《运动控制系统》课程教学大纲
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课程编号:0808000555英文名称:Motio
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trolsystem学分:4总学时:64。其中,讲授54学时,实验10学时,上机0学时,实训0学时。
适用专业自动化
先修课程:自动控制原理、现代控制理论基础、电力电子技术
一、课程性质与教学目的《运动控制系统》是一门讲授交、直流电动机控制理论和控制规律,以提高电能利用效率及
运动控制品质的一门专业主干课程,是自动化专业的一门必修课。其目的是使学生了解并掌握各类交、直流电动机控制系统的基本结构、工作原理和性能指标,着重培养学生对运动控制系统的综合分析能力和工程设计能力,从而掌握现代交、直流电动机的控制理论和系统设计方法,为今后从事专业工作打下扎实的基础。
二、基本要求本课程秉承理论与实际相结合的理念,应用自动控制理论解决运动控制系统的分析和设计问
题,以转矩和磁链(或磁通)控制规律为主线,由简入繁、由低及高地循序深入,论述系统的静、动态性能。通过本课程的学习,要求学生能够了解运动控制系统的定义、结构及其分类,理解运动控制的必要性,掌握单、双闭环直流电动机调速系统、VVVF变频器、交流异步电动机矢量控制系统、正弦波永磁同步电动机调速系统、位置控制系统等的结构与原理、分析与设计方法。
三、重点与难点1课程重点(1)直流调速系统:以直流电动机为对象组成的运动控制系统,转速单闭环调速系统,转速、
电流双闭环控制调速系统的基本组成和控制规律,静态、动态性能分析,直流调速系统的工程设计方法,直流调速系统的数字控制方法。
(2)交流调速系统:异步电动机的稳态模型及基于稳态模型的交流调速系统,异步电动机的动态模型及基于动态模型的高性能交流调速系统,同步电动机变频调速系统。
2、课程难点(1)双闭环直流调速系统:通过双闭环直流调速系统静、动态模型研究及性能分析,对转速与电流环的典型系统校正,推导PI控制规律与工程计算方法。(2)空间电压矢量PWM:从稳态和动态、时域和空间等方面论述矢量、标量、相量的区别与联系,各自的表现形式,基本特征与物理意义。(3)异步电动机动态数学模型:依据旋转磁场产生原理,论述时间和空间变量的相对关系,讨论静止与旋转(或交变)的关系与转化,理解在各种坐标系下的数学模型。通过计算机数字仿真,分析比较各种物理量在不同坐标系的表现形式和相互间的联系。(4)矢量控制系统:着重论述按转子磁链定向,定子电流转矩分量r