电力拖动自动控制系统
电力拖动自动控制系统
1000+ 人选课
更新日期:2025/06/05
开课时间2022/09/23 - 2023/01/30
课程周期19 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

  本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业核心课程,是电机学、电力电子技术、自动控制原理等课程的后续课程。学生通过本课程的学习,掌握直流电动机调速原理、调速方法和调速系统结构特点,理解掌握反馈控制原理。掌握直流PWM调速系统,不可逆、可逆电路原理、控制电路的原理和回馈制动原理。熟悉数字闭环调速系统硬件组成和软件结构,转速检测方法和数字PID控制算法;掌握SVPWM等调制技术,理解矢量控制的概念,培养学生根据需求设计和开发运动控制系统的能力,为将来从事运动控制系统的设计和维护打好基础。

基本要求:

1.掌握运动控制系统的组成,转矩控制规律及生产机械的负载转矩特性。

2.掌握直流单、双闭环调速系统的工作原理、静态特性、动态特性和调节器的工程设计方法,以及调速系统的调试方法。

3.熟悉晶闸管直流可逆调速系统的工作原理、可逆电路、回馈制动和可逆调速系统中的环流。

4.掌握直流PWM 调速系统:不可逆、可逆电路原理、控制电路的原理和回馈制动原理。

5.掌握基于稳态等效电路的三相异步电动机变压变频调速方法。

6.掌握SPWM技术及SVPWM技术,掌握空间矢量的概念。

7.掌握三相异步电动机的动态数学模型,理解坐标变换与磁场定向。


课程大纲

闭环控制的直流调速系统

  • 1.1 为什么要调速
  • 1.2 直流电动机调速方法
  • 1.3 晶闸管-电动机系统
  • 1.4 失控时间与传递函数
  • 1.5 有制动的不可逆PWM变换器电路
  • 1.6 调速系统的稳态性能指标
  • 1.7 转速闭环调速系统
  • 1.8 降低速降实质与反馈控制规律
  • 1.9 反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件
  • 1.10 电压负反馈直流调速系统

转速、电流双闭环直流调速系统

  • 2.1 转速、电流双闭环直流调速系统
  • 2.2 起动过程分析
  • 2.3 动态性能指标
  • 2.4 非典型系统的典型化
  • 2.5 传递函数近似处理
  • 2.6 电流调节器的设计
  • 2.7 转速调节器的设计

可逆直流调速系统

  • 3.1 双极式可逆PWM变换器
  • 3.2 泵升电压
  • 3.3 两组晶闸管装置反并联结构
  • 3.4 环流及配合控制
  • 3.5 瞬时脉动环流
  • 3.6 有环流可逆V-M系统
  • 3.7 数字控制双闭环直流调速系统
  • 3.8 数字测速方法
  • 3.9 数字PID

交流调速基础

  • 4.1 如何进行交流调速
  • 4.2 异步电动机的等效电路
  • 4.3 气隙磁通不变原理
  • 4.4 恒压频比控制的机械特性
  • 4.5 恒气隙磁通控制的机械特性
  • 4.6 恒转子磁通控制的机械特性

基于稳态模型的异步电动机调速系统

  • 5.1 交-直-交变压变频器
  • 5.2 三相SPWM特点与应用
  • 5.3 三次谐波注入SPWM
  • 5.4 死区的影响
  • 5.5 通用变频器-异步电动机调速系统
  • 5.6 转速开环控制的变压变频
  • 5.7 基于异步电机稳态模型的转差频率控制规律

基于动态模型的异步电动机调速系统

  • 6.1 三相全桥电压型PWM逆变器的电压空间矢量
  • 6.2 正六边形旋转磁场与SVPWM
  • 6.3 SVPWM实现过程
  • 6.4 三段逼近SVPWM
  • 6.5 异步电动机的物理模型和方程
  • 6.6 坐标变换
  • 6.7 为何磁场定向
  • 6.8 矢量控制系统