微型計算機及 MATLAB 仿真軟件 1 套若干； 各一個3、測速發(fā)電機組、直流電動機、直流發(fā)電機、變壓器等設備4、雙蹤慢掃描示波器、數字存儲示波器（可無）、萬用表5、電子元器件、導線、開關等若干。四、設計要求1、技術參數和設計要求反饋系數：a =0.007Vmin/r, 3 = 0.05V/A，電樞回路總電阻取 R=2Ra；總飛輪力矩GD2=2.5 N.m，其它未盡參數可U N =220V ， IN=136A ， nN=1460 r/min ，Ce=0.132Vmin/r，允許過載倍數 入=1.5晶閘管裝置K

4、s=40 ,電樞電阻Ra=0.5 Q時間常數Tl=0.03S, Tm=0.18S ,某晶閘管供電的雙閉環(huán)調速系統，采用三相橋式電路，直流電動機： 參閱教材中 “雙閉環(huán)調速系統調節(jié)器的工程設計舉例 ”的有關數據。要求如下： 調速范圍D=10 ,靜差率S W5%;穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調量0（ 5%,電流脈動系數Si 10%;啟動到額定轉速時的轉速退飽和超調量on 10%。 系統具有過流、過壓、過載和缺相保護。 觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力。 對拖動系統設置給定積分器。2、運動控制系統設計與仿真：由于電機容量較大，電流脈動系數要求Si=反饋濾波時間常數：Ti =0.005s, Tn=0.005s根據所提供電

5、動機參數，雙閉環(huán)調速系統結構圖，根據電流超調量、轉速超調量等指標，用工程設計方法決定轉 速調節(jié)器和電流調節(jié)器結構和參數，并對該調速系統進行 simulink 仿真。3、頻率法串聯校正：（1）用MATLAB語言編程，對二階系統（系統傳遞函數由鍵盤輸入 ）進行頻率法串聯校正設計，使之滿足：在斜坡信號r（t）= 0V作用下系統的穩(wěn)態(tài)誤差 ess 0.0010；系統校正后相角穩(wěn)定裕度Y為：430 y 480。（2）編程計算校正后系統的時域性能指標（穩(wěn)態(tài)值、超調量、峰值時間、上升時間、調節(jié)時間）。4安裝單元電路并實驗、進行系統組裝及調試，進行系統測試。選題要求： 2人一組，分別按照 h=4、h=5 進行

6、系統設計、仿真實驗結果有所不同。設計二 帶轉速微分負反饋的雙閉環(huán)直流調速系統設計與實踐自擬控制系統性能指標的要求，調速范圍、超調量、動態(tài)速降、調節(jié)時間、抗擾性能 等。設計系統原理圖，電流環(huán)的設計，轉速環(huán)設計、轉速微分負反饋環(huán)設計，完成元器件的 選擇，計算選擇合理調節(jié)器參數，并進行仿真或實驗驗證系統合理性。一、設計目的1通過對一個實用的帶轉速微分負反饋的雙閉環(huán)直流調速系統的設計、安裝、調試來 綜合運用科學理論知識，提高學生工程意識和實踐技能，達到素質和創(chuàng)新能力進一步提升， 使學生獲得控制技術工程的基本訓練。2通過系統建模和仿真，掌握用 MA TLAB / Simulink 工具分析設計直流電動機

7、速度控 制系統的方法。3進一步掌握各種直流調速系統的性能，尤其是動態(tài)性能。二、設計內容1理論設計： 根據所學的理論知識和實踐技能， 了解帶轉速微分負反饋的雙閉環(huán) V-M 調速系統的基本原理， 解決積分調節(jié)器的飽和非線性問題； 采用工程設計方法設計一個帶 轉速微分負反饋的雙閉環(huán)直流調速系統（含主電路和控制電路，選擇的元器件，系統的電MATLAB/Simulink 建立各個組成部分相應的數學 分析系統的動態(tài)性能，并進行校正，得出正確的仿氣原理圖 ）。2仿真實踐：根據所設計系統，利用 模型， 并對系統仿真模型進行綜合調試， 真實驗波形和合適控制器參數，為搭建實際系統提供參考。3動手實踐：根據所設計系

8、統，完成單元電路安裝、系統組裝、單元及系統調試（可 利用實驗臺的某些掛件），得出實物實驗波形和系統動、靜態(tài)性能。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單1、電力電子技術及電機控制實驗臺1 臺2、微型計算機及 MATLAB 仿真軟件 1 套3、測速發(fā)電機組、直流電動機、直流發(fā)電機、變壓器等設備若干；4、雙蹤慢掃描示波器、數字存儲示波器（可無） 、萬用表各一個5、電子元器件、導線、開關等若干。四、設計要求1、技術參數 直流電動機： 額定功率 3KW ，額定電壓 220V ，額定電流 17.5A ，GD 2=3.53N.m ， 額 定轉速1950r/min , Ce =0.13Vmin/r，允許過載倍數

9、入=2.1 晶閘管裝置放大系數： KS=30； 電樞回路總電阻： Ra =1.25 Q,Rrec =1.3 Q ,RL =0.3 礙 L=200mH 時間常數：機電時間常數Tm =0.162s,（也可由Tm = GD2R/375 Ce C m算出）電磁時間常數：Tl =0.07s；（也可由Tl =L/R算出） 電流反饋系數：B=0.36V/A （ 10V/I nom 10V/1.5I nom）； 轉速反饋系數：a=0.0067Vmin/r （10V/n nom 10V/1.5n nom）； 反饋濾波時間常數 :Ton =0.01s， Toi =0.002s； 其它未盡參數可參閱教材中 “工程設

10、計方法舉例 ”的有關數據。2設計要求 調速范圍D=10，靜差率S W5%;穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調量a, 5%，電流脈動系數Si 10 %;啟動到額定轉速時的轉速退飽和超調量a 10 %，空載起動到額定轉速時的過渡過程時間 ts 0.5s。 系統具有過流、過壓、過載和缺相保護。 觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力。 對拖動系統設置給定積分器。3、電機拖動控制系統設計與仿真根據所提供電動機參數， 畫出帶轉速微分負反饋的雙閉環(huán)直流調速系統結構圖， 根據電 流超調量、轉速超調量、 電流變化率等指標， 用工程設計方法決定轉速調節(jié)器和電流調節(jié)器、 轉速微分器結構和參數，并對該調速系統進行 simulink 仿真。4、安

11、裝單元電路并實驗、進行系統組裝及調試，進行系統測試。選題要求： 2 人一組，按照 h=4 、 h=5 進行系統設計，仿真實驗結果有所不同。設計三帶電壓內環(huán)的三環(huán)直流調速系統設計與實踐自擬控制系統性能指標的要求，調速范圍、超調量、動態(tài)速降、調節(jié)時間、抗擾性能 等。設計系統原理圖，電流環(huán)的設計，轉速環(huán)設計、電壓內環(huán)設計，完成元器件的選擇，計 算選擇合理調節(jié)器參數，并進行仿真或實驗驗證系統合理性。一、設計目的1通過對一個實用的帶電壓內環(huán)的三環(huán)直流調速系統的設計、安裝、調試來綜合運用 科學理論知識，提高學生工程意識和實踐技能， 達到素質和創(chuàng)新能力進一步提升， 使學生獲 得控制技術工程的基本訓練。2通過

12、系統建模和仿真，掌握用MA TLAB / Simulink 工具分析設計直流電動機速度控制系統的方法。3進一步掌握各種直流調速系統的性能，尤其是動態(tài)性能。二、設計內容1理論設計：根據所學的理論知識和實踐技能，了解帶電壓內環(huán)的基本原理，解決積分 調節(jié)器的飽和非線性問題；采用工程設計方法設計一個帶電壓內環(huán)的三環(huán)直流調速系統 （含主電路和控制電路 ,選擇的元器件，系統的電氣原理圖）。2仿真實踐：根據所設計系統，利用MATLAB/Simulink 建立各個組成部分相應的數學模型，并對系統仿真模型進行綜合調試， 分析系統的動態(tài)性能，并進行校正，得出正確的仿 真實驗波形和合適控制器參數，為搭建實際系統提供

13、參考。3動手實踐：根據所設計系統，完成單元電路安裝、系統組裝、單元及系統調試（可 利用實驗臺的某些掛件），得出實物實驗波形和系統動、靜態(tài)性能。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單1、電力電子技術及電機控制實驗臺1 臺2、微型計算機及 MATLAB 仿真軟件 1 套3、測速發(fā)電機組、直流電動機、直流發(fā)電機、變壓器等設備若干；4、雙蹤慢掃描示波器、數字存儲示波器（可無） 、萬用表各一個5、電子元器件、導線、開關等若干。四、設計要求1、技術參數直流電動機：額定功率 3KW，額定電壓220V，額定電流17.5A , GD2=5.3Nm額定轉速1980r/min , Ce =0.13Vmin/r，允許過載

14、倍數 入=1.5;晶閘管裝置放大系數：KS=33； 電樞回路總電阻：Ra=1.25Q , Rrec =0.3 Q,Rl =0.25 Q L=180 mH 時間常數：機電時間常數Tm=0.162s,電磁時間常數：Tl =0.1s 電流反饋系數：3=0.36V/A （ 10V/I nom 10V/1.5I nom）； 轉速反饋系數：a=0.0067Vmin/r （10V/n nom 10V/1.5n nom）；反饋濾波時間常數 : Ton =0.02s，Toi =0.002s；其它未盡參數可參閱教材中 “工程設計方法舉例 ”的有關數據。2設計要求 調速范圍D=10，靜差率S 5 %;穩(wěn)態(tài)無靜差，電

15、流超調量oj 5%,電流脈動系數Si 10%;啟動到額定轉速時的轉速退飽和超調量o 10%，空載起動到額定轉速時的過渡過程時間 ts 0.5s。 系統具有過流、過壓、過載和缺相保護。 觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力。 對拖動系統設置給定積分器。3、電機拖動控制系統設計與仿真根據所提供電動機參數，畫出帶電壓內環(huán)的三環(huán)直流調速系統結構圖， 根據電流超調量、 轉速超調量、電流變化率等指標，用工程設計方法決定轉速調節(jié)器、電流調節(jié)器、電壓調節(jié)器結構和參數，并對該調速系統進行 simulink 仿真。4、安裝單元電路并實驗、進行系統組裝及調試，進行系統測試。選題要求： 2人一組，按照 h=4、h=6 進行系統設計

16、 , 仿真實驗結果有所不同。設計四 帶電流變化率內環(huán)的三環(huán)直流調速系統設計與實踐自擬控制系統性能指標的要求，調速范圍、超調量、動態(tài)速降、調節(jié)時間、抗擾性能 等。設計系統原理圖，電流環(huán)的設計，轉速環(huán)設計、電流變化率內環(huán)設計，完成元器件的選 擇，計算選擇合理調節(jié)器參數，并進行仿真或實驗驗證系統合理性。一、設計目的1. 通過對一個實用的帶電流變化率內環(huán)的三環(huán)直流調速系統的設計、安裝、調試來綜合運用科學理論知識， 提高學生工程意識和實踐技能，達到素質和創(chuàng)新能力進一步提升，使學生獲得控制技術工程的基本訓練。2. 通過系統建模和仿真，掌握用MATLAB / Simuli nk工具分析設計直流電動機速度控

17、制系統的方法。3進一步掌握各種直流調速系統的性能，尤其是動態(tài)性能。二、設計內容1理論設計：根據所學的理論知識和實踐技能，了解帶電流變化率內環(huán)的基本原理，解 決積分調節(jié)器的飽和非線性問題；采用工程設計方法設計一個帶電壓內環(huán)的三環(huán)直流調速系統 洽主電路和控制電路，選擇的元器件，系統的電氣原理圖）。2仿真實踐：根據所設計系統，利用MATLAB/Simuli nk建立各個組成部分相應的數學模型，并對系統仿真模型進行綜合調試，分析系統的動態(tài)性能，并進行校正，得出正確的仿真實驗波形和合適控制器參數，為搭建實際系統提供參考。3. 動手實踐：根據所設計系統，完成單元電路安裝、系統組裝、單元及系統調試（可 利用

18、實驗臺的某些掛件），得出實物實驗波形和系統動、靜態(tài)性能。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單1、 電力電子技術及電機控制實驗臺1臺2、微型計算機及MATLAB仿真軟件 1套3、 測速發(fā)電機組、直流電動機、直流發(fā)電機、變壓器等設備若干；4、 雙蹤慢掃描示波器、數字存儲示波器（可無）、萬用表各一個5、 電子元器件、導線、開關等若干。四、設計要求1、技術參數 直流電動機：直流電動機：額定功率8KW，額定電壓220V，額定電流2A ,GD =5.3N.m 額定轉速 1600r/min , Ce =0.118Vmin/r，允許過載倍數入=1.5 ; 晶閘管裝置放大系數：Ks=30 ;電樞回路總電阻：R=3

19、Q ; 時間常數：機電時間常數Tm =0.1s,電 磁時間 常數：L=1.46U 2/Idmin =1.46*132.8/（0.1*4）= 482 mH ; Tl= L/R =482*10-3/3=0.16S 電流反饋系數：3=1.5 V/A （ 10V/I nom 10V/1.5lnom ）； 轉速反饋系數：a=0.0055Vmin/r （10V/n nom 10V/1.5n nm）； 反饋濾波時間常數:Ton =0.02s, Toi =0.002s；電流變化率di/dt =10I nom /s（9） i d =3.5S-6.5S , diTdi =0.8s其它未盡參數可參閱教材中工程設計方

20、法舉例”的有關數據。先設計一個轉速、 電流雙閉環(huán)直流調速系統，要求利用晶閘管供電， 整流裝置采用三相半波整流電路。并在此基礎上加入適當的電流變化率內環(huán)，觀察電流變化的快速性變化。電流變化率內環(huán)，一般采用積分調節(jié)器。2 設計要求 調速范圍D=10，靜差率S 5%;穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調量宵5%,電流脈動系數Si 10 %;啟動到額定轉速時的轉速退飽和超調量on 10 %，空載起動到額定轉速時的過渡過程時間ts 0.5s。 系統具有過流、過壓、過載和缺相保護。 觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力。 對拖動系統設置給定積分器。3、電機拖動控制系統設計與仿真根據所提供電動機參數， 畫出帶電壓內環(huán)的三環(huán)直流調速系統結

21、構圖， 根據電流超調量、 轉速超調量等指標， 用工程設計方法決定轉速調節(jié)器、 電流調節(jié)器和電流變換率調節(jié)器結構 與參數，并對該調速系統進行 simulink 仿真。4、安裝單元電路并實驗、進行系統組裝及調試，進行系統測試。五、實驗步驟每個小組 2 人，既分工又合作，充分利用時間和實驗設備資源。1、提前四周時間通知學生，告知2、要求學生在實驗前自己設計的實驗方案和儀器設備、元器件清單；要求學生自己調 速系統，學生提供的實驗方案要求能在 32 學時內實施完畢；3、指導教師批閱學生實驗方案（方案必須給出系統的設計思想，原理接線圖，設置的 參數，實現步驟，需要記錄的內容等） ，同時對部分不可實施的實驗

22、方案與學生交流并重新 制定；直至確定其方案可行，方可進入實際實驗操作；5、提前通知實驗員準備儀器設備、元器件；6、學生進入實驗前，指導教師應告知用電安全注意事項和儀器設備正確使用方法。按 設計報告設計的步驟完成。六、課程設計報告格式及要求 每組同學根據自己的實驗數據和結果，根據給定的格式，提交一份課程設計報告； 課程設計報告格式及要求見附錄。選題要求： 2 人一組，按照 h=4 ， h=6 進行系統設計 , 仿真實驗結果有所不同。4設計六Buck變換器實現及調速系統設計與實踐自擬控制系統性能指標的要求，調速范圍、超調量、動態(tài)速降、調節(jié)時間、抗擾性能等。設計直流降壓調速系統原理圖，電流環(huán)的設計，

23、轉速環(huán)設計，完成元器件的選擇，計算選擇合理調節(jié)器參數，并進行仿真或實驗驗證系統合理性。一、設計目的 1通過對一個實用的三相異步電動機閉環(huán)交流調速系統的設計、安裝、調試來綜合運 用科學理論知識， 提高學生工程意識和實踐技能， 達到素質和創(chuàng)新能力進一步提升， 使學生 獲得控制技術工程的基本訓練。2通過系統建模和仿真，掌握用 MA TLAB / Simulink 工具分析設計三相異步電動機速 度控制系統的方法。3進一步掌握各種交流調速系統的性能，尤其是動態(tài)性能。二、設計內容 1理論設計：根據所學的理論知識和實踐技能，了解帶轉速外閉環(huán)的基本原理，解決積 分調節(jié)器的飽和非線性問題；采用工程設計方法設計三

24、相異步電動機閉環(huán)交流調速系統 （含主電路和控制電路 ,選擇的元器件，系統的電氣原理圖 ）。2仿真實踐：根據所設計系統，利用 MATLAB/Simulink 建立各個組成部分相應的數學 模型， 并對系統仿真模型進行綜合調試， 分析系統的動態(tài)性能，并進行校正，得出正確的仿 真實驗波形和合適控制器參數，為搭建實際系統提供參考。3動手實踐：根據所設計系統，完成單元電路安裝、系統組裝、單元及系統調試（可 利用實驗臺的某些掛件），得出實物實驗波形和系統動、靜態(tài)性能。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單1 、電力電子技術及電機控制實驗臺1臺2、微型計算機及 MATLAB 仿真軟件 1 套3、測速發(fā)電機組、三相

25、異步電動機、變壓器等設備若干;4、雙蹤慢掃描示波器、數字存儲示波器（可無）、萬用表各一個5、電子元器件、導線、開關等若干。四、設計要求1 、技術參數 三相異步電動機的基本參數如下：額定線電壓：380V，額定功率： 1.1KW，極對數：2 對，額定轉子角速度： 1400r/min ，額定電流： 2.7A ，定子電阻:5.9 Q,轉子電阻：5.6 Q,互感： 0.55H ，定子電感： 0.573H ，轉子電感： 0.58H 。2設計要求 掌握三相異步電動機的工作原理、坐標變換原理（3 相靜止到 2 相靜止）及 2 相靜止坐標系下的三相異步電動機狀態(tài)空間方程； 能在 0 60Hz 的固定頻率、固定幅

26、值（一般為220V ）的三相正弦輸入條件下，三相異步電動機按額定速度轉動， 觀測其轉子磁鏈和定子電流 （分空載、 空載啟動在第 5 秒突 加額定負載兩種情況觀測） 。 實際系統具有過流、過壓、過載和缺相保護，觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力， 并設置給 定積分器 調速范圍D=10,靜差率S W5%;穩(wěn)態(tài)無靜差，空載起動到額定轉速時的過渡過程 時間 ts W1.5S。3、電機拖動控制系統設計與仿真根據所提供參數，先用 Simulink 模塊建立三相異步電動機仿真模型，觀測相關數據和 波形。 并在此基礎上加入適當的轉速外環(huán)，設計轉速調節(jié)器， 觀察轉速的穩(wěn)定效果。如果時 間充裕，在加上電流內環(huán)，設計電流調節(jié)器

27、，觀察電流的穩(wěn)定效果。4、安裝單元電路并實驗、進行系統組裝及調試，進行系統測試。選題要求： 2 人一組， 每人按照不同的三相異步電動機建模（如傳遞函數建模 ,實物建模 ）方法進行系統仿真設計一、設計目的1通過對一個實用的 Buck 變換器實現及其調速系統的設計、安裝、調試來綜合運用 科學理論知識， 提高學生工程意識和實踐技能， 達到素質和創(chuàng)新能力進一步提升， 使學生獲 得控制技術工程的基本訓練。2通過系統建模和仿真，掌握用 MA TLAB / Simulink 工具分析設計 Buck 變換器實現 及其調速系統的方法。3進一步掌握各種直調速系統的性能，尤其是動態(tài)性能。二、設計內容1理論設計：根據

28、所學的理論知識和實踐技能，了解帶Buck 變換器實現調壓的原理；設計相應的直流調速系統 （含主電路和控制電路 ,選擇的元器件，系統的電氣原理圖 ）。2仿真實踐：根據所設計系統，利用 MATLAB/Simulink 建立各個組成部分相應的數學 模型， 并對系統仿真模型進行綜合調試， 分析系統的動態(tài)性能，并進行校正，得出正確的仿 真實驗波形和合適控制器參數，為搭建實際系統提供參考。3動手實踐：根據所設計系統，完成單元電路安裝、系統組裝、單元及系統調試（可 利用實驗臺的某些掛件），得出實物實驗波形和系統動、靜態(tài)性能。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單1、電力電子技術及電機控制實驗臺 1 臺2、微型計

29、算機及 MATLAB 仿真軟件 1 套3、 測速發(fā)電機組、直流電動機、直流發(fā)電機變壓器等設備若干；4、雙蹤慢掃描示波器、數字存儲示波器（可無） 、萬用表各一個5、 電子元器件、導線、開關等若干。四、設計要求1、技術參數Buck 變換器的 PWM 信號的頻率： 20KHz ，輸入電壓： 15V ，電感： 1.5mH ，電容：30 負載電阻：8.1 Q Buck變換器輸出0 15V直流電壓，輸出電壓可通過改變 PWM波 占空比調節(jié)輸出直流電壓大小 .可根據實際直流電機額定參數 ,選取輸入電壓為電動機的額定電壓 ,輸出可調實現變壓調速 .2設計要求 掌握 Buck 變換器的工作原理、開關模型和平均值

30、模型等狀態(tài)空間方程； 應用 MATLAB 中的 Matlab function （ MATLAB 函數）模塊結合 MATLAB 語言編 寫 PWM 信號的發(fā)生器程序； 用 Simulink 中的模塊建立 Buck 變換器的平均值模型， 并能夠與 PWM 信號發(fā)生器 聯用。調速范圍D =10，靜差率S W5%;穩(wěn)態(tài)無靜差，空載起動到額定轉速時的過渡過程時間 ts wi.Os。 實際系統具有過流、過壓、過載和缺相保護，觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力，并設置給定積分器。3 、電機拖動控制系統設計與仿真 根據所提供參數，先用 Simulink 模塊建立 Buck 變換器仿真模型，觀測相關數據和 波形。 在此基

31、礎上接入直流電動機，觀察開環(huán)系統的轉速、電流情況。 針對開環(huán)系統存在的問題， 外加轉速閉環(huán)， 設計轉速調節(jié)器， 觀察轉速的穩(wěn)定效果。 如果時間充裕，在加上電流內環(huán)，設計電流調節(jié)器，觀察電流的穩(wěn)定效果。4、安裝單元電路并實驗、進行系統組裝及調試，進行系統測試。選題要求： 2人一組，每人按照不同的 Buck 變換器調制方法進行系統仿真設計6設計七交流電動機SPWM調速系統設計與實踐自擬控制系統性能指標的要求，調速范圍、超調量、動態(tài)速降、調節(jié)時間、抗擾性能等。設計交流電動機 SPW碉速系統原理圖，電流環(huán)的設計，轉速環(huán)設計，完成元器件的選 擇，計算選擇合理調節(jié)器參數，并進行仿真或實驗驗證系統合理性。一

32、、設計目的1通過對一個實用的 SPWM 變換器實現及其調速系統的設計、 安裝、 調試來綜合運用 科學理論知識， 提高學生工程意識和實踐技能， 達到素質和創(chuàng)新能力進一步提升， 使學生獲 得控制技術工程的基本訓練。2通過系統建模和仿真， 掌握用 MA TLAB / Simulink 工具分析設計 SPWM 變換器實現 及其調速系統的方法。3進一步掌握各種交調速系統的性能，尤其是動態(tài)性能。二、設計內容1理論設計：根據所學的理論知識和實踐技能，了解帶SPWM 變換器實現調壓的原理；設計相應的交流調速系統 （含主電路和控制電路 ,選擇的元器件，系統的電氣原理圖 ）。2仿真實踐：根據所設計系統，利用 MA

33、TLAB/Simulink 建立各個組成部分相應的數學 模型， 并對系統仿真模型進行綜合調試， 分析系統的動態(tài)性能，并進行校正，得出正確的仿 真實驗波形和合適控制器參數，為搭建實際系統提供參考。3動手實踐：根據所設計系統，完成單元電路安裝、系統組裝、單元及系統調試（可 利用實驗臺的某些掛件），得出實物實驗波形和系統動、靜態(tài)性能。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單1、電力電子技術及電機控制實驗臺 1 臺2、微型計算機及 MATLAB 仿真軟件 1 套3、 測速發(fā)電機組、交流電動機、交流發(fā)電機變壓器等設備若干；4、雙蹤慢掃描示波器、數字存儲示波器（可無） 、萬用表各一個5、 電子元器件、導線、開關

34、等若干。四、設計要求1、設計要求 掌握 SPWM 變換器的工作原理、開關模型和平均值模型等狀態(tài)空間方程； 應用 MATLAB 中的 Matlab function （MATLAB 函數）模塊結合 MA TLAB 語言編 寫 PWM 信號的發(fā)生器程序； 用 Simulink 中的模塊建立 SPWM 變換器仿真模型 。 調速范圍D =10 ,靜差率S穩(wěn)態(tài)無靜差，空載起動到額定轉速時的過渡過程時間 ts W1.5s。 實際系統具有過流、過壓、過載和缺相保護，觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力，并設置給定積分器。3、電機拖動控制系統設計與仿真 用 Simulink 模塊建立 SPWM 變換器仿真模型，觀測相關數據

35、和波形。 在此基礎上接入交流電動機，觀察開環(huán)系統的轉速、電流情況。 針對開環(huán)系統存在的問題， 外加轉速閉環(huán)， 設計轉速調節(jié)器， 觀察轉速的穩(wěn)定效果。 如果時間充裕，在加上電流內環(huán)，設計電流調節(jié)器，觀察電流的穩(wěn)定效果。4、安裝單元電路并實驗、進行系統組裝及調試，進行系統測試。7選題要求： 2 人一組，每人按照不同的SPWM 調制方法進行系統仿真設計設計九Boost變換器實現及其調速系統設計與調試自擬控制系統性能指標的要求，調速范圍、超調量、動態(tài)速降、調節(jié)時間、抗擾性能等。設計直流升壓調速系統原理圖，電流環(huán)的設計，轉速環(huán)設計，完成元器件的選擇，計算選擇合理調節(jié)器參數，并進行仿真或實驗驗證系統合理性

36、。一、設計目的1通過對一個實用的異步電動機SVPWM 電壓空間矢量變頻調速系統的設計、安裝、調試來綜合運用科學理論知識， 提高學生工程意識和實踐技能， 達到素質和創(chuàng)新能力進一步 提升，使學生獲得控制技術工程的基本訓練。2通過系統建模和仿真， 掌握用 MATLAB / Simulink 工具分析設計異步電動機 SVPWM 電壓空間矢量變頻調速系統的方法。3進一步掌握各種交調速系統的性能，尤其是動態(tài)性能。二、設計內容1理論設計：根據所學的理論知識和實踐技能，了解帶 SVPWM （空間矢量脈寬調治） 變換器實現調壓的原理；設計相應的交流調速系統（含主電路和控制電路 ,選擇的元器件，系統的電氣原理圖

37、）。2仿真實踐：根據所設計系統，利用 MATLAB/Simulink 建立各個組成部分相應的數學 模型， 并對系統仿真模型進行綜合調試， 分析系統的動態(tài)性能，并進行校正，得出正確的仿 真實驗波形和合適控制器參數，為搭建實際系統提供參考。3動手實踐：根據所設計系統，完成單元電路安裝、系統組裝、單元及系統調試（可 利用實驗臺的某些掛件），得出實物實驗波形和系統動、靜態(tài)性能。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單1、 電力電子技術及電機控制實驗臺1 臺2、微型計算機及 MATLAB 仿真軟件 1 套3、 測速發(fā)電機組、交流電動機、交流發(fā)電機變壓器等設備若干；4、 雙蹤慢掃描示波器、數字存儲示波器（可無）

38、、萬用表各一個5、 電子元器件、導線、開關等若干。四、設計要求1設計要求 掌握 SVPWM 變換器的工作原理； 應用 MATLAB 中的 Matlab function （ M ATLAB 函數）模塊結合 M A TLAB 語言編 寫 PWM 信號的發(fā)生器程序，建立 SVPWM 變換器仿真模型。 調速范圍D=10，靜差率S W5；穩(wěn)態(tài)無靜差，空載起動到額定轉速時的過渡過程 時間 ts w|.5s。 實際系統具有過流、過壓、過載和缺相保護，觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力，并設置給定積分器。2、電機拖動控制系統設計與仿真 用 Simulink 模塊建立 SVPWM 變換器仿真模型，觀測相關數據和波形。 在

39、此基礎上接入交流電動機，觀察開環(huán)系統的轉速、電流情況。 針對開環(huán)系統存在的問題， 外加轉速閉環(huán)， 設計轉速調節(jié)器， 觀察轉速的穩(wěn)定效果。 如果時間充裕，在加上電流內環(huán)，設計電流調節(jié)器，觀察電流的穩(wěn)定效果。4、安裝單元電路并實驗、進行系統組裝及調試，進行系統測試。選題要求： 2 人一組，每人按照不同的SVPWM 調制方法進行系統仿真設計一、設計目的1通過對一個實用的 Boost 變換器實現及其調速系統的設計、安裝、調試來綜合運用 科學理論知識， 提高學生工程意識和實踐技能， 達到素質和創(chuàng)新能力進一步提升， 使學生獲 得控制技術工程的基本訓練。2. 通過系統建模和仿真，掌握用 MATLAB / S

40、imulink工具分析設 計Boost變換器實 現及其調速系統的方法。3. 進一步掌握各種直調速系統的性能，尤其是動態(tài)性能。二、設計內容1.理論設計：根據所學的理論知識和實踐技能，了解帶 Boost變換器實現調壓 的原理（從 0上升到額定電壓） ；設計相應的直流調速系統 （含主電路和控制電路 ,選擇的元 器件，系統的電氣原理圖 ）。2. 仿真實踐：根據所設計系統，利用 MATLAB/Simulink 建立各個組成部分相應的數學 模型， 并對系統仿真模型進行綜合調試， 分析系統的動態(tài)性能，并進行校正，得出正確的仿 真實驗波形和合適控制器參數，為搭建實際系統提供參考。3. 動手實踐：根據所設計系統

41、，完成單元電路安裝、系統組裝、單元及系統調試（可 利用實驗臺的某些掛件），得出實物實驗波形和系統動、靜態(tài)性能。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單1、電力電子技術及電機控制實驗臺 1 臺2、微型計算機及 MATLAB 仿真軟件 1 套3、 測速發(fā)電機組、直流電動機、直流發(fā)電機變壓器等設備若干；4、雙蹤慢掃描示波器、數字存儲示波器（可無） 、萬用表各一個5、 電子元器件、導線、開關等若干。四、設計要求1、技術參數Boost變換器的PWM信號的頻率：20KHz，輸入電壓：015V,電感:1.5mH,電容：30 yF,負載電阻：8.1 0）Boost變換器輸出15V直流電壓，輸出電壓可通過改 變 PW

42、M 波占空比調節(jié)輸出直流電壓大小 .可根據實際直流電機額定參數 ,選取輸出電壓為電動機的額定電壓 .2. 設計要求 掌握 Buck 變換器的工作原理、開關模型和平均值模型等狀態(tài)空間方程； 應用 MATLAB 中的 Matlab function （MATLAB 函數）模塊結合 MATLAB 語言編 寫 PWM 信號的發(fā)生器程序； 用 Simulink 中的模塊建立 Boost 變換器的平均值模型，并能夠與 PWM 信號發(fā)生 器聯用。調速范圍D =10，靜差率S W5% ；穩(wěn)態(tài)無靜差，空載起動到額定轉速時的過渡過程時間 ts W1.0S。 實際系統具有過流、過壓、過載和缺相保護，觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力，并設置給定積分器。3、電機拖動控制系統設計與仿真 根據所提供參數，先用Simulink建立Boost變換器仿真模型，觀測相關數據和波形。 在此基礎上接入直流電動機，觀察開環(huán)系統的轉速、電流情況。 針對開環(huán)系統存在的問題， 外加轉速閉環(huán)， 設計轉速調節(jié)器， 觀察轉