電力拖動控制系統(tǒng)電子教案

1、用力拖動捽制系統(tǒng)課程教案課次第一次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第1章閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)1.1直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1 .了解直流電動機的三種調(diào)速方法，引出可控直流電源，介紹其在直流電動機調(diào)速中的關鍵作用。2 .熟悉可控直流電源目前主要有三種形式：旋轉(zhuǎn)變流機組、靜止式可控整流器和直流斬波器。3 .掌握三種可控直流電源的結(jié)構(gòu)原理和各自的特點。教學重點及難點：1 .重點是可控直流電源目前主要有三種形式及三種電源的結(jié)構(gòu)原理和各自的特點2 .難點是直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器的分類及工作原

2、理教學基本內(nèi)容方法及手段直流電動機轉(zhuǎn)速和其他參量之間的穩(wěn)態(tài)關系可表示為：UIRnKe從上式可以看出，調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速有三種方法：1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓U。2.）減弱勵磁磁通。3）改變電樞回路電阻R。對于一范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式最好。目前，可控直流電源主要有三種形式：1）旋轉(zhuǎn)變流機組。用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，獲得可調(diào)的直流電壓。2）靜止式可控整流器。用靜止式的可控整流器獲得可調(diào)的直流電壓。3）直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器。用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關器件斬波或進行脈寬調(diào)制，產(chǎn)生可變的平均電壓。多媒體講授作業(yè)、討論題、思考題：比較二種可義直

3、流電源的優(yōu)缺點。基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：課次授課方式（請打，）第二次理論課口 討論課口 實驗課口 習題課口 其他口課時安排授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第1章 閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)1.2晶閘管一電動機系統(tǒng)的主要問題教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）1 .掌握晶閘管一電動機系統(tǒng)的機械特性及傳遞函數(shù)。2 .熟悉晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)和傳遞函數(shù)3 .了解V-M系統(tǒng)觸發(fā)脈沖的相位控制及抑制電流脈動的措施。教學重點及難點：1 .重點是晶閘管一電動機系統(tǒng)的機械特性及傳遞函數(shù)2 .難點是V-M系統(tǒng)觸發(fā)脈沖的相

4、位控制及抑制電流脈動的措施。教學基本內(nèi)容完整的V-M系統(tǒng)機械特性，分為電流 連續(xù)區(qū)和電流斷續(xù)區(qū)。由圖可見：1）當電流連續(xù)時，特性硬；2）當電流斷續(xù)時，特性很軟，呈顯著 的非線性，理想空載轉(zhuǎn)速翹得很高。晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)可 以由工作范圍內(nèi)的特性斜率決定，計算方法是:KsU：晶閘管裝置的精確傳遞函數(shù)為:分界拽方法及手段多媒體講授Ws (s)Ud0 (s)Uc(s)Kse Tss傳遞函數(shù)可近似成一階慣性環(huán)節(jié)。作業(yè)、討論題、思考題：為什么在VM系統(tǒng)中電流會出現(xiàn)斷續(xù)的情況?基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：課次第三次授課方

5、式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時叼2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第1章閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)1.3直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要問題教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1.掌握橋式可逆PWM變換器工作原理。2,熟悉直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的機械特性和PWM控制與變換器的數(shù)學模型。3.了解不可逆PWM變換器、和帶制動電流通路的不可逆PWM變換器的工作原理及特點。教學重點及難點：1 .重點直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的機械特性和PWM控制與變換器的數(shù)學模型。2 .難點橋式可逆PWM變換器工作原理。教學基本內(nèi)容方法及手段PWM調(diào)制就是把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，

6、從而可以改變平均輸出平均電壓的大小。橋式可逆PWM變換器原理圖如下：多媒體講授tJkVVTU|A42工VD1VD32BUg1'J*Ug3UVT2,yUg2VTUg4UI1VD2VD4I31與晶閘管裝置一樣，PWM裝置可以近似看成是一個一階慣性環(huán)節(jié)：Ws（s）KsTsS1作業(yè)、討論題、思考題：為什么PWM電動機系統(tǒng)比VM系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能?；窘滩暮椭饕獏⒖假Y料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：用力拖動捽制系統(tǒng)課程教案課次第四次授課方式(請打，)理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時安排授課題目(教學章、節(jié)或主題)：第1章閉環(huán)控

7、制的直流調(diào)速系統(tǒng)1.4反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和設計教學目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個層次)：1 .掌握閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計算方法。掌握帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的有關計算方法。2 .熟悉生產(chǎn)工藝對轉(zhuǎn)速控制的要求，熟悉穩(wěn)態(tài)性能指標以及之間的關系及反饋控制的三個基本規(guī)律。3 .了解引入電流截止負反饋的意義。教學重點及難點：1 .重點穩(wěn)態(tài)性能指標以及之間的關系及反饋控制的三個基本規(guī)律。2 .難點帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的有關計算方法。教學基本內(nèi)容方法及手段兩個調(diào)速指標:調(diào)速范圍和靜差率。nmax_nN1)調(diào)速范圍D-2)靜差率snminn0多媒體講授

8、3)直流變壓調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關系:DnNsnN(1S)轉(zhuǎn)速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程式：*nKpKsUnIdRKpKsUnRidnCe(1KpKs/Ce)Ce(1K)Ce(1K)開環(huán)系統(tǒng)機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的關系：Dci(1K)Dopnop_sopnclscl1K1K起動的沖擊電流一一直流電動機全電壓起動時，會產(chǎn)生很大的沖擊電流。堵轉(zhuǎn)電流一一電動機堵轉(zhuǎn)時，電流將遠遠超過允許值。解決辦法：引入電流截止負反饋。作業(yè)、討論題、思考題:轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些特點？改變給定電壓能否改變電動機的轉(zhuǎn)速？為什么？基本教材和主要參考資料:陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一

9、運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：課次第五次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口二2安排授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第1章閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)1.5反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)分析和設計教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：通過本節(jié)的學習，使得學生能夠掌握反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型的建立，能夠進行系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性判定和分析。能夠運用自動控制理論中介紹的方法，進行系統(tǒng)的動態(tài)校正。正確理解和掌握伯德圖在系統(tǒng)設計和分析中的應用。教學重點及難點：1 .反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型的建立。2 .反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性判定和分析

10、。3 .伯德圖在系統(tǒng)設計和分析中的應用。教學基本內(nèi)容方法及手段一、反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型建立系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型的基本步驟：（1）根據(jù)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的物理規(guī)律，列出描述該環(huán)節(jié)動態(tài)過程的微分方程；（2）求出各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；（3）組成系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖并求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是：多媒體講授K(TsS1)(TmTiS2TmS1)|式中K=KPKs/CeTm（TlTs）Ts2二、反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定條件：KmsTiTs右邊稱作系統(tǒng)的臨界放大系數(shù)Kcr,當K>Kcr時，系統(tǒng)將不穩(wěn)定。三、動態(tài)校正PI調(diào)廿器的設計在電力拖動自動控制系統(tǒng)中，最常用

11、的是PI調(diào)節(jié)器的串聯(lián)校正。系統(tǒng)設計工具：典型伯德圖：提供穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕度的信息，還能大致衡量閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)的性能。三個頻段的特征可以判斷系統(tǒng)的性能，這些特征包括四個方面。作業(yè)、討論題、思考題：課后習題1-9、1-10基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：課次第六次授課方式(請打，)理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時授課題目(教學章、節(jié)或主題)：第1章閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)1.6比例積分控制規(guī)律和無靜差調(diào)速系統(tǒng)教學目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個層次)：通過本節(jié)的學習，使得學生能夠掌握比例積分控制規(guī)律。由于積分功能的

12、引入，使得控制系統(tǒng)具有無靜差的特性。教學重點及難點：1.比例積分控制規(guī)律。2.無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)。教學基本內(nèi)容方法及手段一、積1.積分1積分調(diào)十積分調(diào)十Uinl;調(diào)節(jié)器和積分控制規(guī)律周節(jié)器J器的傳遞函數(shù)為：Wi(s)嗡的特性如圖所示：、UexL/dBUexmOUex/UiniJrE/iOUex(S)2Uin(S)SL(3)i、-20dB>1/11fc.33多媒體講授Oa)2、轉(zhuǎn)速速T,3、比例上而積分調(diào)二、比仞律的優(yōu)4響應控帶三、無常階躍的積/系統(tǒng)3積分mi陽分i,又I作用出直t-無/2輸入時的輸出特性個控制規(guī)律：采用積分調(diào)仍有控制信號，保持系統(tǒng)用'控制的比較：比例郵埔的輸出則包

13、含了輸入偏差看控制規(guī)律：比例積分控/克服了各自的缺點，揚長強,積分部分則最終消除穩(wěn)硬流調(diào)速系統(tǒng)及其穩(wěn)態(tài)參數(shù)亍轉(zhuǎn)速(3)b)Bode圖節(jié)器，當轉(zhuǎn)速在穩(wěn)態(tài)時達到與給定轉(zhuǎn)安定運行，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。號的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀；1的全部歷史。利綜合了比例控制和積分控制兩種規(guī)主短，互相補充。比例部分能迅速5偏差。陶與:反饋系數(shù)：nmax作業(yè)、討論題、思考題：基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：課次授課方式（請打，）第七次理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時安排授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第2章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)

14、節(jié)器的工程設計方法2.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜態(tài)特性教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）J1 .了解帶電流截止負反饋的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)的局限性，引出雙閉環(huán)系統(tǒng)。2 .掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成、特點及穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性。3 .熟悉各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算。教學重點及難點：1 .雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成、特點及穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性。2 .轉(zhuǎn)矩控制的概念，雙閉環(huán)系統(tǒng)的分析方法。內(nèi)容理想的起動過程方法及手段多媒體講授轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的局限性：僅考慮了靜態(tài)性能，沒考慮動態(tài)性能，在系統(tǒng)快速性要求較高的場合，僅考慮靜態(tài)性能是不夠的。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成ffl!

15、耳根據(jù)要求，將電流、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器分別用兩個調(diào)節(jié)器，由于是調(diào)速系統(tǒng)，所以轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)的輸出作為電流環(huán)的給定0轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和靜特性靜特性分轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR不飽和和飽和兩部分討論。作業(yè)、討論題、思考題:基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：課次第八次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時安排授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第2章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設計方法2.2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型和動態(tài)性能分析教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：通過本節(jié)

16、學習，使同學掌握雙環(huán)系統(tǒng)起動過程及其分析方法（調(diào)節(jié)器飽和及不飽的影響）雙環(huán)系統(tǒng)抗擾性能及兩個調(diào)節(jié)器的作用教學重點及難點：雙環(huán)系統(tǒng)起動過程及其波形，波形的各關鍵點，雙環(huán)系統(tǒng)抗擾性能分析。方法及手段教學基本內(nèi)容.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)經(jīng)構(gòu)圖Z-多媒體講授起動過程分析（1）電流上升階段：由于轉(zhuǎn)速變化慢，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器很快飽和。（2）轉(zhuǎn)速上升階段：電機在最大電流下以恒加速度升速。（3）轉(zhuǎn)速調(diào)整階段：當電機轉(zhuǎn)速上升到 > 給定轉(zhuǎn)速時，ASR退飽和。起動過程特點： 飽和非線性控制、轉(zhuǎn)速必又超調(diào)、準時間最優(yōu)控制達到了優(yōu)化起動過程的要求三.動態(tài)抗擾性能分析：包括負載擾動和電網(wǎng)電壓波動。四、兩個調(diào)節(jié)器的作用

17、作業(yè)、討論題、思考題：基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：電力拖動控制系統(tǒng)課程教案課次第九次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時安排2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第2章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設計方法2.3 調(diào)節(jié)器的工程設計方法2.4 按工程設計方法設計雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：通過本節(jié)學習，使同學掌握工程設計方法的思路、典型系統(tǒng)的性能指標及非典型系統(tǒng)的典型化一一些環(huán)節(jié)的近似處理，掌握電力傳動系統(tǒng)的工程設計方法。教學重點及難點

18、：工程設計方法的基本思路，典型系統(tǒng)的性能指標及參數(shù)變化對系統(tǒng)性能影響的趨勢。電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)的設計，退飽和超調(diào)量的計算。教學基本內(nèi)容方法及手段一.工程設計方法的基本思路1 .確保系統(tǒng)穩(wěn)定一一選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)一一盡量采用典型系統(tǒng)2 .滿足系統(tǒng)性能指標一一選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)二.控制系統(tǒng)動態(tài)性能指標1 .跟隨性能指標：超調(diào)量、上升時間及調(diào)整時間2 .抗擾性能指標：動態(tài)降落及恢復時間三.典型系統(tǒng)及其相應的性能指標1 .典型I型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其性能指標2 .典型II型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其性能指標四.非典型系統(tǒng)典型化：包括調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選擇和傳遞函數(shù)的近似處理電流調(diào)節(jié)器設計：1 .電流劃、結(jié)構(gòu)圖的簡化：2 .電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的

19、選擇3 .電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計：1. 電流環(huán)的近似（降階近似，需校驗），將電流環(huán)近似為一階慣性環(huán)節(jié)。2. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選擇3.電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的計算多媒體講授作業(yè)、討論題、思考題:基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：第十次由力推動捽制系統(tǒng)課程教案課次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時安排授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第三章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制3.1 微型計算機數(shù)字控制的主要特點3.2 微機數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握微機數(shù)字

20、控制系統(tǒng)的特點，熟悉數(shù)字量化及采樣頻率的設計方法、狀態(tài)檢測的基本方法。了解微機數(shù)字控制系統(tǒng)的軟件和硬件的結(jié)構(gòu)。教學重點及難點：1 .微機數(shù)字控制系統(tǒng)的特點，數(shù)字量化及采樣頻率的選擇。2 .微機數(shù)字控制系統(tǒng)的軟件和硬件的結(jié)構(gòu)方法及手段教學基本內(nèi)容3.1微機數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點是：離散化和數(shù)字化：離散化和數(shù)字化的結(jié)負面效應：時間上和量值上的不連續(xù)性。1 .數(shù)字量化：量化的原則：在保證不溢出的前提下，精度越高越好?？捎么鎯ο禂?shù)K來顯示量化的精度2 .采樣頻率的選擇香農(nóng)（Shannon）采樣定理。在一般情況下，可以令采樣周期T_J_T.,Tmin為控制對象的最小時間常數(shù)。Isammin（410）3

21、.微機數(shù)字控制系統(tǒng)的輸入與輸出變量可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。1） .系統(tǒng)給定：有兩種方式：模擬給定和數(shù)字給定。2） .狀態(tài)檢測：轉(zhuǎn)速檢測：模擬和數(shù)字兩種檢測方法，包含了轉(zhuǎn)速的大小和方向。電流和電壓檢測。3） .輸出變量：用開關量直接控制功率器件的通斷，也可以用經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的模擬量去控制功率變換器。3. 2微機數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件3.1.1 微機數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，圖3-4。包括主回路、檢測回路、故障綜合和數(shù)字控制器。3.1.2 微機數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件有主程序、初始化子程序和中斷服務子程序等。多媒體講授作業(yè)、討論題、思考題：基本教材和

22、主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：由力拖動控制系統(tǒng)課程教案課次第次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時2安排授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第三章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制3.3數(shù)字測速教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握三種基本的數(shù)字測速方法，各自的特點、性能指標及應用場合。教學重點及難點：1 .數(shù)字測速指標：分辨率、誤差率。2 .M法測速，T法測速，M/T法測速。教學基本內(nèi)容方法及手段3.3.1 數(shù)字測速指標1 .分辨率改變一個計數(shù)字所對應的轉(zhuǎn)速變化量來表示分辨率，用符號Q表示。Qn2n產(chǎn)Q越小，說

23、明該測速方法的分辨能力越強。2 .測速誤差率轉(zhuǎn)速實際值和測量值之差n與實際值n之比定義為測速誤差率，%100%,測速誤差率反映了測速方法的準確性，越小準確度越高。n3.3.2 M法測速測取Tc時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個數(shù)M,用以計算這段時間內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速，稱作M法測速電機的轉(zhuǎn)速為，n吧2r/min60ZTc1M法測速的分辨率：Q1rM法測速誤差率：max%近100%M法測速適用于高速段。3.3.3T法測速：記錄編碼器兩個相鄰輸出脈沖的間的高頻脈沖個數(shù)M,f。為高頻脈沖頻率。電機轉(zhuǎn)速2：n6。，0r/minT法測速的分辨率：Q6f/ZM2T法測速誤差率：max%1T100%法測速適用于低速段。M

24、213.3.4M/T法測速把M法和T法結(jié)合起來，既檢測Tc時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個數(shù)M,又檢測同一時間間隔的高頻時鐘脈沖個數(shù)M,用來計算轉(zhuǎn)速，稱作M/T法測速。電機轉(zhuǎn)速n60Ml60M1f0r/minZTtZM2多媒體講授作業(yè)、討論題、思考題：基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：心力拖動控制系統(tǒng)課程教案課次第十二次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課時安排授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第三章直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制3.3數(shù)字PI調(diào)節(jié)器教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握數(shù)字PI調(diào)節(jié)器的設計

25、方法及其軟件的實現(xiàn)，數(shù)字PI的改進的方法。教學重點及難點：1 .模才PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化，位置式利增量式算法。2 .改進的數(shù)字PI算法：積分分離算法。教學基本內(nèi)容方法及手段3.4.1模PI調(diào)節(jié)器的數(shù)字化在微機數(shù)字控制系統(tǒng)中，當采樣頻率足夠高時，可以先按模擬系統(tǒng)的設計方法設計調(diào)節(jié)器，然后再離散化，就可以得到數(shù)字控制器的算法，這就是模擬調(diào)節(jié)器的數(shù)字化。離散化成差分方程，Tsam為采樣周期，其第k拍輸出為u(k)Kpe(k)KiTsame(i)Kpe(k)5(k)i1Kpe(k)KiTsame(k)5(k1)上式為位置式算法：比例部分只與當前的偏差有關，而積分部分則是系統(tǒng)過去所有偏差的累積。增量式PI

26、調(diào)節(jié)器算法：u(k)u(k)u(k1)Kpe(k)e(k1)KJsame(k)u(k)u(k1)u(k)增量式算法只需要當前的和上一拍的偏差即可計算輸出的偏差量。增量式PI調(diào)節(jié)器算法只需輸出限幅，而位置式算法必須同時設積分限幅和輸出限幅，缺一/、可。3.4.2改進的數(shù)字PI算法微機數(shù)字控制系統(tǒng)具有很強的邏輯判斷和數(shù)值運算能力，充分應用這些能力，可以衍生出多種改進的PI算法，提高系統(tǒng)的控制性能。積分分離算法：把P和I分開。當偏差大時，只讓比例部分起作用，以快速減少偏差；當偏差降低到一定程度后，再將積分作用投入，既可最終消除穩(wěn)態(tài)偏差，又能避免較大的退飽和超調(diào)。這就是積分分離算法的基本思想。多媒體講

27、授作業(yè)、討論題、思考題：基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：心力拖動控制系統(tǒng)課程教案課次第十三次授課方式(請打，)理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口;2女排授課題目(教學章、節(jié)或主題)：第六章籠型異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)(VVVF系統(tǒng))一一轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)6.1交流調(diào)速的基本類型和交流變壓調(diào)速系統(tǒng)教學目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個層次)：1 .了解直流電機的不足及交流拖動控制系統(tǒng)的應用領域。2 .掌握交流調(diào)速系統(tǒng)的基本類型。3 .熟悉變壓調(diào)速電路及改變電壓時的機械特性，閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性。方法及手

28、段教學重點及難點：1 .交流調(diào)速系統(tǒng)的基本類型及舉例。2 .變壓調(diào)速系統(tǒng)機械特性及閉環(huán)靜特性，軟起動器原理教學基本內(nèi)容交流拖動控制概述：1 .交流拖動控制系統(tǒng)的應用領域：（1）一般性能的節(jié)能調(diào)速（2）高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)（3）特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速2 .交流調(diào)速系統(tǒng)的主要類型：交流電機主要分為異步電機（即感應電機）和同步電機兩大類，每類電機有不同類型的調(diào)速系統(tǒng)。3 .交流電機的主要調(diào)速方法：（1）降電壓調(diào)速（2）轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速（3）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速（4）繞線轉(zhuǎn)子電動機串級調(diào)速和雙饋電動機調(diào)速（5）變極對數(shù)調(diào)速（6）變壓變頻調(diào)速等。對上述調(diào)速方法按電動機的轉(zhuǎn)差功率分類（1）轉(zhuǎn)差功率

29、消耗型調(diào)速系統(tǒng)（2）轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)（3）轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)課時安排2閉環(huán)控制的異步電動機變"調(diào)速系統(tǒng)：系統(tǒng)組成系統(tǒng)靜特性作業(yè)、討論題、思考題:基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：電力拖動捽制系統(tǒng)課程教案課次第十四次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第六章籠型異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（VVVF系統(tǒng)）一一轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)6.2變壓變頻調(diào)速的基本控制方式教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1.了解異步電動機變壓變頻調(diào)速的控制特性。2.掌握變壓

30、變頻調(diào)速的基本原理和控制方法。3.熟悉基頻以下和基頻以上的調(diào)速方法的分類。教學重點及難點:基頻以下：恒壓頻比，恒Eg/1控制，恒Er/1控制，恒磁，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；基頻以上:電壓恒定，弱磁恒功率調(diào)速。教學基本內(nèi)容方法及手段6.2.1基頻以下調(diào)速保持m不變，當頻率fi從額定值fiN向下調(diào)節(jié)時，使曳常值，采用電動勢頻率f1比為恒值的控制方式。當電動勢值較高時，忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認為定子相電壓UsEg,則得Ul常值，這是恒壓頻比的控制方式。帶定子壓降補f1償?shù)暮銐侯l比控制特性示于圖中的b線，無補償?shù)目刂铺匦詣t為a線。6.2.2基頻以上調(diào)速在基頻以上調(diào)速時，頻率從f1N向上升高，保持UUn，使

31、磁通與頻率成反ssN比地降低，相當于直流電機弱磁升速的情況。把基頻以下和基頻以上兩種情況的控制特性畫在一起，如圖所示。在基頻以下，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)，而在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時磁通降低，基本上屬于“恒功率調(diào)速”作業(yè)、討論題、思考題：多媒體講授基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：電力施動控制系統(tǒng)課程教案課次授課方式（請打，）第十五次理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第六章籠型異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（VVVF系統(tǒng)）一一轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)6.3異步電動機電壓、頻率協(xié)調(diào)控制的穩(wěn)態(tài)機械特教學目

32、的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1 .了解基頻以上恒壓變頻時的機械特性。2 .掌握基頻以下三種電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機械特性的特點并進行比較。3 .熟悉恒壓恒頻正弦波供電時異步電動機的機械特性。教學重點及難點：基頻以下：恒壓頻比，恒Eg/1控制，恒Ei控制三種控制方式的特點及優(yōu)缺點。方法及手段多媒體講授教學基本內(nèi)容4 .3.1恒壓恒頻正弦波供電時異步電動機的機械特性n s當s很小時，轉(zhuǎn)矩近似與s成正比，機械特性Tef（s）是一段直線，當s接近于1時轉(zhuǎn)矩近似與s成反比，這時，Tef（s）是對稱于原點的一段雙曲線。當s為以上兩段的中間數(shù)值時，機械特性從直線段逐漸過渡到雙曲線段，如圖所示。5

33、 .3.2基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時的機械特性恒壓頻比控制最容易實現(xiàn)，變頻機械特性基本上是平行下移，硬度也較好，但低速帶載能力有些差，須對定子壓降實行補償。恒Eg/1控制是通常對恒壓頻比控g制實行電壓補償?shù)臉藴?，可以在穩(wěn)態(tài)時達到鼻恒值，但機械特性還是非線性的，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力仍受到限制。恒Er/1控制可以得到和直流他勵電動機一樣的線性機械特性，當然實現(xiàn)起來是比較復雜的。作業(yè)、討論題、思考題：基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：由力拖動捽制系統(tǒng)課程教案課次第十六次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課2安排授

34、課題目（教學章、節(jié)或主題）：第六章籠型異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（VVVF系統(tǒng)）一一轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)6.4變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1 .了解正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)（SPWM）2 .掌握脈寬調(diào)制（PWM技術(shù)的基本原理及實現(xiàn)方法。3 .熟悉電壓空間矢量PWMSVPWM控制技術(shù)。教學重點及難點：電壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技術(shù)：空間矢量的定義，電壓與磁鏈空間矢量的關系，六拍階梯波逆變器與正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場，電壓空間矢量的線性組合與SVPWM控制。教學基本內(nèi)容方法及手段6.4.1正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)以正弦波作為調(diào)制波

35、（Modulationwave）,以頻率比調(diào)制波舒得多的等腰三角波作為載波（Carrierwave）,由它們的交點確定逆變器開關器件的通斷時刻，從而狄得兩邊窄中間寬的一系列等幅/、等寬的矩形波。按照波形面積相等的原則，每一個矩形波的面積與相應位置的正弦波面積相等，因而這個序列的矩形波與期望的正弦波等效。這種調(diào)制方法稱作正弦波脈寬調(diào)制（Sinusoidalpulsewidthmodulation,簡稱SPWM）,這種序列的矩形波稱作SPWM波。6.4.4電壓空間矢量PWM（SVPWM）控制技術(shù)（或稱磁鏈跟蹤拄制技術(shù)）把逆變器和交流電動機視升-體，按照跟蹤圓形旋轉(zhuǎn)磁場來控制逆變器的工作，這種控制方

36、法稱作“磁鏈跟蹤控制”，磁鏈的軌跡是交替使用不同的電壓空間矢量得到的，所以又稱“電壓空間矢量PWM（SVPWM,SpaceVectorPWM）控制”。1 .空間矢量的定義2 .電壓與磁鏈空間矢量的關系3 .六拍階梯波逆變器與正六邊形空間旋轉(zhuǎn)磁場4 .電壓空間矢量的線性組合與SVPWM控制多媒體講授作業(yè)、討論題、思考題：基本教材和主要參考資料：陳伯時主編，電力拖動自動控制系統(tǒng)一運動控制系統(tǒng)，第3版，機械工業(yè)出版社課后小結(jié)：巾力拖動控制系統(tǒng)課程教案課次第十七次授課方式（請打，）理論課口討論課口實驗課口習題課口其他口課2女排授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第六章籠型異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)（VVVF

37、系統(tǒng)）一一轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)6.5基于異步電動機穩(wěn)態(tài)模型的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1 .了解數(shù)字控制通用變頻器-異步電動機調(diào)速系統(tǒng)原理圖，各主要環(huán)節(jié)的功能。2 .掌握轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念和控制規(guī)律，轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)，轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點與不足之處。3 .理解轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念。教學重點及難點：轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念，基于異步電動機穩(wěn)態(tài)模型的轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律，轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。教學基本內(nèi)容方法及手段6.5.1 轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)一一通用變頻器-異步電動機調(diào)速系統(tǒng)所謂“通用”，包含著兩方面的含義：一是可以和通用的籠型異步電動機配套使用；二是具有多種可供選擇的功能，適用于各種不向性質(zhì)的負載?，F(xiàn)代PWM變頻器的控