电气传动自动控制系统课程设计
课程设计报告书
题目：电气传动自动控制系统
报告人：王宗禹
学号：1043031325
班级：2010级34班
指导教师：肖勇
完成时间：2013年7月日
同组人：王大松
秦缘
龚剑
电气信息学院专业实验中心
一．设计任务
1．设计目标：
（1）系统基本功能：该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，系统在工作范围内能稳定工作
（2）已知条件：
（3）稳态/动态指标:静态：s% ≤ 5% D = 3
动态：σi% ≤ 5% σn% ≤ 10%
(4)期望调速性能示意说明:静差率小于5%，调速范围D=3.
（5）系统电路结构示意图：
2.客观条件：
（1）使用设备列表清单及主要设备功能描述：
二．系统建模（系统固有参数测定实验内容）
1.实验原理
（1）变流电源内阻Rn的测定：
a.电路示意图如下：
可以等效如下：
b.利用伏安法可以测出内阻R n的大小，方法是在电机静止，电枢回路外串限流电阻，固定控制信号 Uct 大小，0.5A≤Id ≤1A的条件下用伏安法测量Ud1，Id1和Ud2，Id2；利用公式可以求得Rn。
（2）电枢内阻 Ra、平波电感内阻 Rd的测定：
a.电路示意图如下：
b.实验方法步骤：
◆电机静止，电枢回路外串限流电阻
◆固定控制信号Uct 大小，Id ≈1A(额定负载热效点)
◆使电枢处于三个不同位置（如上图约120o对称）进行三次测量(Ura，Urd，Id)，求 Ra ，
Rd 的平均值.
(3)电动机电势转速系数 Ce的测定：
a.实验原理：
由公式
可以推导出Ce的测定公式：
b.实验方法步骤：
◆空载启动电机并稳定运行（I d0大小基本恒定）
◆给定两个大小不同的控制信号Uct ，测量两组稳定运行时的Ud、n数据
(4)整流电源放大系数 Ks的测定：
a.实验原理：
Ks可以根据公式Ud0=Ks*Uct可知Ks就是以Uct为横坐标Ud0为纵坐标的如下图曲线中线性段的斜率。故可以通过公式测定Ks.
b.实验方法步骤：
◆分级调节控制信号U ct大小，并保持I d≤1A
◆在U d0有效范围内，测量每一组U ct，U d，I d，数据应大于10 组以上，测量上限不低
于最大理想空载整流输出电压U d0max
◆按U d0 = U d+I d×R n 作出电源输入-输出特性曲线(用Excel生成)
◆取线性段3段以上斜率，求其平均值得Ks
（5）电枢回路电磁时间常数 TL的测定：
a.电路示意图：
b.实验原理：可以根据公式L=Ld+La与TL=L/R∑求得TL
c.实验方法步骤：
◆断开电枢回路连线
◆使用电感表测量电枢回路总电感量 L
(6)电枢回路机电时间常数Tm的测定：
a.实验原理：由下列公式可以推导出Tm的公式
b.实验方法步骤：
◆电机空载，突加给定，并使起动峰值电流达到系统设定最大电流I dm
◆记录 id 波形，由下列公式计算Tm
2.原始数据
（1）
Ud1 214V Id1 0.5A
Ud2 207V Id2 1.0A
Urd Ura Id
11.88V 20.68V 1A
11.82V 20.59V 1A
11,88V 20.65V 1A
（3）
Ud(V) n(r/min)
78 537
144 999
(4)
Ud(V) Id(A) Uct(V)
286 0.80 4.585
268 0.75 3.444
251 0.70 2.825
233 0.65 2.359
213 0.60 1.991
195 0.55 1.729
178 0.50 1.521
157 0.45 1.306
138 0.40 1.141
118 0.35 0.989
102 0.30 0.878
84 0.25 0.773
67 0.20 0.656
Ld La
671mH 345mH
(6)实验波形如下：
3.数据处理
(1)Rn=（Ud2-Ud1）/（Id1-Id2）=（207-214）/（0.5-1.0）Ω=14Ω
(2)Rd=1/3*（11.88V/1A+11.82V/1A+11.88V/1A）=11.86Ω
Ra=1/3*（20.68V/1A+20.59V/1A+20.65V/1A）=20.64Ω
(3)Ce=(Ud2-Ud1)/(n2-n1)=(144-78)/(999-537)V*min/r=0.1428 V*min/r
(4)用Excel处理：可以用公式Ud0=Ud+Id*Rn直接生成Ud0这一列的结果，表格如下：
Ud(V) Id(A) Ud0(V) Uct(V)
286 0.80 297.2 4.585
268 0.75 278.5 3.444
251 0.70 260.8 2.825
233 0.65 242.1 2.359
213 0.60 221.4 1.991
195 0.55 202.7 1.729
178 0.50 185 1.521
157 0.45 163.3 1.306
138 0.40 143.6 1.141
118 0.35 122.9 0.989
102 0.30 106.2
0.878
84 0.25 87.5 0.773
67 0.20 69.8 0.656
再用Excel插入散点图功能生成如下图形：
取图中线性段四段求斜率如下：
Ks1=(106.2-69.8)/(0.878-0.656)≈164
Ks2=(143.6-106.2)/(1.141-0.878)≈142
Ks3=(185-143.6)/(1.521-1.141)≈109
Ks4=(221.4-185)/(1.991-1.521)≈77
求得平均值：
Ks=(164+142+109+77)/4=123
(5)L=Ld+La=671mH+345mH=1016mH
TL=L/R∑=L/(Rn+Ra+Rd)=1016mH/(14Ω+20.64Ω+11.86Ω)=21.8ms=0.0218s (6) 通过作图工具处理如下：
可以知道s的面积是10.75*(1.4/8A)*50ms=94.0625A*ms
由此可以计算出Tm=s/(Idm-Idz)=94.0625A*ms/[7*(1.4/8A)]≈0.0767s
4.实验结果
电动机电枢内阻 R a20.64Ω
电势转速系数 Ce 0.1428 V*min/r
整流电源等效内阻 R n14Ω
放大系数 Ks 123
平波电感直流内阻 R d11.86Ω
电枢回路总电阻 R∑= R a+ R n+ R d46.5Ω
电磁时间常数 T L0.0218s
机电时间常数 T m0.0767s
三．系统设计
1.系统理论设计内容（系统传递函数结构图，设计步骤、PI参数计算及电路实现结果等）（1）系统设计理论：
控制系统的动态性能指标：
?动态性能指标总结：
（1）跟随性能
超调量 （%）反映系统的动态调节稳定性能
上升时间 tr 反映系统的动态调节快速性能
调节时间 ts 反映系统的动态调节过渡周期（2）抗扰性能
动态降落比△C max% 反映系统扰动引起的最大动态误差恢复时间 tr 反映系统的动态抗扰调节快速性能
上述指标对应的给定和扰动均为阶跃信号
◆调节器的工程设计方法：
?工程设计方法：
在设计时，把实际系统校正或简化成典型系统，可以利用现成的公式和图表来进行参数计算，设计过程简便得多。
?调节器工程设计方法所遵循的原则是：
（1）概念清楚、易懂；
（2）计算公式简明、好记；
（3）不仅给出参数计算的公式，而且指明参数调整的方向；
（4）能考虑饱和非线性控制的情况，同样给出简单的计算公式；
（5）适用于各种可以简化成典型系统的反馈控制系统。
?在典型系统设计的基础上，利用MATLAB/SIMULINK进行计算机辅助分析和设计，可设计出实用有效的控制系统。
?控制系统的开环传递函数都可以表示成：
（3-9）
?分母中的s r项表示该系统在s= 0处有r重极点，或者说，系统含有r个积分环节，称作r型系统。
?为了使系统对阶跃给定无稳态误差，不能使用0型系统（r=0），至少是Ⅰ型系统（r =1）；当给定是斜坡输入时，则要求是Ⅱ型系统（r =2）才能实现稳态无差。
?选择调节器的结构，使系统能满足所需的稳态精度。由于Ⅲ型（r =3）和Ⅲ型以上的系统很难稳定，而0型系统的稳态精度低。因此常把Ⅰ型和Ⅱ型系统作为系统设计的目标。
◆典型Ⅰ型系统：
?作为典型的I型系统，其开环传递函数选择为
（3-10）
式中，T——系统的惯性时间常数；K——系统的开环增益。
?对数幅频特性的中频段以-20dB/dec的斜率穿越零分贝线，只要参数的选择能保证足够的中频带宽度，系统就一定是稳定的。
?只包含开环增益K和时间常数T两个参数，时间常数T往往是控制对象本身固有的，唯一可变的只有开环增益K 。设计时，需要按照性能指标选择参数K的大小。
?典型Ⅰ型系统的对数幅频特性的幅值为：
得到
?相角裕度为
?K值越大，截止频率ωc也越大，系统响应越快，相角稳定裕度γ越小，快速性与稳定性之间存在矛盾。
?在选择参数K时，须在快速性与稳定性之间取折衷。
◆动态跟随性能指标：
?典型Ⅰ型系统的闭环传递函数为
?过阻尼动态响应较慢，一般把系统设计成欠阻尼，即 0< < 1。
?超调量（3-13）
?上升时间（3-14）
?峰值时间（3-15）
?当调节时间在、误差带为的条件下可近似计算得
（3-16）
?截止频率（按准确关系计算）（3-17）
?相角稳定裕度（3-18）
◆动态抗扰性能指标：
?影响到参数K的选择的第二个因素是它和抗扰性能指标之间的关系，
?典型Ⅰ型系统已经规定了系统的结构，分析它的抗扰性能指标的关键因素是扰动作用点，
?某种定量的抗扰性能指标只适用于一种特定的扰动作用点。
?电压扰动作用点前后各有一个一阶惯性环节，?采用PI调节器
?在计算抗扰性能指标时，为了方便起见，输出量的最大动态降落ΔC max用基准值C b的百分数表示，
?所对应的时间t m用时间常数T的倍数表示，
?允许误差带为±5%C b时的恢复时间t v也用T的倍数表示。
?取开环系统输出值作为基准值，即C b=Fk2 (3-21)
◆典型Ⅱ型系统：
?典型Ⅱ型系统的开环传递函数表示为：
（3-22）
?典型II型系统的时间常数T也是控制对象固有的，而待定的参数有两个：K 和 。
?定义中频宽：(3-23)
?中频宽表示了斜率为20dB/sec的中频的宽度，是一个与性能指标紧密相关的参数。
图3-13 典型Ⅱ型系统
(a)闭环系统结构图 (b)开环对数频率特性
?(3-24)
?改变K相当于使开环对数幅频特性上下平移，此特性与闭环系统的快速性有关。
?系统相角稳定裕度为：
?τ比T大得越多，系统的稳定裕度就越大。
?采用“振荡指标法”中的闭环幅频特性峰值最小准则，可以找到和两个参数之间的一种最佳配合。
(3-25)
(3-26)
?在确定了h之后，可求得：(3-29)
(3-30)
◆动态跟随性能指标：
?按Mr最小准则选择调节器参数，典型Ⅱ型系统的开环传递函数为:
?系统的闭环传递函数 :
?当R(t)为单位阶跃函数时，，则:
(3-31)
◆动态抗扰性能指标:
?在扰动作用点前后各有一个积分环节，用作为一个扰动作用点之前的控制对象
?取
?于是（3-33）（3-32）
?在阶跃扰动下,,按M rmin准则确定参数关系
（3-34）
?取2T时间内的累加值作为基准值 C b = 2FK2T （3-35）
?由表3-5中的数据可见，h值越小,也越小，tm都短，因而抗扰性能越好。
?但是，当 h<5 时，由于振荡次数的增加，h 再小，恢复时间tv 反而拖长了。
?h=5是较好的选择，这与跟随性能中调节时间ts 最短的条件是一致的（见表3-4）。?典型I型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差上有区别。
?典型I型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差。
?典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。
国家开放大学电大《电气传动与调速系统》《机电控制工程基础》网络课形考网考作业(合集)答案
国家开放大学电大《电气传动与调速系统》《机电控制工程基础》网络课形考网考作业(合集)答案 《电气传动与调速系统》网络课答案 形考任务1 一、选择题（每小题5分，共40分） 题目1 电气传动系统做旋转运动时，其运动方程为（）。 选择一项： 题目2 如图所示的旋转运动系统（箭头方向表示转矩的实际方向），系统的运动状态是（）。 选择一项： A. 匀速 B. 加速 C. 静止 D. 减速 题目3 如图所示的负载机械特性属于（）。 选择一项： A. 恒功率负载机械特性 B. 位能性恒转矩负载机械特性 C. 反抗性恒转矩负载机械特性 D. 直线型负载机械特性 题目4 如图所示的电动机机械特性（曲线1）与负载机械特性（曲线2）相交的交点分别为A和B，以下说法正确的是（）。选择一项： A. A点是稳定运行点，B点是稳定运行点 B. A点是稳定运行点，B点不是稳定运行点 C. A点不是稳定运行点，B点不是稳定运行点
D. A点不是稳定运行点，B点是稳定运行点 题目5 直流电动机的换向器与电刷配合，可将电枢绕组内的（）变换为电刷上的直流电势。 选择一项： A. 交流电势 B. 直流电势 C. 恒定电压 D. 不变电势 题目6 如图所示为他励直流电动机的机械特性曲线组，表示的是（）的人为机械特性。 选择一项： A. 减弱磁通 B. 降低电源电压 C. 电枢回路串电阻 D. 增大磁通 题目7 如图所示为他励直流电动机的工作特性曲线，下述表达正确的是（）。 选择一项： A. 曲线1是转速特性，曲线2是效率特性，曲线3是转矩特性 B. 曲线1是转矩特性，曲线2是效率特性，曲线3是转速特性 C. 曲线1是效率特性，曲线2是转速特性，曲线3是转矩特性 D. 曲线1是转速特性，曲线2是转矩特性，曲线3是效率特性 题目8 如图所示他励直流电动机机械特性与负载机械特性曲线的交点a,b,c,d，下述表达正确的是（）。 选择一项： A. 从a点到b点是属于调速运行，从c点到d点属于调速运行 B. 从a点到c点是属于调速运行，从c点到d点属于调速运行 C. 从a点到c点是属于调速运行，从b点到d点属于调速运行 D. 从a点到b点是属于调速运行，从b点到d点属于调速运行 二、判断题（每小题5分，共40分） 题目9 当传动系统做旋转运动时，作用在电动机轴上的电磁转矩T和负载转矩TL之差，即T-TL=△T称为动态转矩，当△T>0，即dn/dt > 0时，系统处于加速运行状态。（）
自动控制系统课程设计说明书
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：自动控制理论课程设计 设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 院系：电气学院电气工程系 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2016.6.6-2016.6.19 手机： 工业大学教务处
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
直线一级倒立摆控制器设计 摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言 摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。 本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模 一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。
电气传动及控制A卷
电气传动及控制 ( A卷 ) 一、单项选择题（本大题共40分，共 20 小题，每小题 2 分） 1. 某单闭环直流调速系统的开环放大系数为19时，额定负载下电动机转速降落为8r/min，如果开环速降不变，要使闭环速降降为4r/min，则开环放大系数应为（）。 A. 19 B. 29 C. 39 2. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和（）。 A. 超调量 B. 静差率 C. 恢复时间 3. 恒Eg/ω1调速系统，最大电磁转矩（）。 A. 与ω1无关 B. 随ω1增大而增大 C. 随ω1增大而减小 4. 转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时， ASR的输出量取决于（）。 A. 负载电压 B. 电源频率 C. 负载电流 5. 正弦波脉宽调制的英文缩写是（） A. PID B. PWM C. SPWM D. PD 6. 静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，则静差率( ) A. 越小 B. 越大 C. 不变 D. 不确定 7. 在典型I型系统中，当时间常数T已知时，随着放大系数K减小，超调量（）。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 8. 转速、电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是 ( ) A. PID B. PI C. P 9. 双闭环无静差V-M调速系统中，增加反馈系数β，系统稳定后转速反馈电压（）。 A. 增加 B. 不变 C. 减小 10. 在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，突增负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较负载变化前是（）了。 A. 增加 B. 不变 C. 减小 11. SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的（） A. 正弦波 B. 方波 C. 等腰三角波
电气传动及控制 ( 第2次 )
第2次作业 一、单项选择题（本大题共100分，共 40 小题，每小题 2.5 分） 1. 双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct的大小取决于（）。 A. Idl B. n C. n和Idl D. α和β 2. 在交—直—交变频装置中，若采用不控整流，则PWM逆变器的作用是 （）。 A. 调压 B. 调频 C. 调压调频 D. 调频与逆变 3. 转速、电流双闭环调速系统在稳态工作点上时，给定电压决定的是（） A. 负载电流 B. 转速 C. 电枢电流 D. 控制电压 4. 异步电动机变压变频调速时，采用（）控制方式，可获得一线性机械特性。 A. U1／f1=常值 B. Eg/f1=常值 C. Es/f1=常值 D. Er/f1=常值 5. 普通串级调速系统中，逆变角，则（）。 A. 转速上升，功率因数下降 B. 转速下降，功率因数上升 C. 转速上升，功率因数上升 D. 转速下降，功率因数下降 6. 在单闭环反馈控制系统中，不能被抑制变化是（） A. 放大器输出电压漂移 B. 测速反馈系数变化 C. 电动机励磁变化 D. 主电路电阻增大 7. 速度单闭环系统中，不能抑制（）的扰动。 A. 调节器放大倍数 B. 电网电压波动 C. 负载 D. 测速机励磁电流 8. 某闭环调速系统的调速范围是1500～150r/min，要求系统的静差率s 2%，那么系统允许的静态速降是（）。 A. 3.06r/min B. 4.13r/min C. 4r/min 9. 不属于双闭环直流调速系统的起动过程中阶段为（） A. 电流上升 B. 恒流升速 C. 转速调节 D. 全压起动 10. 在转速开环的交-直-交电流源变频调速系统中,GFC的作用是( ) A. 加快 频率环节的变化 B. 加快电压环节的变化 C. 减慢频率环节的变化 D. 减慢电压环节的变化 11. 下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是（） A. 只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的 B. 反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动 C. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定 D. 系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度 12. 在转速电流双闭环调速系统中，选用了典型Ⅱ型系统，因为转速环性能是以（） A. 跟随为主 B. 抗扰为主 C. 静态为主 D. 稳态为主 13. 闭环系统的静特性表示闭环系统电动机的稳态关系是（）。 A. 转速与电枢回路总电阻间的 B. 转速与给定电压间的 C. 转速与负载电流间的 D. 转速与开环放大系数间的 14. 一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（）。 A. 两个调节器都饱和 B. 两个调节器都不饱和 C. ST饱和，LT不饱和 D. ST不饱和，LT饱和15. 中频段越宽，则系统的（） A. 稳定性越好 B. 快速性越好 C. 稳态精度越高 D. 抗干扰能力越强 16. 异步电动机VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是（） A. 补偿定子电
电气传动技术应用报告
2009秋机电一体化（工业控制PLC）专科 《电气传动技术及应用》 课程设计任务书 姓名：xxx 学号：xxxxxxxx 校区：南汇分校 上海电视大学 2011年12月
一、课程设计概述 电气传动技术课程是本专业的一门专业课，主要讲述交、直流电动机原理及其应用，是一门实践性很强的课程，通过电气传动技术的课程设计，掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。 课程设计模拟工厂常用的生产流水线，设计一条电动机驱动的输送带，根据加工工艺要求，在输送带上的工件大小和重量是变化的，输送的位置和距离根据不同的要求，有所变化，要求正确的选择电动机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件，需要采取的措施。 二、课程设计任务 有一条生产流水线的输送带如下图所示，在装料点0，按生产节拍依次装上各种电动机的零配件：A转子、B定子、C前端盖、D后端盖、E底座。分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。输送带采取带上无零配件的空载启动，在传送中，自动控制系统使输送带上始终只有一个零配件，而且两个零配件传送过程中无间隔、停顿。各种零配件依次送完后，再重复循环传送，…。传动系统设计参数： 空载负载力矩T L0 = 400N·m 输送带的输送速度ν= 12m/min； 输送带的加速度dv/dt = s2； 电源供电电压3相380V、变压器容量20Kva 电压波动安全系数。
传动系统的减速装置第一级减速采用皮带轮，第二和第三级采用齿轮减速箱，参数见表1： 工艺要求送料的次序和位置见表2： 假设四极交流电动机转速1470 r/min、六极970 r/min，功率以分档，Tst/T N=，Tmax/T N=2，电源电压波动安全系数。（计算中保留两位小数点）
电器传动专题报告
电器传动专题报告 本报告主要内容为双闭环调速系统调试与测试的过程及结果，其中包括了实验设计过程，原始设备参数的测量，参数设计，实验仿真和系统的实际调试结果等内容，最终得到符合要求的双闭环调速系统。 本报告开始部分明确了课程设计任务，随后是对本课题的发展现状及背景的一些研究情况，之后介绍了所用设备以及实验台的具体情况。接下去详细说明了电机各个参数的测试过程及结果，并在其基础上进行调节器参数计算设置，给出了计算机仿真过程和结果。最后部分是现场调试的过程及说明并给出结论。 直流电动机具有优良的起动，制动和调速性能。直至今日，直流电动机仍然是大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制首选。因为它具有良好的线性特性，优异的控制性能，高效率等优点。而双闭环调速系统则可以在保证系统稳定性的基础上实现转速无静差，且有良好的动态特性特别是启动特性，能有效地控制电机，提高其运行性能，应用广泛，值得加以研究，对国民经济具有十分重要的现实意义。 1、课程设计任务书 内容：设计并调试直流双闭环调速系统。 硬件结构：电流环与转速环（两个PI调节器）。 驱动装置：晶闸管整流装置。 执行机构：直流电机。 性能指标：稳态：无静差。 动态：电流超调量小于5%；空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。 2、课题的发展状况研究意义 调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。在50年代末晶闸管出现，晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。晶闸管－电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统，广泛应用于世界各国。
近几年，交流调速飞速发展，逐渐有赶超并代替直流调速的趋势。直流调速理论基础是经典控制理论，而交流调速主要依靠现代控制理论。不过最近研制成功的直流调速器，具有和交流变频器同等性能的高精度、高稳定性、高可靠性、高智能化特点。同时直流电机的低速特性，大大优于交流鼠笼式异步电机，为直流调速系统展现了无限前景。单闭环直流调速系统对于运行性能要求很高的机床还存在着很多不足，快速性还不够好。而基于电流和转速的双闭环直流调速系统静动态特性都很理想。 电气传动技术在我国经济和社会的发展中发挥着举足轻重的作用,随着现代科学技术的不断发展,越来越多的先进技术融入到电气传动技术的研究中,这促 使电气传动技术不断向着实用化、智能化、信息化、交流化、数字化、集成化和绿色化的方向发展。 3、设备选型 直流伺服电动机(355W,110V,4.1A,1500R.P.M) 型号:130SZ01 功能: 体积小、重量轻、力能指标高、噪声低、产品系列化程度高、零部件通用化程度强等特点，被广泛应用于各种机械及自动化控制系统中作执行元件。 市场价格:490元 交直流电流传感器（IN：AC/DC 0-5A；OUT：DC 0-5V） 型号:WBI125E01 受限制:输入电流范围大小在0至5A ,输出电压范围大小在0至5V ，电流测量精度为+0.5% 工作原理: 光电隔离原理、磁调制隔离原理 功能: 检测交流供电线路的电流值时，为防止损坏测试系统、危害人身安全，检测系统不能与强电直接相连。交直流电流传感器可以将待检测的电流信号转换为便于测量的直流信号并进行隔离传送，构成一个具有隔离功能的检测电路，以保证系统电路和操作人员的安全。可对电网或电路中的交直流电流进行实时测量，具有体积小、响应快、高精度、低漂移等特点。输入、输出回路完全隔离，输出信号与电源共地，可以直接与各型A/D转换器配接，构成数据集中采集系统。 市场价格:170元
自动控制课程设计~~~
指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学 移通学院 自动控制原理课程设计报告 系部： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 设计时间：2013年12 月 重庆邮电大学移通学院制
目录 一、设计题目 二、设计报告正文 摘要 关键词 设计内容 三、设计总结 四、参考文献
一、设计题目 《自动控制原理》课程设计（简明）任务书——供2011级机械设计制造及其自动化专业（4-6班）本科学生用 引言：《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，更不同于课堂教学。它主要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识，掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法，对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。 一设计题目：Ｉ型二阶系统的典型分析与综合设计 二系统说明： 该Ｉ型系统物理模拟结构如图所示。 系统物理模拟结构图 其中：Ｒ＝1MΩ；C =1uF；R0=41R 三系统参量：系统输入信号：x(t)； 系统输出信号：y(t)；
四设计指标： 设定：输入为x(t)=a×1（t）（其中：a=5） 要求动态期望指标：M p﹪≤20﹪；t s≤4sec； 五基本要求： a)建立系统数学模型——传递函数； b)利用根轨迹方法分析和综合系统（学号为单数同学做）； c)利用频率特性法分析和综合系统（学号为双数同学做）； d)完成系统综合前后的有源物理模拟（验证）实验； 六课程设计报告： 1.按照移通学院课程设计报告格式写课程设计报告； 2.报告内容包括：课程设计的主要内容、基本原理； 3.课程设计过程中的参数计算过程、分析过程，包括： （1）课程设计计算说明书一份； （2）原系统组成结构原理图一张（自绘）； （3）系统分析，综合用精确Bode图一张； （4）系统综合前后的模拟图各一张（附实验结果图）； 4.提供参考资料及文献 5.排版格式完整、报告语句通顺； 6.封面装帧成册。
2013年4月考试电气传动及控制第三次作业
2013年4月考试电气传动及控制第三次作业 一、作图题（本大题共8分，共 2 小题，每小题 4 分） 1. 采用比例调节器控制的有静差单闭环直流调速系统，当负载转矩由TL1突增到TL2时，有静差调速系统的转速n的变化过程如下图所示，试画出偏差电压 Un和控制电压Uc的变化过程示意图。 2. 采用积分调节器控制的无静差单闭环直流调速系统，当负载转矩由TL1突增到TL2时，无静差调速系统的转速n的变化过程如下图所示，试画出偏差电压ΔUn和控制电压Uc的变化过程示意图。 二、计算题（本大题共36分，共 9 小题，每小题 4 分） 1.
2. 3. 4. 系统的开环传递函数为：试画出开环对数幅频特性的渐进线（伯德图），要求标出截止频率、转折频率和斜率。 5. 有一V-M调速系统。电动机参数为：P N ＝2.2kW，U N =220V，I N ＝12.5A， n N =1500r/min，电枢电阻Ra=1.2Ω，整流装置内阻Rrec=1.5Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=35。要求系统满足调速范围D=20，静差率s≤10%。（1）当 Un*=15V时，I d =I N ，n=n N ，则转速负反馈系数α应该是多少？（2）计算放大器 所需的放大倍数。 6. 7. 有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为 ，要求校正为典型II型系统，在阶跃输入下 系统超调量σ≤30%（按线性系统考虑）。试决定调节器结构，并选择其参数。 8. 系统的开环传递函数为：试画出开环对数幅频特 性的渐进线（伯德图），要求标出截止频率、转折频率和斜率。 9. 有一个系统，其控制对象的传递函数为
，要求设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量σ≤5%（按线性系统考虑）。试对该系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。 三、简答题（本大题共56分，共 14 小题，每小题 4 分） 1. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率不变型调速系统？ 2. 采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中，为何会出现饱和非线性控制？ 3. 晶闸管触发与整流装置可以看成是一个什么环节？怎样确定其时间常数？ 4. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率馈送型调速系统？ 5. 笼型异步电机变压变频调速系统，为什么要进行电压和频率协调控制？ 6. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率消耗型调速系统？ 7. 直流调速有哪些调速方法？最常用的方法是什么？为什么？ 8. 在转速负反馈有差调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量中哪些量无调节功能，为什么？ 9. PI调节器不同于P调节器的特点是什么？ 10. 在正弦波供电时，不同规律实现电压－频率协调控制，不同类型的机械特性有何特点？ 11. 为什么说异步电机是一个强耦合的多变量系统？ 12. 笼型异步电机采用恒压频比控制时，为何要进行低频定子压降补偿？ 13. 采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中，为何会出现转速超调？ 14. 为什么说异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性系统？ 答案： 一、作图题（8分，共 2 题，每小题 4 分） 1. 参考答案：
电气传动课程设计报告-
电气传动课程设计 班级：06111102 姓名：古海君 学号：1120111573 其它小组成员： 余德本 梁泽鹏 王鹏宇 2014．10．2
摘要 本次课程设计要求设计并调试出直流双闭环调速系统。通过搭建电流环（内环）和转速环（外环）使系统稳态无静差，动态时电流超调量小于5%，并且空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。系统的驱动装置选用晶闸管，执行机构为直流伺服电动机。 本文首先明确了课程设计任务书，对其中的相关概念进行分析。之后对课题的发展状况进行调研，了解双闭环调速系统在现代工业中的应用意义和价值。然后对实验条件作了详细介绍，包括实验台各个组成部分以及实验设备的选型和工作原理。以上内容均为课程设计准备工作，之后重点记录了实验的测试、仿真和调试过程。其中，测试部分详细介绍了各个电机参数和系统参数测试方法和数据结果，并利用这些数据计算调节器的参数；仿真部分利用matlab软件通过已经求得的参数得出计算机仿真结果，并观察是否满足任务书要求；调试部分是核心，给出了现场调试全部过程并配以图片加以说明。文章最后给出测试结果从而
得出结论，并论述了实验注意事项并加以总结。 转速电流双闭环直流调速系统是性能优良，应用广泛的直流调速系统,，它可以在保证系统稳定性的基础上实现转速无静差，并且具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点。转速电流双闭环直流调速系统的控制规律、性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础，值得更加深入的学习研究。
目录 一、课程设计任务书 (1) 二、课题的发展状况研究意义 (1) 三、设备选型 (2) 四、实验台简介 (4) 五、参数测试 (7) 六、参数设计 (15) 七、系统调试 (18) 八、系统测试结果 (26) 九、实验室安全及实验过程注意事项 (27) 十、总结和心得体会 (28) 参考文献 (28) 附1：实验过程中遇到问题及解决方法 (29) 附2：小组分工，个人主要工作及完成情况 (30)
自动控制原理课程设计实验
上海电力学院 自动控制原理实践报告 课名：自动控制原理应用实践 题目：水翼船渡轮的纵倾角控制 船舶航向的自动操舵控制 班级： 姓名： 学号：
水翼船渡轮的纵倾角控制 一．系统背景简介 水翼船(Hydrofoil)是一种高速船。船身底部有支架，装上水翼。当船的速度逐渐增加，水翼提供的浮力会把船身抬离水面(称为水翼飞航或水翼航行，Foilborne)，从而大为减少水的阻力和增加航行速度。 水翼船的高速航行能力主要依靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。 航向自动操舵仪工作时存在包括舵机（舵角）、船舶本身（航向角）在内的两个反馈回路：舵角反馈和航向反馈。 当尾舵的角坐标偏转错误!未找到引用源。，会引起船只在参考方向上发生某一固定的偏转错误!未找到引用源。。传递函数中带有一个负号，这是因为尾舵的顺时针的转动会引起船只的逆时针转动。有此动力方程可以看出，船只的转动速率会逐渐趋向一个常数，因此如果船只以直线运动，而尾舵偏转一恒定值，那么船只就会以螺旋形的进入一圆形运动轨迹。 二．实际控制过程 某水翼船渡轮，自重670t，航速45节（海里/小时），可载900名乘客，可混装轿车、大客车和货卡，载重可达自重量。该渡轮可在浪高达8英尺的海中以航速40节航行的能力，全靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求该系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。
上图：水翼船渡轮的纵倾角控制系统 已知，水翼船渡轮的纵倾角控制过程模型，执行器模型为F（s）=1/s。 三．控制设计要求 试设计一个控制器Gc（s），使水翼船渡轮的纵倾角控制系统在海浪扰动D （s）存在下也能达到优良的性能指标。假设海浪扰动D（s）的主频率为w=6rad/s。 本题要求了“优良的性能指标”，没有具体的量化指标，通过网络资料的查阅：响应超调量小于10%，调整时间小于4s。 四．分析系统时域 1.原系统稳定性分析 num=[50]; den=[1 80 2500 50]; g1=tf(num,den); [z,p,k]=zpkdata(g1,'v'); p1=pole(g1); pzmap(g1) 分析：上图闭环极点分布图，有一极点位于原点，另两极点位于虚轴左边，故处于临界稳定状态。但还是一种不稳定的情况，所以系统无稳态误差。 2.Simulink搭建未加控制器的原系统（不考虑扰动）。
电气传动及控制基础 复习思考题
复习思考题1（最新版） 1、什么叫制动状态? 什么叫电动状态? 2、电气传动系统稳定运行时电磁转矩的值由什么决定？ 3、如何判断电气传动系统是否能稳定运行？ 4、电气传动系统的动态特性由哪三要素决定？写出动态方程式，写出制动过程转速随时间变化的动态特性方程式。 5、它励直流电动机的额定参数为220V 、40A 、1000r/min ，电枢电阻Ra=0.5Ω。电动机带反抗性恒转矩负载，负载为额定负载。电动机原来以1000r/min 运行，现在要求在300r/min 的速度稳定运行，分别求出不同实现方法及其机械特性的表达式。 如果负载为50%额定负载，分别求出不同实现方法及其机械特性的表达式。 如果要求在500r/min 的速度稳定运行，分别求出不同实现方法及其机械特性的表达式。 如果要求在500r/min 的速度稳速下降运行，分别求出不同实现方法及其机械特性的表达式。 复习思考题2 1、设计带电流截止负反馈的转速闭环系统（图2.45）的调节器参数和电流截止环节的稳压管参数。 已知参数：电动机：10KW 、220V 、55A 、1000r/min 、0.5Ω， 变流器：，V-M 系统电枢回路总电阻 测速发电机：23.1W 、110V 、0.21A 、1900r/min 要求：D = 10 、S ≤ 5% 2、分别分析单闭环有静差调速系统（图2.36）电网扰动（电压增大）时和励磁电流扰动（励磁电流减小）时系统的自动调节过程。 3、比例调节器构成的转速闭环系统为什么有静差？ 4、试列写带电流正反馈的电压负反馈调速系统的静特性方程式。什么情况下可以实现电流正反馈的全补偿? 晶闸管相控电源在电流连续和电流断续时的传递函数有什么区别？为什么？ 复习思考题3 1、试分析比较有环流可逆调速系统、可控环流可逆调速系统、逻辑无环流可逆调速系统的优缺点。 2、有环流可逆调速系统是如何实现 α= β 配合控制的？该系统的制动过程有哪几个阶段？ 3、可控环流可逆调速系统是如何实现环流可控的？ 4、逻辑无环流可逆调速系统中无环流逻辑切换的条件是什么？ 无环流逻辑控制器的四个环节分别起什么作用？ 复习思考题4 1、采用工程设计法作动态设计时，如何确定校正后开环传函是典型I 型还是典型II 型? 2、小惯性环节和大惯性环节近似处理的条件和方法是什么？ 1.0R =Ω 44S K =
电气传动课程设计
电气传动课程设计 目录 第一章：电气传动课程设计任务书 第二章直流调速系统参数测试 第三章转速调节器和电流调节器的设计 第四章：直流调速系统的调试 第五章：直流调速系统的仿真 第六章：结论及分析 第七章：实验注意事项
第一章：电气传动课程设计任务书 1．实验对象和操作台 受控对象为直流电动机——发电机组，控制系统操作台为DS-II型电气控制系统综合试验台 2.设计指标要求 针对享有平台，设计内环为电流环、外环为转速环的双闭环结构调节器的调速系统。稳态指标为无静差；动态指标要求，在启动时电流超调小于5%；空载启动到额定转速时的转速超调小于10%。系统有良好的抗干扰性能。 3.课程设计工作时间安排 第一阶段：了解课程设计的任务，了解控制对象和整体试验台，进行小组分工，明确任务。 第二阶段：测试电机组各项参数和控制台整流放大倍数，转速反馈系数、电动机——发电机组电阻、电感等参数。 第三阶段：根据测量的各项参数进行理论推导和仿真，计算出电流环和转速环校正参数。 第四阶段：在实验控制操作台做实际调试，先调试内环，再调试外环，直到达到指标要求。 第五阶段：分析理论推算的结果、仿真结果和实际调试结果之间的误差，并提出解决的办法。 第六段：整体测试 第七段：分析实验结果，撰写实验报告。 第二章直流调速系统参数测试
双闭环调速系统动态结构如图1所示，要想得到系统的结构模型就必须对直流调速系统的各个参数进行测试。本章主要测试电枢回路电阻、机电时间常数、电磁时间常数、电势常数、转矩常数以及触发—晶闸管放大倍数、电流反馈系数和转速反馈系数。 图1 一、 电枢回路电阻的测定 电枢回路总电阻R=R a +R L +R n +R c ，其中R a 为电枢电阻、R L 为平波电抗器的直流电阻、R n 为整流装置的内阻、R c 为电枢回路的附加电阻、线路电阻（无附加电阻时取R c =0）。本次设计采用伏安比较法实验测定，电路按下图2接线。 图2 ~ I 将U ct 固定为某一值，改变可调电阻器的阻值两次，与此对应，测得两组可调电阻器的端电压及电枢回路的电流，利用这两组数据联立方程即可测得一个电枢回路总电阻R 的间接测量值。再将U ct 分别固定在另外几个值，仿照上述方法，又可以得到几个R 的测量值。取其平均值即可作为R 的较为合理的近似值。 电阻可由式（2-1）计算： R=（U d1 -U d2）/（I d2 -I d1）（2-1）
自动控制原理课程设计报告
自控课程设计课程设计(论文) 设计（论文）题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩
单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标： （1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。 （2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 （3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。
《电气传动技术及应用》课程设计
上海开放大学 普陀分校 《电气传动技术及应用》——课程设计 系别：信息与工程系 专业：机电一体化 班级： 学生姓名： 指导教师： 日期：
设计编号： 目录 设计任务书 一、课程设计概述 (2) 二、课程设计任务 (2) 三、课程设计要求 (3) 设计步骤 一、电动机空载运行 (4) 二、电动机负载运行 (5) 三、电动机负载运行时间及负载图 (6) 四、电源电压波动时，电动机的功率选择........ (8) 五、当供电电源变压器容量为一定时，电动机起动方式的选择 (9) 课程设计小结 (10)
一、课程设计概述 电气传动技术课程是本专业的一门专业课，主要讲述交、直流电动机原理及其应用，是一门实践性很强的课程，通过电气传动技术的课程设计，掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。 课程设计模拟工厂常用的生产流水线，设计一条电动机驱动的输送带，根据加工工艺要求，在输送带上的工件大小和重量是变化的，输送的位置和距离根据不同的要求，有所变化，要求正确的选择电动机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件，需要采取的措施。 二、课程设计任务 有一条生产流水线的输送带如下图所示，在装料点0，按生产节拍依次装上各种电动机的零配件：A转子、B定子、C前端盖、D后端盖、E底座。分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。输送带采取带上无零配件的空载启动，在传送中，自动控制系统使输送带上始终只有一个零配件，而且两个零配件传送过程中无间隔、停顿。各种零配件依次送完后，再重复循环传送，…。传动系统设计参数： = 1000N·M 空载负载力矩 T L0 输送带的输送速度ν= 7.5米/分； 输送带的加速度 dv/dt = 0.05M/S2； 电源供电电压 3相380V、变压器容量13KVA 电压波动安全系数 0.75。
电气传动实验报告
电气传动实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
电气传动课程设计 摘要： 本课题主要内容为双闭环调速系统调试与测试的过程及结果，其中包括了实验设计过程，原始设备参数的测量，参数设计，实验仿真和系统的实际调试结果等内容，最终得到符合要求的双闭环调速系统。 本报告开始部分明确了课程设计任务，随后是对本课题的发展现状及背景的一些研究情况，之后介绍了所用设备以及实验台的具体情况。接下去详细说明了电机各个参数的测试过程及结果，并在其基础上进行调节器参数计算设置，给出了计算机仿真过程和结果。最后部分是现场调试的过程及说明并给出结论。 直流电动机具有优良的起动，制动和调速性能。直至今日，直流电动机仍然是大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制首选。因为它具有良好的线性特性，优异的控制性能，高效率等优点。而双闭环调速系统则可以在保证系统稳定性的基础上实现转速无静差，且有良好的动态特性特别是启动特性，能有效地控制电机，提高其运行性能，应用广泛，值得加以研究，对国民经济具有十分重要的现实意义。 关键字： 双闭环调速直流电机MATLAB仿真
目录 1、课程设计任务书 内容：设计并调试直流双闭环调速系统。 硬件结构：电流环与转速环（两个PI调节器）。 驱动装置：晶闸管整流装置。 执行机构：直流电机。 性能指标：稳态：无静差。 动态：电流超调量小于5%；空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。 2、课题的发展状况研究意义 调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。在50年代末晶闸管出现，晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。晶闸管－电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统，广泛应用于世界各国。 近几年，交流调速飞速发展，逐渐有赶超并代替直流调速的趋势。直流调速理论基础是经典控制理论，而交流调速主要依靠现代控制理论。不过最近研制成功的直流调速器，具有和交流变频器同等性能的高精度、高稳定性、高可靠性、高智能化特点。同时直流电机的低速特性，大大优于交流鼠笼式异步电机，为直流调速系统展现了无限前景。单闭环直流调速系统对于运行性能要求很高的机床还存在着很多不足，快速性还不够好。而基于电流和转速的双闭环直流调速系统静动态特性都很理想。
自动控制原理课程设计
扬州大学水利与能源动力工程学院 课程实习报告 课程名称：自动控制原理及专业软件课程实习 题目名称：三阶系统分析与校正 年级专业及班级：建电1402 姓名：王杰 学号： 141504230 指导教师：许慧 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 2016 年 12月 27日
一、课程实习的目的 （1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力； （2）掌握自动控制原理的时域分析法、根轨迹法、频域分析法，以及各种校正装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标； （3）学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试； （4）学会使用硬件搭建控制系统； （5）锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力，为今后从事控制相关工作打下较好的基础。 二、课程实习任务 某系统开环传递函数 G(s)=K/s(0.1s+1）（0.2s+1） 分析系统是否满足性能指标： （1)系统响应斜坡信号r(t)=t,稳态误差小于等于0.01； （2）相角裕度y>=40度； 如不满足，试为其设计一个pid校正装置。 三、课程实习内容 （1）未校正系统的分析： 1）利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图 2）绘画根轨迹，分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能（稳定性、快速性）。 3）作出单位阶跃输入下的系统响应，分析系统单位阶跃响应的性能指标。 4）绘出系统开环传函的bode图，利用频域分析方法分析系统的频域性能指标（相角裕度和幅值裕度，开环振幅）。 （2）利用频域分析方法，根据题目要求选择校正方案，要求有理论分析和计算。并与Matlab计算值比较。 （3）选定合适的校正方案（串联滞后/串联超前/串联滞后-超前），理论分析并计算校正环节的参数，并确定何种装置实现。
电气传动与控制系统复习资料
新疆工程学院继续教育学院复习资料 《电气传动与控制系统》试卷A 适用年级： 适用专业： 一、填空题： 1、某直流调速系统的额定转速n N =1430r/min ，额定速降Δn N =115r/min ，当要求静差率s ≤30%时，允许的调速范围D = ；如果要求调速范围D =10，则静差率s = 。 2、可逆V-M 系统中出现的两种不同性质的环流为 和 。αβ≡ 配合控制有环流可逆系统又称为 系统。 3、在直流调压调速系统中，常用的可控直流电源有 、 、 三种。 4、调速范围D 是 与 之比。静差率s 是 与 之比。 5、在直流调压调速系统中，常用的可控直流电源有 、 、 三种。 二、简答题 １、转速调节器在转速、电流双闭环直流调速系统中的作用是什么？ ２、电流截止负反馈的作用是什么? ３、逻辑无环流可逆系统中，什么叫开放延时？为什么必须设置开放延时？ ４、为什么在非独立控制励磁的调速系统中设置*(0.9~0.95)e dN U U ≈？ ５、在直流调压调速系统中，常用的可控直流电源有哪几种？ ６、什么叫调速范围？什么叫静差率？调速范围、静差率及额定速降之间有什么关系？ ７、在直流调速系统中，开环系统的机械特性与闭环系统的静特性有何区别？ ８、为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能？ ９、在转速负反馈调节系统中，当电网电压、负载转矩，电动机励磁电流，电枢电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对于上述各量有无调节能力？为什么？ １０、在无静差转速单闭环调速系统中,转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响?试说明理由？ 三、计算题 １、已知控制对象的传函为 300()(0.1530)(0.0081) obj W s s s =++ 要求采用如图示PI 调节器将其校正为典型Ⅰ型系统，并 选择调节 器的参数。其中Ω=k R 600。
电气传动技术及应用课程设计任务书-定稿
2008级机电实用技术专业 《电气传动技术及应用》 课程设计任务书 姓名戴剑东 学号088072120 上海电视大学 松江分校 2010年12月
一、课程设计概述 电气传动技术课程是本专业的一门专业课，主要讲述交、直流电动机原理及其应用，是一门实践性很强的课程，通过电气传动技术的课程设计，掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。 课程设计模拟工厂常用的生产流水线，设计一条电动机驱动的输送带，根据加工工艺要求，在输送带上的工件大小和重量是变化的，输送的位置和距离根据不同的要求，有所变化，要求正确的选择电动机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件，需要采取的措施。 二、课程设计任务 有一条生产流水线的输送带如下图所示，在装料点0，按生产节拍依次装上各种电动机的零配件：A转子、B定子、C前端盖、D后端盖、E底座。分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。输送带采取带上无零配件的空载启动，在传送中，自动控制系统使输送带上始终只有一个零配件，而且两个零配件传送过程中无间隔、停顿。各种零配件依次送完后，再重复循环传送，…。传动系统设计参数： 空载负载力矩T L0 ＇= 1000N·m 输送带的输送速度ν= 7.5m/min； 输送带的加速度dv/dt = 0.05m/s2； 电源供电电压3相380V、变压器容量13Kva 电压波动安全系数0.75。
传动系统的减速装置第一级采用减速采用皮带轮，第二和第三级采用齿轮减速箱，参数见表1： 工艺要求送料的次序和位置见表2： 假设四极交流电动机转速1470 r/min、六极970 r/min，功率以0.1Kw分档，Tst/T N=1.2，Tmax/T N=2，电源电压波动安全系数0.75。（计算中保留两位小数点）
自动控制原理课程设计
金陵科技学院课程设计目录 目录 绪论 (1) 一课程设计的目的及题目 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2课程设计的题目 (2) 二课程设计的任务及要求 (3) 2.1课程设计的任务 (3) 2.2课程设计的要求 (3) 三校正函数的设计 (4) 3.1理论知识 (4) 3.2设计部分 (5) 四传递函数特征根的计算 (10) 4.1校正前系统的传递函数的特征根....... 错误！未定义书签。 4.2校正后系统的传递函数的特征根....... 错误！未定义书签。五系统动态性能的分析.. (13) 5.1校正前系统的动态性能分析 (13) 5.2校正后系统的动态性能分析 (15) 六系统的根轨迹分析 (19) 6.1校正前系统的根轨迹分析 (19) 6.2校正后系统的根轨迹分析 (21) 七系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.1校正前系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.2校正后系统的奈奎斯特曲线图 (244) 八系统的对数幅频特性及对数相频特性 (24) 8.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 (25) 8.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性错误！未定义书签。总结 (267) 参考文献................................ 错误！未定义书签。
绪论 在控制工程中用得最广的是电气校正装置，它不但可应用于电的控制系统，而且通过将非电量信号转换成电量信号，还可应用于非电的控制系统。控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可以补偿系统不可变动部分（由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分）在特性上的缺陷，使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标形式可以是时间域的指标，如上升时间、超调量、过渡过程时间等（见过渡过程），也可以是频率域的指标，如相角裕量、增益裕量（见相对稳定性）、谐振峰值、带宽（见频率响应）等。 常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示，此外也常采用频率响应的波德图来表示。不同类型的校正装置对信号产生不同的校正作用，以满足不同要求的控制系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中，串联校正装置采用有源网络的形式，并且制成通用性的调节器，称为PID（比例-积分-微分）调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。