《电力传动控制系统》课程教学大纲.docx

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1、电力传动控制系统教学大纲课程英 文名Electric Drive Control System课程 代码A0803Z17学分3总学 时48理论 学时48实验/ 实践学 时0课程类 别专业 课课程 性质限 选先修 课程电机与电力拖动基础，电力电子技术，自动 控制理论适用专 业电气工程及其自动化开课学院机电工程学院一、课程地位与课程目标(-)课程地位随着电子、信息等高新技术的发展与进步，传统机电技术获得了改造、创新的可能和手段， 电气工程及其自动化专业的学生除了需深刻理解电器、机械的原理和系统外，更需要具备 运用电子技术(电力电子技术、微电子技术)、现代控制理论/技术实现传统机电系统高新 技术改造

2、的能力，为从事与电气工程专业有关的工作和科学研究打下一定的基础。电力 传动控制系统是电气工程及其自动化专业和自动化专业的核心课程，既有完整的理论体 系，又有很强的实践性，是一门把理论基础和工具应用到工程实践中去的典范课程。(-)课程目标1 .能够应用自动控制理论解决运动控制系统的设计问题(1. 4)。2 .能够应用自动控制理论分析运动控制系统的复杂工程问题(2.2)。1. 3.具有电力拖动控制系统的工程开发和实验的基本能力(3. 3)。2. 4.能够基于自动控制理论对运动控制系统设计实验、仿真、分析与解释数据(4. 3)。5.能够针对运动控制系统进行仿真与辅助设计(5. 2)。二、课程目标达成

3、的途径与方法采用课堂教学的方法。主要讲解转速开环控制的直流调速系统、转速闭环控制的直流调速系统、转速、电流双闭 环控制的直流调速系统、直流调速系统的数字控制、基于稳态模型的异步电动机调速系统、 基于动态模型的异步电动机调速系统、绕线转子异步电机双馈调速系统、同步电动机变压 变频调速系统的概念、实现方法及具体的应用。通过实例的讲解，使同学们更好地熟悉或 掌握运动控制系统设计的方法和步骤，提高学生对电力传动系统的学习兴趣、培养学生应 用理论基础和工具解决实际问题的能力。课堂教学尽量引入互动环节，使同学们能更好地 融入课堂教学，提高教学效果。实验环节安排在专门的实验课程“电气控制专业实验” O三、课

4、程目标与相关毕业要求的对应关系课程目 标课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度毕业要求 1毕业要求2毕业要求3毕业要求 4毕业要 求5课程目 标1HHLMM课程目 标2HHHMM课程目 标3HHHMM课程目 标4MLMHH课程目 标5MLMHH1.注：1.支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）； 2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求第一章绪论电气传动自动控制技术的发展、应用L1运动控制系统的组成、转矩控制规律和负载 转矩特性L3第二章转速开环 控制的直流调速 系统晶闸管整流器一直流电动机系统L2PWM

5、变换器-电动机系统的工作原理及调速特 性L2稳态性能指标L3开环系统存在的问题L1第三章转速闭环 控制的直流调速 系统建立闭环调速系统各典型环节静态、动态数 学模型的一般方法L1PI调节器的动态校正功能分析和工程设计方 法L1带电流截止保护直流单闭环直流调速系统的 结构分析、参数设计方法L1利用动态结构框图分析系统稳定性和动态性 能的方法L3转速、电流反馈控制的直流调速系统主要结 构特点及结构L1第四章转速、电 流双闭环控制的 直流调速系统转速、电流双闭环控制系统的稳态结构图与 参数计算L3转速、电流双闭环直流闭环调速系统动态过 程和两个调节器各自的作用L1工程设计思路、方法L3数字测速方法及

6、精度指标L1弟力早旦”1印可建 系统的数字控制数字PI调节器及设计方法L1数字控制的调速系统L1第六章基于稳态 模型的异步电动 机调速系统交流调速的基本类型及其特点L1调压调速系统的基本组成、工作原理和性能 特点L3异步电动机的变压变频调速L1SPWM和SVPWM技术L1转速开环和转速闭环变频调速系统的基本组 成、工作原理和性能特点L3第七章基于动态 模型的异步电动 机调速系统异步电动机的动态数学模型和坐标变换L1矢量控制系统和直接转矩控制系统L1第八章绕线转子 异步电机转子变 频控制系统串级调速系统的基本组成、工作原理和性能 特点L2能量传递流程L1第九章同步电动 机变压变频调速 系统同步电

7、动机变压变频调速的基本类型和特点L1同步电动机调速的基本原理和控制方法L23.基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟练掌握五、课程学时安排-H-号教学内容学 时 分 酉己学生任务对应 课程 目标作 业 要 求自学要求讨 论第1.绪论2课前自学基 本运动方程3第2.1晶闸管整流器直流电动机系 统2课前自学晶 闸管整流器32.2直流PWM变 换器-电动机系统2完 成2-课前自学 PWM变换 器1、323稳态调速性能 指标2、 2-5 作 业/rA- 第3.1有静差的转 速闭环直流调速 系统4兀 成3-2、作 业课前自学比 例控制1、33.2无静差的转 速闭环直流调速 系统2兀 成 3-7 作

8、业课前自学比 例-积分控 制1、2、33.3转速反馈控 制直流调速系统 的限流保护2课前自学直 流电机的限 流问题1、2、33.4转速反馈控 制直流调速系统 的仿真 习题课2课前自学 Simulink3、4、5第 四4.1转速、电流双 闭环调速系统及 其静特性2rzi 兀 成4-1 作 业课前自学双 环控制1、34.2双闭环直流 调速系统的数学 模型和动态性能 分析2兀 成4-5、作 业课前自学双 环控制的动 态过程1s2、34.3转速、电流反 馈控制直流调速 系统的设计4完 成4- 10 作 业课前自学动 态性能指标Is2、3、4、4.4 双闭环直流 调速系统的弱磁 控制4.5 双闭环直流

9、调速系统的的仿2课前自学直 流调速系统 的仿真3、4、5真第五5直流调速系统 的数字控制2课前自学数字测速方法1、2、3、4、5/r/r- 弟A交流调速系统概 述6.1异步电动机 的稳态数学模型 和调速方法2课前自学异 步电动机模 型1、26.2异步电动机 的调压调速2完 成 6-1 作 业课前自学调 压调速的机 械特性1、36.3异步电动机 的变压变频调速6.4电力电子变 压变频器4兀 成 6-8 作 业课前自学电 力电子变频 器2、3、46.5 转速开环变 压变频调速系统6.6 转速闭环转 差频率控制的变 压变频调速系统2课前自学变 压变频系统 结构1s2、3、第七异步电动 机的动态数学模

10、 型和坐标变换2兀成7-1、7-2 作 业课前自学3/2变换与2s/2r变换1、27.6 按转子磁链 定向的矢量控制 系统7.7 按定子磁链 控制的直接转矩 捽制系统2课前自学矢 量控制思想2、3第八8.1转子变频控 制原理82转子变频控制 的四种基本工况2课前自学绕线转子异步电机1、2、3、8.3 转子变频串级 调速系统8.4 转子变频双 馈控制系统2课前自学串级调速系统1、2、3、/r/r, 弟九9同步电动机变 压变频调速系统2课前自学同 步电动机1、2、3、4六、考核方式及成绩评定考核 内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程 考核含到课率、课堂讨论发 言、平时作业等点名记录、课堂发言 记录、作业完成质量20%期末 考核闭卷卷面成绩80%考核 类别考试成绩 登记百分制七、推荐教材与主要参考书（-）推荐教材1 .电力拖动自动控制系统-运动控制系统（第5版）,阮毅.机械工业出版社.2016年. （普通高等教育“十一五”国家级规划教材普通高等教育电气工程与自动化类“十三五” 规划教材）.（-）主要参考书：L电力拖动自动控制系统.李华德等.机械工业出版社.2009年2月.2 .电力电子技术（第五版）,王兆安,机械工业出版社,2009年5月.3 .电气传动实验指导书.中国计量大学.