2011级运动控制系统课程设计任务书及报告规范要求
运动控制系统课程教学设计
运动控制系统课程设计
第1章绪论
1.1设计目的和意义
1.2设计任务
第2章双闭环直流脉宽调速系统的原理设计
2.1 方案选定
2.2 桥式可逆PWM变换器的工作原理
2.3 双闭环直流调速系统的静特性分析
2.4 双闭环直流调速系统的稳态结构图
第3章双闭环直流脉宽调速系统的硬件电路设计3.1 硬件结构
3.1.1 主电路
3.1.2 泵升电压限制
3.2 主电路参数计算和元件选择
3.2.1 整流二极管的选择
3.2.2 绝缘栅双极晶体管的选择
3.3 调节器参数设计和选择
3.3.1调节器工程设计方法的基本思路
3.3.2 电流环的设计
3.3.2.1 确定时间常数
3.3.2.2 选择电流调节器结构
3.3.2.3 选择电流调节器参数
3.3.2.4 校验近似条件
3.3.2.5 计算ACR的电阻和电容
3.3.3 转速环的设计
3.3.3.1 确定时间常数
3.3.3.2 ASR结构设计
3.3.3.3 选择ASR参数
3.3.3.4 校验近似条件
3.3.3.5 计算ASR电阻和电容
3.3.3.6 检验转速超调量
3.3.3.7 校验过渡过程时间
3.4 反馈单元
3.4.1 转速检测装置选择
3.4.2 电流检测单元
3.5 系统动态结构图
第4章系统仿真
总结
参考文献
第1 章绪论
电动机作为最主要的动力源和运动源之一，在生产和生活中占有十分重要的地位。电动机的调速控制方法过去多用模拟法，随着单片机的产生和发展以及新型自关断元器件的不断涌现，电动机的控制也发生了深刻的变化[1]。
1.1设计目的和意义
（1）、通过对电力拖动控制系统的设计，了解电力电子、自动控制原理及电力拖动自动控制系统课程所学内容，初步具备设计电力拖动自动控制系统的能力，为今后从事技术工作打下必要的基础。
课程设计任务书模板08669
课程设计任务书
系部：电气工程与自动化系专业：电气自动化技术班级：Z110451-54 课程名称：运动控制系统
设计题目1：转速、电流双闭环系统的MATLAB仿真
设计内容与要求：
1.利用直流调速双闭环控制系统的工作原理设计出一个转速电流双闭环直流晶
闸管调速系统。
2.掌握直流双闭环系统的原理，了解直流电动机的基本参数，熟练掌握电流环
的仿真与转速环的仿真
设计题目2：转速、磁链闭环控制的矢量控制系统原理分析及MATLAB仿真
设计内容与要求：
1.矢量控制系统的原理及模型的建立，搭建带转矩内环的转速、磁链闭环矢量
控制调速系统的simulink模型，并用MATLAB最终得到仿真结果
2.掌握矢量控制系统的原理，了解带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制调速
系统，熟练操作MATLAB仿真。
设计题目3：带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统
设计内容与要求：
1．介绍带电流截止负反馈闭环控制系统，计算仿真需要的参数
2．介绍matlab软件，建立转速单闭环系统仿真模型进行仿真
3．建立带点流截止负反馈环节进行仿真
4．比较结果进行原理分析
设计题目4：直流PWM-M可逆调速系统的设计与仿真
设计内容与要求：
1．设计直流PWM调速系统，设计转速调节器、设计电流调节器，建立MATLAB 仿真
2．介绍PWM调速系统，分析系统工作原理，进行可逆系统工程仿真
设计题目5：不可逆转速、电流双闭环直流调速系统的设计
设计内容与要求：
1．不可逆转速电流双闭环直流调速系统电路的设计,系统器件的选择和确定。2．系统调节器参数的设计。
3．按课程设计的格式要求撰写课程设计说明书。
基于PLC的小车运动控制系统设计
长沙学院
CHANGSHA UNIVERSITY 专业综合设计报告
系部：
专业年级班级：
学生姓名：
学号：
成绩评定：（指导教师填写）
2014年1 月
2010届电气专业综合设计任务书
系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化学生姓名指导教师
课题名称基于PLC的小车运动控制系统设计
内容及任务
一、设计内容
小车以慢速左行（右行）5s后稳定，稳定后速度变为快速。其中，当小车到达左限位（右限位）时，小车向相反的方向运行，如此往返运行。而且，在稳定后能实现小车高低速、左右行的自由切换。同时，当按下停止按钮，电机不管出于任何运动状态，都必须立即停止。
二、设计任务
1、确定PLC的输入设备（包括按钮、行程开关等）、输出设备（包括接触
器线圈、指示等），选择电器元件型号，列出明细表。
2、对PLC的输入输出通道进行分配，列出I/O通道分配表（包括I/O编
号、设备代号、设备名称及功能），画出I/O接线图。根据工艺要求，将所需的定时器、计数器、辅助继电器等也进行分配。
3、画出功能表图；
4、进行PLC控制系统的软件设计，画出梯形图。对编制的梯形图进行调
试，直到满足要求为止。
长沙学院课程设计鉴定表
企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得生产物的输送成为生产物流系统中的一个重要环节。运料小车自动控制正是用来实现输送生产物的控制系统，随着PLC的发展，国外生产线上的运输控制系统非常广泛的采用该控制系统，而且有些制造厂还开发研制了出了专用的逻辑处理控制芯片，我国的大部分工控企业的小车自动控制系统都是从外引进的，成本高，为了满足现代化生产流通的需要，让PLC技术与自动化技术相结合，充分的利用到我国的工控企业生产线上，让该系统在各种环境下都能够工作，而且成本低，易控制，安全可靠，效率高。
电力拖动课程设计--转速单闭环直流系统的仿真
h
课程设计说明书(论文) 题目转速单闭环直流系统的仿真
课程名称电机控制设计
院系
专业电气工程及其自动化
班级
学生姓名
学号
设计地点
指导教师
课程设计任务书
课程名称电机控制技术
(院系.部中心)
专业电气工程及其自动化
班级
起止日期
指导教师
1、陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统.北京：机械工业出版社，
2003.7
2、电机学
3、电机拖动
5．课程设计进度安排
起止日期工作内容
2012.6.17 -6.28 2012.6.17-6.18 2013.6.19-6.20
2013.6.20-6.22
2013.6.23-2012.6.24(1)审题、选题
(2)系统原理、结构框图的设计
(3)系统计算、建模、仿真框图、模块设计及源程序周末，自行安排
周末，自行安排
(4)系统仿真结果分析及结论
(5)完整的设计报告
一、摘要
《运动控制系统》是自动化专业专业的一门主要专业课。课程的主线是控制系统的原理和设计，应该通过理论和实际相结合，应用自动控制系统
理论解决电力拖动控制系统的分析和设计问题，在运用中注重控制规律。
本文通过利用Matlab 仿真平台设计单闭环直流调速系统，，包括单闭环直流调速系统的基本构成和工作原理、对所设计系统的静态性能指标和动态性能指标进行分析、根据动态性能指标设计调节器、根据设计任务书的具体要求设计出系统的Simulink 仿真模型，验证所设计系统的性能、根据设计任务书的具体要求给出所设计系统的性能指标：上升时间r t 、超调量%p 、调节时间s t 、最大启动电流m ax d I 、稳态误差ss e 。从而使学生更系统地掌握所学知识并能够应用运动控制系统设计规范、计算手册和计算机辅助设计软件进行运动控制系统的结构设计和参数计算。
运动会分数统计系统-c语言课程设计报告书
课程设计报告
课程名称《C语言程序设计》
课题名称运动会分数统计系统
专业电气工程及其自动化
班级电气工程
学号
姓名
指导教师
年月日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称《C语言程序设计》课题运动会分数统计系统
专业班级电气工程及其自动化
学生姓名
学号
指导老师
审批
任务书下达日期年月日
任务完成日期年月日
第一部分《C语言课程设计》任务书
前言
《C语言程序设计》课程设计是对学生的一种全面综合训练，它包括问
题分析，总体结构设计，用户界面设计，程序设计基本技能和技巧，多人合作，以至一整套软件工作规范的训练和科学作风的培养。是与课堂听讲、自
学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，课程设计的课题比平
时的习题复杂得多，也更接近实际。课程设计着眼于与应用的结合点，使学
生学会如何把书上学到的知识用于解决实际问题，培养软件工作所需要的动
手能力；另一方面，能使书上的知识变“活”，使学生更好地深化理解和灵
活掌握教学内容。为了达到上述目的，本课程设计安排了八个设计课题，训
练重点在于基本的程序设计方法和分析问题的能力，而不强调面面俱到。学
生可任选其中一题进行设计，设计完毕写出课程设计报告，用A4纸打印成册；并将课程设计报告与源程序存盘。学习委员将课程设计报告与磁盘收齐
后交指导老师。
一、目的
全面熟悉、掌握C语言基本知识，掌握C程序设计中的顺序、分支、循环三种结构及数组、函数和C语言基本图形编程等方法，把编程和实际结合起来，增强对不同的问题运用和灵活选择合适的数据结构以及算法描述的本领，熟悉编制和调试程序的技巧，掌握分析结果的若干有效方法，进一步提高上机动手能力，培养使用计算机解决实际问题的能力，养成提供文档资料的习惯和规范编程的思想，为以后在专业课程中应用计算机系统解决计算、分析、实验和设计等学习环节打下较扎实的基础。
机械手课程设计
《机电系统》课程设计说明书
课程设计任务书
姓名班级学号
设计题目简易型机械手的设计
设计任务：
（1）方案论证；在其基础上进行机械手的总体设计，并绘制总体布局图。
（2）驱动系统设计：根据机械手的特点，选用舍党的驱动方式，根据总体设计要求进行电机选型。进行电机选型相关计算。进行驱动系统零部件的选型和设计。绘制驱动系统布局图。
（3）控制系统设计：确定机械手的控制方式并进行控制系统的控制与编程。绘制控制系统布局图。
（4）传感与测试系统设计：进行控制与驱动系统的传感与测试系统的设计。
（5）机械本体设计：进行机械本体零部件设计，绘制总体和零件图。设计工作量:
（1）设计说明书一份
（2）CAD图纸5张
（3）文档整理排版
指导教师设计时间2011年1月3日～2011年1月21日
目录
第1章绪论 (1)
1.1机械手概述 (1)
1.2机械手的设计目的 (3)
1.3机械手的设计内容 (4)
1.4机械手的分类及其在生产中的应用 (5)
1.5机械手的应用意义 (8)
1.6机械手的技术发展方向 (9)
第2章设计方案的论证 (10)
2.1机械手的总体设计 (10)
2.2机械手腰座结构的设计 (12)
2.3机械手手臂结构的设计 (14)
2.4工业机器人腕部的结构 (16)
2.5机械手末端执行器（手爪）的结构设计 (18)
2.6机械手的机械传动机构的设计 (21)
2.7机械手驱动系统的设计 (26)
2.8机器人手臂的平衡机构设计 (33)
第3章理论分析和设计计算 (34)
3.1液压传动系统设计计算 (34)
3.2电机选型有关参数计算 (43)
运动控制系统教案
运动控制系统教案
教案标题：运动控制系统教案
教案目标：
1. 了解运动控制系统的基本概念和原理。
2. 掌握运动控制系统的组成和工作流程。
3. 能够应用所学知识设计和实现简单的运动控制系统。
教学重点：
1. 运动控制系统的基本概念和原理。
2. 运动控制系统的组成和工作流程。
3. 运动控制系统的应用设计和实现。
教学难点：
1. 运动控制系统的组成和工作流程。
2. 运动控制系统的应用设计和实现。
教学准备：
1. 教学资料：PPT、教科书、实验设备等。
2. 实验设备：运动控制器、电机、传感器等。
教学过程：
Step 1: 引入（5分钟）
- 通过展示一段机器人或自动化设备的运动控制系统的视频，引起学生对运动控制系统的兴趣，并提出问题：“你知道运动控制系统是如何实现的吗？”Step 2: 知识讲解（15分钟）
- 介绍运动控制系统的基本概念和原理，包括运动控制的定义、运动控制系统
的作用和分类等。
- 解释运动控制系统的组成，包括执行器、传感器、控制器和通信网络等。
- 讲解运动控制系统的工作流程，包括采集反馈信号、运算控制指令和输出控制信号等。
Step 3: 实例分析（20分钟）
- 通过实例分析，展示不同应用场景下的运动控制系统，如工业机器人、CNC 机床等。
- 分析实例中运动控制系统的组成和工作流程，以及各个组成部分的功能和作用。
Step 4: 设计与实现（30分钟）
- 分组进行小组讨论，要求学生设计一个简单的运动控制系统，如控制一个小车的运动。
- 引导学生思考系统需要的组成部分和工作流程，并让他们用所学知识设计和实现该系统。
龙门铣床的变频调速控制
湖南工程学院课程设计
课程名称运动控制系统
课题名称龙门铣床的变频调速控制专业班级自动化0903
姓名汪洋
学号************
指导教师赵葵银唐勇奇等
2012年12月19日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称：运动控制系统
题目：龙门铣床的变频调速控制
专业班级：自动化0903
学生姓名：汪洋学号：14 指导老师：赵葵银、唐勇奇等
审批：
任务书下达日期2012年12 月10 日设计完成日期2010年12月21日
目录
前言 (7)
第1章设计总体思路 (8)
1.1 设计思路 (8)
1.2 基本原理 (9)
1.2.1 电动机调速原理 (9)
1.2.2 变频器的工作原理 (11)
第2章控制电路 (13)
2.1 PLC电路设计 (13)
2.2 变频电路设计 (15)
2.2.1 机械设备的负载转矩特性 (15)
2.2.2 变频器的控制方式 (16)
2.2.3 电路设计 (19)
第3章PLC程序设计 (22)
第4章变频器调试 (24)
4.1 参数复位 (24)
4.2 快速调试状态 (25)
4.3 功能调试.................................... 错误!未定义书签。总结.. (28)
附录 (29)
参考文献 (29)
评分表.......................................... 错误!未定义书签。
前言
龙门铣床是加工较大型工件的机加设备，其电气控制系统包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。河南焦作迈科公司有一台龙门铣床，从70年代至今使用了多年。龙门铣床的工作台主传动采用直流可逆调速拖动方式。早期的直流调速控制系统由分立元件构成，使用了若干年以后，故障率明显上升，维修工作量不断增大，故障停工工时急剧上升，已经严重影响生产的正常进行。原来的直流调速系统已经淘汰了，没有可能再对直流调速系统换新处理，进行技术节能改造是必然的选择。
运动控制系统 教案
运动控制系统教案
教案标题：运动控制系统
教案目标：
1. 了解运动控制系统的基本概念和组成要素。
2. 理解运动控制系统在不同实际应用中的作用。
3. 掌握运动控制系统的设计和调试方法。
教案内容：
一、引入（5分钟）
1. 引导学生思考：你们平时在生活中见过哪些运动控制系统？
2. 介绍运动控制系统的定义和基本概念。
二、运动控制系统的组成要素（15分钟）
1. 介绍运动控制系统的基本组成要素，包括传感器、执行器、控制器等。
2. 分别解释各个组成要素的作用和功能。
三、运动控制系统的实际应用（20分钟）
1. 介绍运动控制系统在工业自动化、机器人、航空航天等领域的应用案例。
2. 引导学生思考：为什么运动控制系统在这些领域中非常重要？
四、运动控制系统的设计和调试方法（25分钟）
1. 介绍运动控制系统的设计流程，包括需求分析、系统设计、硬件选型等。
2. 介绍运动控制系统的调试方法，包括参数调整、信号采集与分析等。
五、小结与展望（5分钟）
1. 总结本节课学到的内容。
2. 展望运动控制系统在未来的发展前景。
教案评估：
1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的积极参与程度。
2. 课堂讨论：评估学生对于运动控制系统的理解和应用能力。
3. 小组作业：布置小组作业，要求学生设计一个简单的运动控制系统，并在下节课展示。
教学资源：
1. PPT演示文稿：用于呈现教学内容和案例分析。
2. 实物展示：准备一些实际的运动控制系统设备或模型，供学生观摩和实践。教学延伸：
1. 实践应用：组织学生参观工厂或实验室，了解运动控制系统的实际应用。
运动控制技术 课程标准
运动控制技术课程标准
以下是一个关于运动控制技术课程标准的示例：《运动控制技术》课程标准**一、课程基本信息** 课程名称：运动控制技术课程性质：专业核心课适用专业：[具体专业名称] 总学时：[具体学时] 学分：[具体学分] **二、课程定位** 本课程是[具体专业名称]的一门专业核心课程，通过本课程的学习，使学生了解运动控制系统的基本组成和工作原理，掌握运动控制系统的设计和调试方法，为学生从事相关工作奠定基础。**三、课程目标** 1. 知识目标- 了解运动控制系统的基本组成和工作原理；- 掌握运动控制系统的数学模型和控制方法；- 掌握运动控制系统的硬件设计和软件开发方法。 2. 能力目标- 能够根据实际需求设计运动控制系统；- 能够使用相关工具进行运动控制系统的调试和维护。3. 素质目标- 培养学生的工程实践能力和创新精神；- 提高学生的团队协作能力和沟通能力。**四、课程内容与要求** 1. 运动控制系统的基本组成和工作原理- 了解运动控制系统的基本组成和工作原理；- 掌握运动控制系统的性能指标和设计要求。 2. 运动控制系统的数学模型和控制方法- 掌握运动控制系统的数学模型和控制方法；- 能够根据实际需求选择合适的控制方法。 3. 运动控制系统的硬件设计- 掌握运动控制系统的硬件设计方法；- 能够根据实际需求设计运动控制系统的硬件电路。 4. 运动控制系统的软件开发- 掌握运动控制系统的软件开发方法；- 能够使用相关工具进行运动控制系统的软件开发。 5. 运动控制系统的调试和维护- 掌握运动控制系统的调试和维护方法；- 能够解决运动控制系统在实际应用中遇到的
基于PLC的两轴进给控制系统设计
中北大学
课程设计说明书
学生姓名：杜宝林学号：0902014128
学院：机械工程与自动化学院
专业：机械设计制造及其自动化
题目：数控技术课程设计
——基于PLC的两轴联动进给控制系统设计
指导教师：马维金职称: 教授
张吉堂职称: 教授
2012年12月28日
中北大学
课程设计任务书
2012/2013 学年第 1 学期
学院：机械工程与自动化学院
专业：机械设计制造及其自动化
学生姓名：杜宝林学号：0902014128 题目：数控技术课程设计
——基于PLC的两轴联动进给控制系统设计起迄日期：12 月22日～12月28日
课程设计地点：教学二号楼
指导教师：马维金教授
系主任：王彪
下达任务书日期: 2012年12月21日
课程设计任务书
课程设计任务书
基于PLC的两轴联动进给控制系统的设计
目录
1.基本模块组成---------------------------------------------------------------------------6
1.1.运动控制模块简介-----------------------------------------------------------------6
2.交流伺服电机选型---------------------------------------------------------------------7
3.硬件系统设计---------------------------------------------------------------------------10
运动控制系统课程设计
武汉理工大学华夏学院课程设计报告书
题目直流无环流可逆调速系统
院系信息工程系
专业自动化
班级747
姓名747
学号747
指导教师李向明
2011 年 6 月24 日
武汉理工大学华夏学院《运动控制系统》课程设计
课程设计任务书
学生姓名： 747 专业班级： 747
指导教师：李向明工作单位：信息工程系
题目: 直流无环流可逆调速系统设计
初始条件：
1.直流电机参数：P N＝10KW，U N＝220V，I N＝55A，n N＝1000 r/min ，Ra＝0.5Ω
2.测速发电机参数：23W，110V，0.21A，1900 r/min，永磁式
3.主电路采用两组三相全控桥反并联连接，进线交流电源：三相380V
要求完成的主要任务:
1.ASR及其反馈电路设计
2.ACR及其反馈电路设计
3.无环流逻辑控制器DLC设计
4.主电路及保护电路设计
5.集成触发电路设计
课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。满足如下要求：1．稳态无静差，转速超调量不超过10％，电流超调量不超过5％。
2. 对系统设计方案的先进性、实用性和可行性进行论证，说明系统工作原理。
3. 画出单元电路图，说明工作原理，给出系统参数计算过程。
4. 画出整体电路原理图，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。
时间安排：
2011.6.13－2011.6.15 收集课程设计相关资料
2011.6.16－2011.6.23 系统设计
2011.6.24－2011.6.26 撰写课程设计及答辩
指导教师签名：
年月日
系主任（或责任教师）签名：
《运动控制系统课程设计》
《运动控制系统课程设计》
《运动控制系统》课程设计
一、性质和目的
自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课，在学完本课程理论部分之后，通过
课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识，提高学生的综合运用所学知识，获取工程设
计技能的能力；综合计算及编写报告的能力。
二、设计内容
1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。
2.主要设计内容包括：
（１）根据任务书要求确定总体设计方案
（２）主电路设计：主电路结构设计（结构选择、器件选型、考虑器件的保护）、变
压器的选型设计；
（３）控制电路设计：控制方案的选择、控制器设计（４）保护电路的选择和设计
（５）调速系统的设计原理图，调速性能分析、调速特点 3.编写详细的课程设计说
明书一份，并画出调速系统的原理图。。三、设计目的
1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。
2.熟练掌握保护
方式的配置及其整定计算。 3.掌握触发控制电路的设计选型方法。。
4.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。
5.掌握绘制系统电路图绘制方法。
6.掌握说明书的书写方法。四、对设计成品的要求
1.图纸的要求：
1）图纸要符合国家电气工程制图标准； 2）图纸大小规范化； 3）布局合理、美观。
2.对设计说明书的要求 1）说明书中应包括如下内容
①目录
②课题设计任务书；
③调速方案的论证分析（从经济性能和技术性能方面进行分析论证）和选择；④所
要完成的设计内容
⑤变压器的接线方式确定和选型；
⑥ 主电路元器件的选型计算过程及结果；⑦控制电路、保护电路的选型和设计；
⑧调速系统的总结线图系统电路设计及结果。 2）说明书的书写要求
机电一体化系统课程设计报告
机电一体化系统课程设计
设计说明书
设计题目：X－Y数控工作台机电系统设计
院校：
班级：
姓名：
学号：
2011年12 月24 日
目录
机电一体化系统设计课程设计任务书1．总体方案
1.1导轨副的选用
1.2 丝杆螺母副的选用
1.3 减速装置的选用
1.4 伺服电动机的选用
1.5 检测装置的选用
2.控制系统的设计
3.机械传动部件的计算与选型
3.1导轨上移动部件的重量估算
3.2铣削力的计算
3.3直线滚动导轨副的计算与选型
3.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型
3.5步进电动机减速箱的选用
3.6步进电动机的计算与选型
3.7增量式旋转编码器的选用
4．工作台机械装配图的绘制
5.工作台控制系统的设计
6.步进电动机驱动电源的选用
7.设计总结
参考文献
[1]张建民.《机电一体化系统设计》第三版.高等教育出版社
[2]尹志强.《系统设计课程设计指导书》.机械工业出版社
五、工作台控制系统的设计
X-Y数控工作台的控制系统设计，可以参考本章第一节的车床数控系统，但在硬件电路上需要考虑步进电动机（编码器）反馈信号的处理，在软件上要实现半闭环的控制算法。
六、步进电动机驱动电源的选用
本例中X、Y向步进电动机均为90BYG2602型，生产厂家为常州宝马集团与公司。查表4-14选择与之配套的驱动电源为BD28Nb型，输入电压100VAC，相电流4A，分配方式为二相八拍。该驱动电源与控制器的接线方式如图6-25所示。
七、增量式旋转编码器的选用
本设计所选步进电动机采用半闭环控制，可在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检验电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配。由步进电动机的步距角α=0.75°，可知电动机转动一转时，需要控制系统发出360/α=480个步进脉冲。考虑到增量式旋转编码器输出的A、B相信号，可以送到四倍频电路进行电子四细分（见第四章第五节相关内容），因此，编码器的分辨力可选120线。这样控制系统每发一个步进脉冲，电动机转过一个步距角，编码器对应输出一个脉冲信号。
双闭环控制系统设计
运动控制课程设计
双闭环系统的最佳工程设计
目录
1. 课程设计任务书 (1)
1.1系统性能指标 (1)
1.2设计内容 (1)
1.3应完成的技术文件 (1)
2．课程设计设计说明书 (2)
2.1综述 (2)
2.2整流电路 (2)
2.3触发电路的选择和同步 (3)
2.4双闭环控制电路的工作原理 (4)
3. 设计计算书 (6)
3.1整流装置的计算 (6)
3.1.1变压器副方电压 (6)
3.1.2变压器和晶闸管的容量 (6)
3.1.3平波电抗器的电感量 (7)
3.1.4晶闸管保护电路 (8)
3.2 控制电路的计算 (9)
3.2.1已知参数 (9)
3.2.3预选参数 (10)
3.2.5最佳典型II型速度环的计算 (12)
3.3系统性能指标的分析计算 (13)
3.3.1静态指标的计算 (13)
3.3.2动态跟随指标的计算 (14)
3.3.3动态抗扰动指标的计算 (14)
参考资料 (16)
4.附图和附表 (17)
4.1动态结构图和相应的动态结构参数图 (17)
4.2典Ⅰ典Ⅱ的开环对数幅频特性图 (17)
4.3系统参数表 (18)
4.4元件明细表 (22)
4.5系统原理图 (23)
1. 课程设计任务书
1.1系统性能指标
1)条速范围D>10
2)静差率s<5%
3)电流超调量<5%
4)空载起动到额定转速的超调量<10%，调整时间<1s
5)当负载变化20%的额定值，电网波动10%额定值时，最大动态速降<10%,
动态恢复时间<0.3s
1.2设计内容
1)设计系统原理图
2)计算调节器参数及其它参数
运动控制课程设计(主要三角波)
摘要
本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能，然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用matab中的Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。采用控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计,并用Simulink进行动态数字
仿真,同时查看仿真波形,以此验证设计的调速系统是否可行；采用Protel完成电路的设计，运用Protel对电路进行仿真验证，通过几个软件的协同工作，调试出满足设计要求的结果。
在理论分析和仿真研究的基础上，本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。对系统的性能指标进行了实验测试，表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。
关键词：直流电机双闭环 Simulink MATAB Protel
目录
摘要 ................................................................................................................................................. I
1 绪论 (1)
2 设计前言 (1)
2.1 调速原理 (1)
2.2 设计参数 (1)
2.3 具体要求 (1)
3 方案设计 (2)
3.1 直流电机PWM调速控制原理 (2)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
重庆大学本科学生课程设计（论文）运动控制系统课程设计报告
题目
指导教师：
学生：
学号：
专业：自动化
班级：
设计日期：2014.9.15—2014.9.19
重庆大学自动化学院
2014年9月
课程设计指导教师评定成绩表
指导教师评定成绩：
指导教师签名：年月日
自动化学院2011级自动化专业
运动控制系统课程设计任务书
一、课程设计的教学目的和任务
运动控制系统是通过控制电动机电压、电流、频率等输入量，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。在电力、工业、交通、航空航天等很多领域具有广泛的应用。运动控制技术不但本身是一项高新技术，而且还是其它多项高新技术发展的基础。因此，提高学生的运动控制系统综合设计和应用能力是教学计划中必不可少的重要一环。
通过运动控制系统的课程设计达到以下几个目的：
1、培养学生文献检索的能力，特别是利用互联网检索文献资料的能力。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、提高学生的运动控制系统分析和设计能力。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
二、课程设计的基本要求
1、在整个设计中要注意培养灵活运用所学的运动控制系统相关知识和创造性的思维方式以及创造能力。课程设计从确定方案到系统设计要求有理有据，仿真过程要求图文并茂，论证充分。
2、在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力。要求学生在教师的指导下，独力完成课程设计的所有内容，严禁抄袭。
3、课题设计报告要求严格按照课程设计排版要求规范格式，且文字通顺，逻辑性强。
4、课题设计报告内容部分字数要求为6000字左右。（A4纸打印8页左右）
三、参考资料
1、阮毅, 陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统（第4版）. 北京: 机械工业出版社, 2009
2、洪乃刚. 电力电子、电机控制系统的建模和仿真. 北京: 机械工业出版社, 2010
3、林飞, 杜欣. 电力电子应用技术的MATLAB仿真. 北京: 中国电力出版社, 2008
4、顾春雷等，电力拖动自动控制系统与MATLAB仿真，清华大学出版社，2011
四、课程设计的工作计划
课程设计时间总共5天。
1、参考相关资料，消化设计内容（1天）；
2、按要求完成设计任务（2.5天）；
3、按课程设计的规范要求撰写设计报告（1.5天）。
五、备选题目
1. 带电流截止负反馈环节的直流调速系统设计
为了解决转速反馈闭环调速系统起动和堵转时电流过大的问题，可以通过引入电流截止负反馈使得系统在电流大到保护阈值时自动限制电枢电流，而在正常的稳速运行时，电流自动随着负载的增减而变化。本课程设计内容要求学生设计一个带电流截止负反馈环节的直流调速系统，并基于Matlab/Simulink建立其仿真模型，分析电流截止负反馈功能对系统动、静态特性的影响。
主要设计内容：
（1）查询文献资料或者结合某具体应用背景，自选直流电动机及电枢电路的参数，并设定系统预期性能指标（如调速范围及静差率等）及电流截止保护阈值；
（2）确定直流电源方案及电流负反馈方案，绘制系统结构框图，并进行相关参数计算；
（3）控制器选型及控制参数设计；
（4）建立系统仿真模型，验证设计结果并进行仿真分析。
主要分析内容：
（1）采用比例控制器，分析额定负载下的系统在阶跃给定下的控制器输出电压、电枢电流以及输出转速的响应特性，分析稳态误差并与理论计算结果相比较，分析比
例控制系数Kp对系统稳定性的影响并验证理论临界放大系数；分析系统起动过
程及过载情况下，电流截止负反馈功能对电枢电流的抑制效果。
（2）采用比例积分控制器，分析额定负载下的系统在阶跃给定下的控制器输出电压、电枢电流以及输出转速的响应特性；分析系统起动过程及过载情况下，电流截止
负反馈功能对电枢电流的抑制效果，并与比例控制器下的结果进行对比。
2. 转速、电流双闭环直流调速系统设计
在许多生成过程中，由于加工和运行的需要，电机经常处于起动、制动、反转的过渡过程，而过渡过程的时间长短在很大程度上决定了生产机械的生产效率。为了缩短时间，可以采用转速、电流双闭环直流调速系统来获得良好的静、动态性能。本课程设计内容要求学生设计一个转速、电流双闭环的直流调速系统，并基于Matlab/Simulink建立其仿真模型，以此研究不同控制器参数下电机的起动、制动过程。
主要设计内容：
（1）查询文献资料或者结合某具体应用背景，自选直流电动机及电枢电路的参数，并设定系统预期性能指标（如上升时间、超调量、峰值时间和调节时间等）；
（2）确定直流电源方案及闭环反馈方案，绘制系统结构框图，并进行相关参数计算；
（3）控制器选型及控制参数设计；
（4）建立系统仿真模型，验证设计结果并进行仿真分析。
主要分析内容：
（1）额定负载下，分析电机从静止到额定转速的起动过程，包括两个控制器输出电压、电枢电流以及输出转速的响应特性，列写出上升时间、超调量、峰值时间和调节
时间等指标参数，并与预期值进行对比；分析电机制动过程中两个控制器输出电
压、电枢电流以及输出转速的响应特性。
（2）分析两个控制器的比例、积分参数对输出转速的影响，并选择一组合适参数用于分析电网电压、负载电流对电枢电流、输出转速的影响。
3. 直流可逆调速系统设计
实现直流电机的正向与反向旋转，是大多数直流调速系统的基本要求。对于动态性能要求较高的调速系统（例如目标追踪系统），还会要求系统有应用所需的转速反向能力。本课程设计要求学生设计一个可以实现正反转切换的调速系统，该系统能够实现在电机额定负载下，对于拖动性负载，由正向额定转速到反向额定转速的快速变化。
所需电动机请从《Z4直流电机系列》中选择。调速系统的基本结构必须基于转速-电流双闭环结构。需对如下部分给出设计计算方案：
（1）控制系统结构
（2）控制器参数
（3）相应的驱动电源
并基于Simulink建立直流可逆调速系统仿真模型，并着重对转速反向动态过程进行分析。需要仿真分析说明系统在额定负载下，从正向额定转速变化到方向额定转速的过程中，以下相关量的动态变化情况：
（1）系统给定值的变化；
（2）电机转速的变化
（3）电枢电流的变化
（4）电流环给定值的变化
（5）电流控制器输出值的变化
以上变量均需以Simulink输出动态曲线作为说明依据。并基于以上依据分析说明
（1）该过程中各个阶段能量的传输方向；
（2）提高转速反向动态性能的策略