工业组态控制技术教案PC
NO：1
如何把因计算机的故障造成的危害减少，
分散，成为应用计算机控制系统首要解决的问题。
集中和综合的操作和监督要求对全厂、
工段级的控制和操作有相应的数据通信联系，仅要求有大量的数据传送，而且要求有高速的数据传输速率。
4.DCS控制系统
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电工电子技术教案
教学内容注意点配时提问：试想如果没有电，生活将会怎样？ 导入新课： 电工学是非电专业的技术基础课，通过本课程的学习，使学生具备电 工技术与电子技术的基础知识，为升学以及后续课程打下一定的基础。 1、电工学课程研究的对象————“电” 2、电工学课程的发展 3、电能的优越性 （1）便于转换 （2）便于输送 （3）便于控制 第1章直流电路 电路：电流流通的路径。 直流电路：由直流电源供电的电路。 §1.1电路及主要基本物理量 一、电路的组成及作用 电路就是电流通过的闭合路径，它是由各种电气器件按一定方式用导 线连接组成的总体。电路的结构形式和所能完成的任务是多种多样的，从 日常生活中使用的用电设备到工、农业生产中用到的各种生产机械的电器 控制部分及计算机、各种测试仪表等，从广义说，都是电路。最简单的电 路如图所示的手电筒电路。 1、组成：电路主要由三部分组成。 （1）电源是供应电能的设备。在发电厂内将化学能或机械能等非 电能转换为电能，如电池、蓄电池、发电机等。 （2）负载是使用电能的设备，又称用电器。作用是将电能转换成 其它形式的能量，如电灯、电炉、扬声器、电动机等。 （3）中间环节用于连接电源和负载。起传输和分配电能或对电信 电路三 部分组 成 5 5 10
大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，也称为直流电流，用I 表示。大小和方向随时间变化的电流称为交变电流，简称交流电流，用i 表示。 电流的单位为A （安[培]），还有kA （千安）、mA （毫安）、μA （微安）等。 31kA 10A = 361A 10mA 10A μ== 3、电流的方向 （1）实际方向 习惯上规定正电荷移动的方向或负电荷移动的反方向为电流的实际方向。 （2）参考方向：可以任意选取 在分析电路时，常常要知道电流的方向，但有时电路中电流的实际方向难于判断，此时常可任意选定某一方向作为电流的“参考方向（也称正方向）”。 所选的参考方向不一定与实际方向一致。 当电流的实际方向与其参考方向一致时，则电流为正值；反之，当电流的实际方向与其参考方向相反时，则电流为负值，如图所示。 I I 实际方向实际方向 参考方向参考方向 a a b b a ）0I > b ）0I < 4、电流的表示方法 （1）箭头：→ （2）双下标：ab I 5、电流的测量——用电流表（安培表）来测量。测量时注意： （1）交、直流电流用不同表测量。 （2）电流表应串联在电路中。 参考方向选取 20
工业电气控制技术
工业电气控制技术 第一章思想方法及知识 使用电气设备时安全是第一原则。 一，查找问题基本原则 查找电气设备故障原因一般有以下步骤： １故障调查 （１）问电气设备发生故障后，首先应向操作者了解故障发生的前后情况， 这样有利于根据电气设备的工作原理来分析发生故障的原因。 （２）看熔断器内熔丝是否熔断，他电子元件有无烧坏；发热；断线；导线 连接螺钉是否松动；电机转速是否正常。 （３）听电动机变压器及有些电气元件在运行时声音是否正常，可帮助寻找 故障的部位。 （４）摸电动机，变压器和电气元件的线圈发生短路故障时，温度显著上升， 可切断电源后，用手去触摸。 ２电路分析 根据故障调查结果，参考电气设备的电气原理图进行分析，初步判断出故障产生的部位，然后逐步缩小故障范围，直到找到故障点并加以排除。 分析故障时，应有针对性，如接地故障一般先考虑电气柜外的电气装置，后考虑 电气柜内的电气元件，断路和短路故障，应先考虑动作频繁的元件，后考虑元器 件。 ３断电检查 检查前先断开机床总电源。检查时，应先查电源进线处有无因碰伤而引起的电源 接地，短路现象螺旋式熔断器的熔断指示器是否弹出，热继电器是否动作。然后 再检查外部有无损坏，连接导线有无断路，松动绝缘是否过热或烧焦。 ４通电检查 在断电检查仍没找到故障时，可对电气设备进行通电检查。在通电检查 时，要尽量使电动机和其所传动的机械部分脱开，将转换开关和控制器置于零位， 行程开关还原到原来位置，用校灯或万用表检查电源电压是否正常，是否有严重 缺相和严重不平衡。
再进行触电检查，检查的顺序为：先检查控制电路，后检查主电路；先检查调整 系统，后检查主传动系统；先检查交流系统，后检查直流系统。或断开所有开关， 取下所有熔断器，然后按顺序逐一插入欲要检查部位的熔断器，合上开关，观察 各电气元件是否按要求动作，是否出现冒火，冒烟，熔断器是否熔断等现象，直到找到发生故障的部位。 二设计基本原则 设计电气控制电路图时，必须遵循以下几个原则： （１）最大限度地实现生产机械各工艺对电气控制电路的要求。 一般控制电路只要求满足启动，反向和制动就可以了，有些则要求在一定范围内 平滑调速和按规定和规律改变转速，出现事故时，需要有必要的保护及信号预报， 各部分运动要有一定的配合和联锁关系等。 （２）在满足生产要求的前提下，控制电路应力求安全，可靠，经济，实用，使用维护方便，尽量选用标准的，常用的，或经过实际考验过的电路和 （３）电路图中的图形符号及文字符号一律按国家标准绘制。 三调试基本原则 电气设备试车之前，电气工作人员应带上电气原理图，按线图及欧表，万用表等必要的测试仪表，进行下列准备工作： １）检查各电气元件有无损坏，接线端有无脱落和松动。 ２）用500V欧表测量交直流电动机，电气元件带电部份与金属外壳及线路的对 地绝缘电阻，
控制系统仿真
5.2设222(x,y,z)4y z f x x y z =+++，求函数f 在(0.5,0.5,0.5)附近的最小值。 解： >> fun=inline('x(1)+x(2)^2/(4*x(1))+x(3)^2/x(2)+2/x(3)','x'); >> x0=[0.5,0.5,0.5]; >> [x fval]=fminsearch(fun,x0) x = 0.5000 1.0000 1.0000 fval = 4.0000 → 函数f 在(0.5,0.5,0.5)附近的最小值为：4.0000 6.8求方程组1221x y z x y z x y z ++=??-+=??--=? 的解。 解： >> A=[1 1 1;1 -1 1;2 -1 -1]; >> b=[1;2;1]; >> B=[A,b]; >> rank(A),rank(B) ans = 3 ans = 3 >> X=A\b X = 0.6667 -0.5000 0.8333 → 方程组的解为：0.6667x =，=-0.5000y ，=0.8333z 6.11求函数3()sin t f t e t -=的拉普拉斯变换。 解： >> syms t; >> ft=exp(-3*t)*sin(t); >> Fs=laplace(ft) Fs = 1/((s + 3)^2 + 1) → 函数3()sin t f t e t -=的拉普拉斯变换为：21(s 3)1 ++
7.11单位负反馈系统的开环传递函数为 1000(s)(0.1s 1)(0.001s 1) G s =++ 应用Simulink 仿真系统构建其阶跃响应曲线。 解： 模型仿真图 1 单位阶跃响应曲线图 1 7.7用S 函数创建二阶系统0.20.40.2(t)y y y u =+=，0y y ==，()u t 为单位阶跃信号，使用Simulink 创建和仿真系统的模型。 解： function [sys,x0,str,ts] = sfun1(t,x,u,flag) switch flag, case 0 [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; case 3 sys=mdlOutputs(t,x,u); case {1,2,4,9} sys=[]; end function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes() sizes=simsizes;
《自动控制原理》电子教案
第一章自动控制的一般概念 第一节控制理论的发展 自动控制的萌芽：自动化技术学科萌芽于18世纪，由于工业革命的发展,如何进一步降低人的劳动强度和提高设备的可靠性被提到了议程。 特点：简单的单一对象控制。 1. 经典控制理论分类 线性控制理论，非线性控制理论，采样控制理论 2. 现代控制理论 3. 大系统理论 4. 智能控制理论 发展历程： 1. 经典控制理论时期（1940-1960） 研究单变量的系统，如：调节电压改变电机的速度；调整方向盘改变汽车的运动轨迹等。 ?1945年美国人Bode出版了《网络分析与放大器的设计》，奠定了控制理论的 基础; ?1942年哈里斯引入传递函数； ?1948年伊万恩提出了根轨迹法； ?1949年维纳关于经典控制的专著。 特点：以传递函数为数学工具，采用频率域法，研究“单输入—单输出”线性定常控制系统的分析和设计，而对复杂多变量系统、时变和非线性系统无能为力。 2. 现代控制理论时期（20世纪50年代末-60年代初） 研究多变量的系统，如，汽车看成是一个具有两个输入（驾驶盘和加速踏板）和两个输出（方向和速度）的控制系统。空间技术的发展提出了许多复杂的控制问题，用于导弹、人造卫星和宇宙飞船上，对自动控制的精密性和经济性指标提出了极严格的要求。并推动了控制理论的发展。 ?Kalman的能控性观测性和最优滤波理论; ?庞特里亚金的极大值原理； ?贝尔曼的动态规划。 特点：采用状态空间法（时域法），研究“对输入-多输出”、时变、非线性系统等高精度和高复杂度的控制问题。 3. 大系统控制时期（1970s-） 各学科相互渗透，要分析的系统越来越大，越来越复杂。 大系统控制理论是一种过程控制与信息处理相结合的动态系统工程理论，研究的对象具有规模庞大、结构复杂、功能综合、目标多样、因素众多等特点。它是一个多输入、多输出、多干扰、多变量的系统。 如：人体，我们就可以看作为一个大系统，其中有体温的控制、情感的控制、
汽车电器与电子控制技术教学教案下载
起动机 发动机需要外力起动 人力起动简单不方便用于农用车 常见的起动方式分为辅助汽油机起动常用于大型的柴油机 电力起动机起动: 起动迅速,可重复使用广泛使用 起动机的作用:将蓄电池的电能转化为机械能,驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动. 第一节起动机的结构及类型 一起动机的构造 电力起动机通常由三部分组成 直流串励式电动机: 产生转矩,将蓄电池输入的电能转换为机械运动 传动机构(啮合机构):在发动机起动时,使起动机的驱动齿轮啮合入飞轮齿圈,将起动机转矩传给发动机曲轴。在发动机起动后,使起动机自动脱开齿圈。 电磁开关：起动机的控制装置，控制电路的通断。 (一) 直流串电动机 由电枢、换向器、磁极、电刷、轴承和外壳组成。 电枢轴 1）电枢：电枢铁心：由硅钢片叠压而成，用花键固定在电枢轴上 电枢绕组：采用较粗的矩形裸铜线。为了防止相互短路，铜线之间用绝缘 纸或绝缘漆隔开 换向器：将电流引入电枢绕组，并使不同磁极下的导线中的电流方向保持不变。 铜片：导体 换向器 云母片：绝缘体 云母片低于铜片：避免铜片磨损后云母片外凸而造成电刷与换向器接触不良。 云母片高于铜片：防止电刷粉末落入铜片之间的槽中而造成短路。 2）磁极：建立磁场：一般采用4个（2对）磁极，大功率起动机采用6个磁极，必须两两相对。 3）电刷组件：材料：铜粉：80％增强导电性 石墨：20％增加润滑性 作用：将电源电压加在与换向器连接的电枢绕组上。 电刷：绝缘电刷，搭铁电刷两种。 4）轴承：轴承要承受冲击性载荷。应采用青铜石墨轴承或铁基含油轴承。 二、直流串励式电动机的工作原理
直流电动机是将电能转化成机械能的设备。以安培定律为基础，即通电导体在磁场中的电场力作用。 第二节起动机的工作原理 汽车起动机的控制装置包括电磁开关、起动继电器和点火起动开关灯部件，其中电磁开关于起动机制作在一起。 一、电磁开关 1.电磁开关结构特点 电磁开关主要由电磁铁机构和电动机开关两部分组成。电磁铁机构由固定铁心、活动铁心、吸引线圈和保持线圈等组成。固定铁心固定不动，活动铁心可以在铜套里做轴向移动。活动铁心前端固定有推杆，推杆前端安装有开关触盘，活动铁心后段用调节螺钉和连接销与拨叉连接。铜套外面安装有复位弹簧，作用是使活动铁心等可移动部件复位。电磁开关接线的端子的排列位置如图所示 2.电磁开关工作原理 当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相同时，其电磁吸力相互叠加，可以吸引活动铁心向前移动，直到推杆前端的触盘将电动开关触点接通势电动机主电路接通为止。 当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁痛方向相反时，其电磁吸力相互抵消，在复位弹簧的作用下，活动铁心等可移动部件自动复位，触盘与触点断开，电动机主电路断开。 二、起动继电器 起动继电器的结构简图如图左上角部分所示，由电磁铁机构和触点总成组成。线圈分别
完整电力电子技术教案
电力电子技术教案 周次：
时间： 课题：绪论第一章第一节电力二极管 课时：2课时 教学目标：1、了解什么是电力电子技术 2、电力二极管的结构与伏安特性 3、掌握掌握电力二极管的主要参数和使用 重点、难点：电力二极管的伏安特性和主要参数 教具：教材粉笔 教学方法：讲授法 时间分配：新授 80分钟小结 15分钟作业布置 5分钟 教学过程： 绪论 相关知识 一、什么是电力电子技术 电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。目前所用的电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术所变换的“电力”，功率可以大到数百MW甚至GVV，也可以小到数W甚至1W以下。信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。通常所用的电力有交流和直流两种。从公用电网直接得到的电力是交流的，从蓄电池和干电池得到的电力是直流的。从这些电源得到的电力往往不能直接满足要求，需要进行电力变换。如表0-1所示，电力变换通常可分为四大类，即交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流。交流变直流称为整流，直流变交流称为逆变。直流变直流是指一种电压(或电流)的直流变为另一种电压(或电流)的直流，可用直流斩波电路实现。交流变交流可以是电压或电力的变换，称做交流电力控制，也可以是频率或相数的变换。进行上述电力变换的技术称为变流技术。． 二.电力电子器件的发展简介 1.传统电力电子器件 2.现代电力电子器件 （1）双极型器件 （2）单极型器件 （3）混合型器件 三、变换电路与控制技术 四、对本课程的教学要求 第一节电力二极管 相关知识 一、结构与伏安特性 1、结构 电力二极管的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管是一样的，都是以半导体PN结为基础的。电力二极管实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的，图1-2示出了电力二极管的外形、结构和电气图形符号。从外形上看，电力二极管 主要有螺性型和平板型两种封装。 2、伏安特性 电力二极管的静态特性主要是指其伏安特性，如图 所示。当电力二极管承受的正向电压大到一定值(门槛电压)，正向电流才开始明显增加，处于稳
对汽车控制系统建模与仿真
对汽车控制系统建模与仿真 摘要：PID 控制是生产过程中广泛使用的一种最基本的控制方法，本文分别采用用简单的比例控制法和用PID控制来控制车速，并用MATLAB对系统进行了动态仿真，具有一定的通用性和实用性。 关键词：MATLAB 仿真；比例控制；PID 控制 1 MATLAB和PID概述 MATLAB是matrix和laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 2车辆行驶过程车速的数学模型 对行驶在斜坡上的汽车的车速进行动态研究，可以分析车辆的性能，指导车辆的设计。MATLAB软件下的SIMULILNK模块是功能强大的系统建模和动态仿真的软件，为车辆行驶过程车速控制分析提供了一种有效的手段。 汽车行驶如图7.4.1所示的斜坡上，通过受力分析可知在平行于斜面的方向上有三个力作用于汽车上：发动机的力、空气阻力和重力沿斜面的分量下滑力。
电工电子技术教案课程.docx
厦门电子职业中专学校教案纸 第页 第一章直流电路检查 学《电子电 科工技术》§1.1电路 授课班级授课时数2教具多媒体、黑板、粉笔授课时间2016 . 9教学方法讲解，启发，问答、实物演示 1．介绍课程以及教学大纲 教学目的2．了解电路的基本概念及组成 3．掌握元件符号 教学重点1．电路的基本组成2．掌握元件符号 和难点 3．学会画电路图 掌握元件符号和电路图 复习提问 教学内容、方法、过程和板书设计教学追记 §1.1电路 一、电路的基本组成 1．什么是电路？ 电路是由各种元器件(或电工设备 )按一定方式 联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。 如图 1-1 所示。 图 1-1 简单的直流电路 2．电路的基本组成 电路的基本组成包括以下四个部分： (1)电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件。 提问 (2)负载 (耗能元件 )：使用 (消耗 )电能的设备和器件 (如灯泡等用电器 )。 (3)控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等 )。 (4)联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等 )。
教案纸附页 教学内容、方法、过程和板书设计 3．电路的状态 (1)通路 (闭路 )：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得 一定的电压和电功率，进行能量转换。 (2)开路 (断路 )：电路中没有电流通过，又称为空载状态。 (3)短路 (捷路 )：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严 重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气 设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。 二、电气元件符号 三、基本电路图 由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。例如，图 1-2 所示的手电筒电路。 理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对电 路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电 磁特性的理想元件 (模型 )来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。第 1 页 教学追记 画图讲解 图 1-2 手电筒的电路原理图
2016级《工业控制组网与组态技术》
《工业控制组网与组态技术》教学大纲 课程代码：01ANN803 适用专业：自动化专业 教学时数：56 学时其中实践56 学时 一、课程简介及基本要求 本课程主要是现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI（Human Machine Interface）实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。 二、课程实验目的要求 通过课程的教学与实践使学生掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法；掌握HMI的设计方法；结合S7-300 PLC工程实例，达到一定运用能力。 三、主要仪器设备 I／A S小型集散控制系统、过程控制实验装置 四、实验方式与基本要求 1、试验方式：综合设计 2、基本要求：掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法 五、考核与报告（小四号黑体字） 1、考核方式：以平时考核（考勤、课堂组织纪律、课堂讨论发言）、平时实训完成度和期末考试(大作业)相结合的方式进行，综合评价学生的学习成绩 2、成绩评定：平时成绩（20%）+实训操作成绩（30%）+期末成绩（50%） 3、报告填写要求：不少于6次 六、实验项目设置与内容（小四号黑体字） 序号实验名称内容提要 实验 学时 每组 人数 实验 属性 开出 要求 备注 1 集散控制系统的组 态 1、掌握软件组态 2、学习集散控制方法 8 6 验证必做 2 基于DCS的温度控制 系统的设计与实施 1、系统设计、硬件连接 2、组态和实现控制 8 6 综合必做 3 基于DCS的液位控制 系统的设计与实施 1、掌握系统设计、硬件连接 2、验证组态和实现控制 8 6 综合选做 4 基于FCS的温度控制 系统的设计与实施 1、掌握系统设计、硬件连接 2、验证组态和实现控制 8 6 综合必做 5 基于FCS的液位控制 系统的设计与实施 1、掌握系统设计、硬件连接 2、验证组态和实现控制 8 6 综合必做 6 PROFIBUS-DP应用1、掌握网络系统故障及诊断 2、掌握STEP7使用方法 8 6 综合选做 7 HMI组态软件 1、掌握HMI的使用 2、完成基本PLC功能 8 6 综合选做 七、教材及实践指导书 1、使用教材：陈在平．《工业控制网络与现场总线技术》第三版．机械工业出版社．2006年． 2、参考教材： 杨卫华．《工业控制网络与现场总线技术》．机械工业出版社，2008． 何衍庆，俞金寿．《工业数据通信与控制网络》．化学工业出版社．2002年.
《现代工业设备电气控制技术》课程整体设计城轨191
《现代工业设备电气控制技术》课程整体教学设计（2019～2020学年第一学期） 课程名称：现代工业设备电气控制技术 所属系部：机电工程系 制定人：宁玉伟 合作人：王俊豪 制定时间： 2019年9月15日 许昌职业技术学院
课程整体教学设计 一、课程基本信息 二、课程目标设计 总体目标： 通过本课程理实一体化教学，使学生掌握三相异步电动机结构与应用、电气控制电路的分析与设计，对机床电气设备具有较强的分析、应用和维护能力，能从事机床电气设备的安装、调试、操作等工作，熟练掌握维修电工使用技能的高素质、高技能应用型技术人才。在课程建设中注重将相关职业资格标准融入课程标准，经过本课程学习的学生，99%以上能通过职业考证。 能力目标： 学生通过本课程五个模块（15个子项目）的学习和实际操作，能运用已掌握的电机与电气控制的知识和技能，根据IEC国际电工标准和机电行业规范进行电器元件、电气控制线路图（原理图、安装图、接线图）的设计和安装接线、使用常用电工仪器、仪表，对所连接的电路进行检查和故障判断。 知识目标： 1.知道低压电器对电机控制的基础知识。 2.了解三相异步电动机和特种电机的基本结构和工作原理。 3.理解低压电器的基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号，电气原理图的绘制原则。 4.掌握低压电器的的选择、应用和维护方法；
5.掌握三相异步电动机电气控制基本环节的线路板制作方法； 6.掌握典型机床的电气原理图、接线图，并会设计、安装、维修电气控制控制柜。 素质目标： 1.锻炼学生的团队合作能力 2.专业技术交流的表达能力； 3.制定工作计划的方法能力； 4.获取新知识、新技能的学习能力； 5.解决实际问题的工作能力等。 三、课程内容设计： 四、能力训练项目设计
自动控制系统仿真教案
控制系统仿真技术实验指导书 实验课程 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 年月日
实验报告须知 实验的最后一个环节是实验总结与报告，即对实验数据进行整理，绘制波形和图表，分析实验现象，撰写实验报告。每次实验，都要独立完成实验报告。撰写实验报告应持严肃认真、实事求是的科学态度。实验结果与理论有较大出入时，不得随意修改实验数据结果，不得用凑数据的方法来向理论靠拢，而要重新进行一次实验，找出引起较大误差的原因，同时用理论知识来解释这种现象。并作如下具体要求： 1. 认真完成实验报告，报告要用攀枝花学院标准实验报告册，作图要用坐标纸。 2. 报告中的电路图、表格必须用直尺画。绘制电路图要工整、选取合适比例，元件参数标 注要准确、完整。 3. 应在理解的基础上简单扼要的书写实验原理，不提倡大段抄书。 4. 计算要有计算步骤、解题过程，要代具体数据进行计算，不能只写得数。 5. 绘制的曲线图要和实验数据吻合，坐标系要标明单位，各种特性曲线等要经过实验教师 检查，曲线图必须经剪裁大小合适，粘附在实验报告相应位置上。 6. 应结合具体的实验现象和问题进行讨论，不提倡纯理论的讨论，更不要从其它参考资料 中大量抄录。 7. 思考题要有自己理解实验原理后较为详尽的语言表述，可以发挥，有的要画图说明， 不能过于简单，不能照抄。 8. 实验报告的分数与报告的篇幅无关。 9. 实验报告页眉上项目如实验时间、实验台号、指导教师、同组学生等不要漏填。
目录 目录 实验一：MATLAB语言的基本命令实验二：控制系统模型与转换 实验三：Simulink 仿真应用 实验四：控制系统工具箱的使用实验五：磁盘驱动系统综合分析实验六：单级倒立摆控制仿真设计
自动控制原理电子教案(经典控制部分)
自动控制原理电子教案 经典控制部分 第一章控制理论一般概念3学时 (2) 第二章控制系统的数学模型9学时 (6) 第三章控制系统的时域分析io学时 (15) 第五章频率特性12学时 (26) 第六章控制系统的校正与设计8学时 (36) 第七章非线性系统8学时 (40) 第八章离散控制系统8学时 (45)
第一章控制理论一般概念3 学时 1．本章的教学要求 1）使学生了解控制工程研究的主要内容、控制理论的发展、控制理论在工程中的应用及控制理论的学习方法等内容，认识本学科在国民经济建设中的重要作用，从而明确学习本课程的目的。 2）使学生深入理解控制系统的基本工作原理、开环闭环和复合控制系统、闭环控制系统的基本组成等内容，学会利用所学控制原理分析控制系统。 3）使学生学会控制系统的基本分类方法， 4）掌握对控制系统的基本要求。 2．本章讲授的重点 本章讲授的重点是控制系统的基本概念、反馈控制原理、控制系统的的基本分类方法及对控制系统的基本要求。 3．本章的教学安排 本课程讲授3 个学时，复习学时3 个。 演示《自动控制技术与人类进步》及《自动化的应用举例》幻灯片，加深同学对本课程研究对象和内容的了解，加深对反馈控制原理及系统参数对系统性能影响的理解。
1．教学主要内容 ： 本讲主要介绍控制工程研究的主要内容、 中的应用及控制理论的学习方法等内容。 2．讲授方法及讲授重点： 本讲首先介绍控制工程研究的主要内容， 离心调速器为例， 说明需要用控制理论解决控制系 统的稳定、 准确、快速等问题。 其次，在讲授控制理论的发展时， 主要介绍控制理论的发展的三个主要阶段， 重点说明经典控制理论、 现代控制理论研究的范围、 研究的手段， 强调本课程重 点介绍经典控制理论。 另外，在介绍控制理论在工程中的应用时， 应举出控制理论在军事、 数控机 床、加工中心、机器人、机电一体化系统、动态测试、机械动力系统性能分析、 液压系统的动态特性分析、 生产过程控制等方面的应用及与后续课的关系， 激发 同学的学习兴趣。 最后，在介绍控制理论的学习方法时，先说明本门课的特点，起点高、比较 抽象、系统性强， 然后强调学习本门课程应以新的视角分析和考虑问题， 以系统 的而不是孤立的、 动态的而不是静态的观点和方法来思考和解决问题； 掌握控制 理论的基本概念、 基本理论和基本方法并注意结合实际， 为解决工程中的控制问 题打下基础。 3．注意事项： 介绍本门课的参考书及课程总体安排。 4．课时安排： 1 学时。 5．教学手段： Powerpoint 课件。 6．作业及思考题： 借参考书，查阅与本门课有关的文献资料，了解控制理论的 应用及最新发展动态。 [教案 1-2] 第二节 控制系统的基本概念 1．主要内容： 本讲主要介绍控制系统的基本工作原理、 开环闭环和复合控制系统、 闭环控 制系统的基本组成等内容。 [教案 1-1] 第一节 概述 控制理论的发展、 控制理论在工程 给出定义，并以瓦特发明的蒸汽机
电工电子技术教案
厦门电子职业中专学校教案纸 第页
§1.1电路 一、电路的基本组成 1．什么是电路？ 电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式 联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。 如图1-1所示。 图1-1 简单的直流电路 2．电路的基本组成 电路的基本组成包括以下四个部分： (1)电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件。 提问 (2)负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。 (3) 控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。 (4) 联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。 教案纸附页 教学内容、方法、过程和板书设计教学追记
3．电路的状态 (1) 通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一 定的电压和电功率，进行能量转换。 (2) 开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。 (3) 短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重 过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气 设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。 二、电气元件符号 三、基本电路图 由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图， 简称为电路图。例如，图1-2所示的手电筒电路。 理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对 电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电 磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不 予考虑。 图1-2 手电筒的电路原理图 画图讲解 厦门电子职业中专学校教案纸 学《电子电检查
工厂电气控制技术概述
概述 电器与电气的区别 计划授课时间：2013.9.10 电器 泛指所有用电的器具，比如：电视机、电冰箱、风扇、电脑，从专业角度上来讲，主要指用于对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和元件。 按工作原理分类。 1）电磁式电器依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等。 2）非电量控制电器依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等。 按动作原理分类 (1)手动电器用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。 (2)自动电器借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。 电气 电气就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论，应用技术，设施设备等。 电气含义 电气是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造的/维持于改善限制空间空间和环境的一门科学，叫“电气”只要是以电能传输以及使用的途径只要有两种：一是直接的电的联系，每个电压等级内的所有用电设备，通过导线、断路器或者隔离开关等，均有电的直接联系。二是没有电的直接联系，而是通过气隙内的磁场进行能量交换（传输），比如说变压器的各绕组之间，就是通过气隙联系的。比如电机定子之间也都是通过气隙来联系的。 电气是指电气工程的弱电部分，只要研究信息的处理、变换；电子又可分为两块：电子电路和电子系统。电子电器（电子原件：制作电路板和电子设计的电子零部件，如二极管、三极管、硅类、LED灯。电子器件：有单个和多个电路板组成的一个电子功能器件），电子系统：由电子设备组成的一个系统即——弱电工程系统 电气之于电器，该怎么理解呢？电气/电气工程(EE)，其外延涵盖了微电子，光子学，以及微机应用技术。但似乎又与我们谈论的电气有所偏差。但，可以肯定一点，大家所认同的是，电器是具体的物体形象，电气是不可触摸的分类概念！电气包含电器。“电气”者,外文翻译之词也，盖西方工业之初，动力机械均由蒸汽轮机驱动，后来则有了电，故“电气”者，开始泛指工业动力者也，然现在也无蒸汽轮机了，故干脆以电气泛指电了。 电气：根据字面的含义，感觉就是不可触摸的东西而有些却是能看到摸不着的，上面提到的以前的蒸汽机驱动，还有以前的蒸汽机火车。 从字面上的意思我认为电气在汽车上所包括的：汽车空调系统、汽车气囊、以及汽车上的一些辅助设备，空气净化器等一些设备原件。还包括一些用空气来来连接的一些开关。 电气：电气是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学。电气设备指的是使用强电的设备，电子设备指的是使用弱电的设备。 电器：凡是根据外界特定的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，继续或连续地改变电路参数，实现对电路的切换、控制、保护、检测及调节的电气设备均称为电器。 电器的范围要狭隘一些，而电气更为宽泛，与电有关的一切相关事物都可用电气表述，而电器一般是指保证用电设备与电网接通或关断的开关器件。电器侧重于个体，是元件和设备，而电气则涉及到整个系统或者系统集成。电气是广义词，指一种行业，一种专业，不具体指某种产品。电气也指一种技术，比如电气自动化专业，包括工厂电气（如变压器，供电线路）、建筑电气等；电器是实物词，指有具体的物质，比如电视机，空调等。 低压电器的作用与分类 控制电器按其工作电压的高低，以交流1200V、直流1500V为界，可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。
哈工大 计算机仿真技术实验报告 仿真实验四基于Simulink控制系统仿真与综合设计
基于Simulink 控制系统仿真与综合设计 一、实验目的 (1) 熟悉Simulink 的工作环境及其功能模块库； (2) 掌握Simulink 的系统建模和仿真方法； (3) 掌握Simulink 仿真数据的输出方法与数据处理； (4) 掌握利用Simulink 进行控制系统的时域仿真分析与综合设计方法； (5) 掌握利用 Simulink 对控制系统的时域与频域性能指标分析方法。 二、实验内容 图2.1为单位负反馈系统。分别求出当输入信号为阶跃函数信号)(1)(t t r =、斜坡函数信号t t r =)(和抛物线函数信号2/)(2t t r =时，系统输出响应)(t y 及误差信号)(t e 曲线。若要求系统动态性能指标满足如下条件：a) 动态过程响应时间s t s 5.2≤；b) 动态过程响应上升时间s t p 1≤；c) 系统最大超调量%10≤p σ。按图1.2所示系统设计PID 调节器参数。 图2.1 单位反馈控制系统框图
图2.2 综合设计控制系统框图 三、实验要求 (1) 采用Simulink系统建模与系统仿真方法，完成仿真实验； (2) 利用Simulink中的Scope模块观察仿真结果，并从中分析系统时域性能指标（系统阶跃响应过渡过程时间，系统响应上升时间，系统响应振荡次数，系统最大超调量和系统稳态误差）； (3) 利用Simulink中Signal Constraint模块对图2.2系统的PID参数进行综合设计，以确定其参数； (4) 对系统综合设计前后的主要性能指标进行对比分析，并给出PID参数的改变对闭环系统性能指标的影响。 四、实验步骤与方法 4.1时域仿真分析实验步骤与方法 在Simulink仿真环境中，打开simulink库，找出相应的单元部件模型，并拖至打开的模型窗口中，构造自己需要的仿真模型。根据图2.1 所示的单位反馈控制系统框图建立其仿真模型，并对各个单元部件模型的参数进行设定。所做出的仿真电路图如图4.1.1所示。
汽车电子控制技术 课程教案
营口职业技术学院教案（2009 ～2010 学年第2学期） 教学单位：机电工程系 课程名称：汽车电子控制技术 任课班级：07汽车检测与维修 任课教师：徐罕
第一节安全气囊系统的组成与原理 1、安全气囊系统的功用 安全气囊系统（SRS）是座椅安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下能充分发挥保护驾驶员与乘员的作用。据有关资料统计，安全带对驾驶员与乘员的保护程度占70%，安全气囊的保护程度为20%以上。为此，汽车装备了座椅安全带和安全气囊等被动保护装置，以尽量减轻碰撞对人体的伤害。 2、安全气囊系统的种类 （1）按传感器的类型分类 ①机械式安全气囊系统 ②电子式安全气囊系统 （2）按碰撞类型分类 ①正面防撞安全气囊 ②侧面防撞安全气囊 ③顶部防撞安全气囊 3、安全气囊系统的组成 尽管各款汽车的安全气囊在控制部件的结构、数量和安装位置各有不同，但其基本组成大致相同，主要由传感器、安全气囊组件、安全气囊系统指示灯和SRS ECU四部分组成。安全气囊系统的基本构成如图9-1所示。
图9-1 安全气囊系统的构成 4、安全气囊系统的基本工作原理 当汽车在行驶过程中遭受正面撞击或侧面撞击时，安全气囊的工作原理完全相同，如图9-2所示。 图9-2 安全气囊系统工作原理 5、安全气囊系统的动作过程 汽车以车速50km/h与前面障碍物碰撞，安全气囊系统的动作过程如图9-3所示。
a）b） c）d） 图9-3 安全气囊系统的动作过程 a）尚未引爆b）气囊充满c）能量吸收d）气体溢出 6、安全气囊系统的有效范围 汽车安全气囊系统并非在所有碰撞情况下都能起作用。正面安全气囊只有在汽车正前方或斜前方±30°角范围内发生碰撞，且纵向减速度达到设定值时系统才能工作。如图9-4所示在下列条件之一的情况下，安全气囊不会动作。 （1）汽车遭受侧面碰撞超过斜前方±30°角时； （2）汽车遭受横向碰撞时； （3）汽车遭受后方碰撞时； （4）汽车发生绕纵向轴线侧翻时； （5）纵向减速度未达设定值时； （6）汽车正常行驶、正常制动或在路面不平的道路条件下行驶时。 图9-4 正面碰撞时安全气囊的有效范围
工业电气控制技术简答题
1、 交流和直流电磁铁的区别？ 直流电磁铁没有铁心消耗，瘦长型，吸合过程电流不变，磁通变大。 交流电磁铁有铁心消耗，矮胖型，吸合过程磁通不变，电流变小。 2、什么是吸力特性？什么是反力特性？吸力特性和反力特性如何配合？什么是返回系数？ 电磁机构的吸引线圈通电后，铁心吸引衔铁的电磁吸力与气隙的关系曲线称为吸力特性。 电磁机构使衔铁释放的力与气隙的关系曲线称为反力特性。 配合：（1）吸合过程中，吸力必须大于反力。（2）释放衔铁时，反力必须大于剩磁吸力。 复归值r χ与动作值o χ之比称为返回系数或恢复系数f χ。 3、影响接触电阻的因素？ （1）接触元件的材料。触头材料的电阻系数越大接触电阻越大，材料屈服点越小接触电阻越小。 （2）表面粗糙度。接触面越粗糙，越容易被污染和氧化，也越容易生成膜电阻，因而接触电阻也就越大。 （3）接触压力。接触面受压后总有弹性及塑性形变，使接触面积增大。 （4）接触形式。接触形式分为点接触、线接触和面接触。 4、桥式触点灭弧有什么好处？常用的典型灭弧装置？ 桥式触电灭弧的好处：一方面使电弧拉长，另一方面使电弧温度降低，有助于电弧熄灭。 常用的典型灭弧装置：简单灭弧、弧罩与纵缝灭弧装置、栅片灭弧装置、、固体产气灭弧装置、石英砂灭弧装置、磁吹灭弧装置、油吹灭弧装置、气吹灭弧装置、真空灭弧装置、无弧分断。 5 6、交流接收器有何用途？主要由哪几部分组成，各起什么作用？ 交流接触器用于频繁地接通或断开交流主电路，大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。具有远距离操作功能和失压(欠压)保护功能。 主要有电磁机构、主触头及灭弧罩、辅助触头、反力装置、支架和底座等几部分组成。 接触器的执行机构用来接通或者断开被控制电路，主触头接通或断开主电路，辅助触头接通或断开控制电路。接触器的判断部分为反力装置，它由释放弹簧和触点弹簧组成，支架和底座用于接触器的固定和安装，灭弧室起分断时熄灭电弧的作用。 7、什么是主令电器？常用的主令电器主要有哪几种？ 主令电器是一种机械操作的控制电器。它对各种电气系统发出控制指令，使继电器和接触器动作，控制电力拖动系统中电动机的起动、停车、制动以及调速。 常用的主令电器有：控制按钮、指示灯、行程开关、接近开关、转换开关、万能转换开
控制系统仿真课程设计
控制系统仿真课程设计 （2014级） 题目控制系统仿真课程设计学院 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 完成日期
实验一 交流异步电机动态仿真 一．设计目的 1．了解交流异步电机的原理，组成及各主要单元部件的原理。 2. 设计交流异步电机动态结构系统； 3．掌握交流异步电机调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。 二．设计原理 异步电机工作在额定电压和额定频率下，仿真异步电机在空载启动和加载过程中的转速和电流变化过程。仿真电动机参数如下： 1.85, 2.658,0.2941,0.2898,0.2838s r s r m R R L H L H L H =Ω=Ω===， 2 0.1284Nm s ,2,380,50Hz p N N J n U V f =?===，此外，中间需要计算的参数如下：2 1m s r L L L σ=-， r r r L T R =，22 2 s r r m t r R L R L R L +=，10N m TL =?。αβ坐标系状态方程： 其中，状态变量： 输入变量： 电磁转矩： 2p m p s r s L r d ()d n L n i i T t JL J βααωψψβ=--r m r r s r r d 1d L i t T T ααβαψψωψ=--+r m r r s r r d 1d L i t T T ββαβψψωψ=-++22s s r r m m m s r r s s 2r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ααβαα σψωψ+=+-+22 s s r r m m m s r r s s 2 r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ββαββ σψωψ+=--+[ ] T r r s s X i i αβαβωψψ=[ ] T s s L U u u T αβ=() p m e s s s s r n L T i i L βααβ ψψ=-
通用技术《认识传感器》课件及其教案
通用技术《认识传感器》课件及其教案 选修 选修1：电子控制技术 电子控制技术是一门运用电子电路实现信息或能量改变的技术。本模块提供了学习设计和制作电子控制系统的机会，以使学生接触和尝试解决更具有趣味、更富有价值的技术问题。 本模块由“传感器”“数字电路”“电磁继电器”和“电子控制系统及其应用”四个主题组成。前面三个主题分别阐述电子控制系统的三个组成部分，突出各个组成部分的作用。第四个主题是将前三个主题组合成一个控制系统，并通过应用性设计，对“技术与设计1”和“技术与设计2”内容进行应用、综合和拓展。 通过本模块的学习，学生应该了解电子控制电路的构成，知道数字电路的基础知识及其在电子控制技术中的应用；学会设计和安装电子控制电路，能运用系统的方法分析电子控制的过程和可能发生的故障，并用试验的方法进行优化，以提高解决实际技术问题的能力。 教学中应密切结合学生的生活经验和典型实例，把重点放在电子控制电路的实际运用和改进上，强调综合运用系统和控制的方法，分析和解决设计中遇到的问题。 (一) 传感器 【课程目标】 1．认识常见的传感器，能用多用电表检测传感器。 2．知道传感器的作用及其应用。 【学习要求】 1．能认识常见传感器的实物外形和电路符号。 2．能使用多用电表检测光敏传感器、热敏传感器等常见传感器。 3．知道传感器的作用和应用。 【教学建议】 1．在教学中，应尽量收集多种传感器实物，让学生从外形上认识常见的传感器。 2．在教学中，可通过人体的感觉器官与传感器的对应类比，引入并认识传感器的特性。 3．在传感器的应用案例教学中，可通过实地观察、调查、咨询、查阅产品说明书或有关的技术资料等多种方式，了解各种传感器在生活、生产、军事等方面的应用，分析它在电子控制系统中的作用。如：热敏传感器可以在自动电饭锅、冰箱等电器中用来控制温度。 (二) 数字电路 【课程目标】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号的优点。 2．知道数字信号中“1”和“0”的意义，了解数字电路是一种能够方便地处理“1”和“0”两种状态的电路。 3．了解晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用。 4．熟悉与门、或门和非门等三种基本逻辑门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 5．知道与非门、或非门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 6．知道常见的数字集成电路的类型，并能用数字集成电路安装简单的实用电路装置。 7．能够对数字电路进行简单的组合设计和制作，并进行试验。 【学习要求】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号中“1”和“0”