运动控制系统实验、设计任务书
《运动控制系统》课程设计任务书
理解运动控制系统的基本原理和组成 掌握运动控制系统的调试方法 掌握运动控制系统的优化方法
提高运动控制系统的性能和稳定性 提高运动控制系统的适应性和灵活性 提高运动控制系统的可靠性和安全性
确定运动控制系统的目标和需求
编写运动控制系统的软件代码
选择合适的运动控制算法和硬件设备
测试和调试运动控制系统
系统原理:阐述运动控制系统的基本原理和设计思路 硬件组成:详细描述运动控制系统的硬件组成和功能 软件编程:介绍运动控制系统的软件编程方法和实现过程 调试过程:描述运动控制系统的调试过程和注意事项
性能优化:优化运动控制系统 的性能,如提高响应速度、降 低能耗、提高稳定性等
基本功能:实现运动控制系统 的基本功能,如速度控制、位 置控制、力控制等
趋势
方案论证:对初步设计方案进 行论证,确保方案的可行性和
创新性
硬件选型:选择合适的传感器、控制器、执行器等硬件设备 硬件搭建:根据硬件选型结果,搭建运动控制系统的硬件平台 编写硬件电路原理图:根据硬件搭建结果,绘制硬件电路原理图 编写硬件PCB图:根据硬件电路原理图,绘制硬件PCB图,用于制作电路板
测试方法:模拟实际应用场 景进行测试
测试目的:验证系统功能是 否满足设计要求
测试内容:系统稳定性、准 确性、响应速度等
优化方法:根据测试结果进 行系统优化,提高系统性能
制定设计方案:根据设计题 目,制定初步设计方案
确定设计题目:根据课程要 求,选择合适的设计题目
文献调研:查阅相关文献,了 解相关领域的研究现状和发展
提高系统的响应速度 降低系统的误差 提高系统的稳定性
优化系统的控制算法 提高系统的抗干扰能力 优化系统的人机交互界面
软件设计:包括系统架构设 计、模块划分、接口设计等
《运动控制系统》实验指导书
《运动控制系统》实 验 指 导 书实验一转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验实验二双闭环可逆直流脉宽调速系统实验实验三异步电机变频调速的实验控制工程学院自动化教研室2010-5实验一转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验一、实验目的1.掌握转速单闭环可逆直流脉宽调速系统的组成及主要单元部件的工作原理。
2.熟悉直流PWM专用集成电路TL494的组成、功能与工作原理。
3.熟悉H型PWM变换器的各种控制方式的原理与特点。
4.掌握转速单闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。
5.熟悉转速环在直流调速系统中的作用。
二、实验内容1.PWM控制器TL494性能测试。
2.控制单元调试3.系统开环调试4.系统闭环调试三、实验系统的组成和工作原理组成:将反映转速变化情况的测速发电机电压信号经速度变换器后接至速度调节器的输入端,与给定电压比较,速度调节器的输出用来控制PWM调制器,从而构成速度系统。
转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验线路图如图1-1所示。
图 1-1 转速单闭环可逆直流脉宽调速系统实验线路图工作原理:图中可逆PWM变换器主电路是采用MOSFET所构成的H型结构形式。
脉宽调制发生器采用TL494集成芯片。
给定值U g与转速反馈U fn叠加后经速度调节器ASR 的PI调节作为PWM的控制电平U ct,PWM调制器产生一频率不变的矩形脉冲波,其脉冲宽度即占空比将随U ct值的变化而变化,其占空比-1≤ρ≤1。
此PWM经逻辑延时、功放、隔离等处理后,送到开关器件IGBT的栅极,外加三相调压电源经H桥逆变电路输出一与占空比ρ相对应的调制电压,经直流电动机RTDJ32,发电机RTDJ45则作为电动机的负载,由同轴上的测速发电机RTDJ47取得速度反馈信号。
本实验可设定不同的给定量,速度反馈量,以完成开环、速度单闭环的调速实验。
四、实验设备及仪器1.电力电子实验台;2.RTDL04电容箱3.RTDL05A直流调速控制箱;4.RTDL15直流脉宽调速系统;5.RTDJ10三相可调电阻;6.RTDJ32直流并励电动机;7.RTDJ45校正直流电机;8.RTDJ47电机导轨及测速发电机;9.万用表(自备);10.示波器(自备)。
运动控制系统课程设计任务书11
河南城建学院《运动控制系统》课程设计任务书班级0924091-2专业自动化课程名称运动控制系统指导教师张磊李小敏王整风邢广成陈国振电气及电子工程系2012年12月《运动控制系统》课程设计任务书编写:陈国振审核:王曦课程编码0924091-2 课程名称运动控制系统适用专业自动化学时考核方式考查学分 1设计时间第七学期先修课程《电机拖动》《过程控制》、《计算机控制》《自动控制原理》、《运动控制系统》一、设计时间及地点1、设计时间:2012.12.31~2013.1.42、地点:2#B510、2#B511、图书馆、机房、实验室二、设计目的和要求1、设计目的通过对一个实用控制系统的设计,综合运用科学理论知识,提高工程意识和实践技能,使学生获得控制技术工程的基本训练,培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。
2、设计要求完成所选题目的分析与设计,进行系统总体方案的设计、论证和选择;系统单元主电路和控制电路的设计、元器件的选择和参数计算;课程设计报告的整理工作。
三、设计题目和内容1、单闭环不可逆直流调速系统设计自拟控制系统性能指标的要求(调速范围、静差率、超调量、动态速降、调节时间等),设计系统原理图,完成元器件的选择,选择调节器并计算调节器参数,并进行仿真或实验验证系统合理性。
2、单闭环可逆直流调速系统设计自拟控制系统性能指标的要求(调速范围、静差率、超调量、动态速降、调节时间等),设计系统原理图,完成元器件的选择,选择调节器并计算调节器参数,并进行仿真或实验验证系统合理性。
3、单闭环无静差不可逆直流调速系统设计自拟控制系统性能指标的要求(调速范围、超调量、动态速降、调节时间等),设计系统原理图,完成元器件的选择,计算PI调节器参数,并进行仿真或实验验证系统合理性。
4、单闭环无静差可逆直流调速系统设计自拟控制系统性能指标的要求(调速范围、超调量、动态速降、调节时间等),设计系统原理图,完成元器件的选择,计算PI调节器参数,并进行仿真或实验验证系统合理性。
运动控制工程基础实验指导书
运动控制工程基础实验指导书实验目的该实验指导书旨在帮助学生掌握运动控制工程的基本知识和技能,通过实际操作提升学生对运动控制工程的理解和实践能力。
实验要求1. 学生需提前研究相关的理论知识,包括运动控制算法、控制器的原理和示波器的使用方法。
2. 学生需具备一定的电路基础和编程基础,能够独立完成实验设备的搭建和程序的编写。
3. 学生需按照实验指导书的步骤进行实验,并记录实验数据和观察结果。
实验设备1. 运动控制器:型号 XYZ-1232. 电机:型号 ABC-4563. 示波器:型号 DEF-789实验步骤1. 连接电路:将运动控制器与电机和示波器正确连接,并确保电路连接稳固。
2. 编写程序:使用指定的编程软件编写控制程序,实现电机的运动控制。
3. 调试程序:通过示波器观察电机的运动情况,调试程序以确保电机的运动符合预期。
4. 记录数据:记录实验中的关键数据,包括电机的运动速度、加速度等参数。
5. 分析结果:根据实验数据和观察结果,分析电机的运动特性和控制效果。
实验注意事项1. 进行实验时需注意安全,避免电路短路和故障,遵守实验室安全规定。
2. 实验过程中如遇到问题,应及时寻求指导老师的帮助。
3. 完成实验后,应将实验设备归位并保持实验室整洁。
实验评估本实验将根据学生的实验数据和报告来评估学生对运动控制工程的理解和实践能力。
学生需撰写实验报告,包括实验目的、步骤、数据和结果分析等内容。
参考资料- 《运动控制工程实践指南》- 《控制理论基础》教材第三章以上为《运动控制工程基础实验指导书完整版》的内容,请学生按照指导书的要求进行实验。
运动控制实验指导书
第一章运动控制系统实验要求一、预习运动控制系统实验前的预习,是进行这种实验前的重要准备工作,是保证实验顺利完成的必要步骤。
要求做到以下几点:(1)复习课程中与实验有关的内容,熟悉与本次实验相关的理论知识。
(2)认真阅读实验指导,要求:①明确实验目的、要求和内容,看清实验注意事项;②画出实验线路,明确接线方式,拟出实验步骤;③列出实验时需记录的表格,算出要求事先计算的数据;④初步分析实验思考题。
(3)实验前,要到实验室熟悉所用装置,记录必要的设备参数。
(4)实验分组进行,每组4—6人。
在每人独立进行预习的基础上,每位同学在做实验前要交出一份预习报告,经教师审阅并同意后,方能进行实验。
二、实验实施整个实验过程中必须严肃认真,集中精力及时做好实验。
实验时要做到以下几点:(1)实验开始前,指导教师要对学生的预习报告作检查,要求学生了解本次实验的目的、内容和方法,只有满足此要求后,方能允许实验。
(2)指导教师对实验装置作介绍,要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器,明确这些设备的功能与使用方法。
(3)按实验小组进行实验,组长负责实验的安排,明确分工,以保证实验操作协调,记录数据准确可靠,务求在实验过程中人人动手、个个主动、分工配合、协调操作,做到实验内容完整、数据正确。
(4)按拟订的实验线路及选用的设备,按图接线,力求简单明了。
接线次序为先主电路,后控制电路;先串联,后并联。
主回路与控制回路应分清,根据电流大小,主回路用粗导线连接,控制回路用细导线连接,每个接线柱上的接线尽量要少。
(5)完成实验系统接线后,必须进行自查。
串联回路从电源的某一端出发,按回路逐项检查各仪表、设备、负载的位置、极性等是否正确;联支路则检查其两端的连接点是否在指定的位置。
距离较远的两连接端必须选用长导线直接跨接,不得用2根导线在实验装置上的某接线端进行过渡连接。
(6)为了确保安全,线路自查后应请指导教师检查,确认无误后方可通电。
运动控制专题实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展,运动控制技术已成为现代工业、军事、医疗等领域的关键技术之一。
运动控制系统通过对运动物体的位置、速度、加速度等参数进行精确控制,实现各种复杂运动任务。
本实验旨在通过对运动控制系统的设计与实现,掌握运动控制的基本原理和方法。
二、实验目的1. 理解运动控制系统的基本原理和组成;2. 掌握运动控制系统的设计方法;3. 学习运动控制系统的实现技术;4. 培养实际操作能力和创新能力。
三、实验内容本实验主要分为以下几个部分:1. 运动控制系统概述:介绍运动控制系统的基本概念、组成、分类和特点。
2. 运动控制器:学习运动控制器的种类、原理、功能和性能指标。
3. 运动控制算法:研究常用的运动控制算法,如PID控制、模糊控制、自适应控制等。
4. 运动控制系统设计:根据实际需求,设计运动控制系统,包括系统结构、参数选择和算法实现。
5. 运动控制系统实现:利用运动控制器和实验平台,实现运动控制系统,并进行实验验证。
四、实验步骤1. 运动控制系统概述:- 学习运动控制系统的基本概念和组成;- 了解运动控制系统的分类和特点;- 分析运动控制系统的应用领域。
2. 运动控制器:- 学习运动控制器的种类、原理和功能;- 分析运动控制器的性能指标和选择方法;- 熟悉常见运动控制器的操作方法和编程接口。
3. 运动控制算法:- 学习PID控制、模糊控制、自适应控制等运动控制算法;- 分析各种算法的优缺点和适用范围;- 熟悉各种算法的编程实现。
4. 运动控制系统设计:- 根据实际需求,确定运动控制系统的性能指标;- 设计运动控制系统的结构,包括控制器、执行器、传感器等;- 选择合适的运动控制算法,并进行参数优化。
5. 运动控制系统实现:- 利用运动控制器和实验平台,搭建运动控制系统;- 编写运动控制程序,实现运动控制算法;- 进行实验验证,分析实验结果,调整系统参数。
五、实验结果与分析1. 实验结果:- 实验过程中,成功搭建了运动控制系统,实现了预定的运动控制任务; - 通过实验验证,运动控制系统具有良好的稳定性和准确性。
运动控制系统综合训练任务书
第2周:完成传递函数分析、单元电路设计以及工作原理分析。
第3周:完成元器件选择与绘制图纸。
四、提交成果
⑴设计说明书;
⑵系统电气原理图(用A2或A3图纸绘制,要符合国家标准,AutoCAD绘制)。
指导教师:
《运动控制系统综合训练》任务书-6
晶闸管装置放大系数:Ks=40
电枢回路总电阻:R=0.5Ω
时间常数:Tl=0.03s,Tm=0.18S
电流反馈系数:β=0.05V/A(≈10V/1.5Inom)
转速反馈系数:α=0.007Vmin/r(≈10V/Nnom)
⑵稳态指标:无静差,D=10
⑶动态指标:电流超调量бi≤5%;空载起动到额定转速时的转速超调量бn%≤10%
⑷系统电气原理图(用A2或A3图纸绘制,要符合国家标准,AutoCAD绘制);
⑸调试方法及步骤。
三、设计进度
第1周:熟悉设计题目及要求,完成技术方案初步选择,确定出原理方框图。
第2周:完成传递函数分析、单元电路设计以及工作原理分析。
第3周:完成元器件选择与绘制图纸。
四、提交成果
⑴设计说明书;
⑵系统电气原理图(用A2或A3图纸绘制,要符合国家标准,AutoCAD绘制)。
二、实训任务和设计内容
⑴系统的传递函数及性能的分析;
⑵系统设计(分析设计任务、选择技术方案、确定原理方框图);
⑶ASR及其反馈电路设计、ACR及其反馈电路设计、主电路及保护电路设计、集成触发电路设计;
⑷系统电气原理图(用A2或A3图纸绘制,要符合国家标准,AutoCAD绘制);
⑸调试方法及步骤。
三、设计进度
晶闸管装置放大系数:Ks=30
运动控制系统课程设计及综合实验
运动控制系统课程设计大纲
一、课程设计内容安排:
第一部分:
完成一个典型逻辑无环流直流调速系统工程设计实例;
第二部分:
完成一个逻辑无环流可逆直流调速系统的综合实验
二、设计系统对象原始数据:
电动机:功率P NOM=180W,U NOM=220V,I NOM=1.2134A,n nom=1500r/min,电枢内阻Ra=1.25,整流装置内阻Rrec=1.3,平波电抗器内阻R L=0.3,GD2=3.53,整流回路总电感L=200mh,系统允许最大过载倍数λ=1.5
三、系统工程设计要求:
1、系统性能指标要求:电流超调量σi%≤5%,空载启动到额定转速时的超调量σn%≤10%,空载启动到额定转速时过度过程时间ts≤0.5s。
2、主电路结构(结构图)采用三相全控桥电路,各单元部件/元件的电压、电流和功率的选择应满足系统对象的要求。
3、双闭环控制调节器的参数设计采用工程设计方法(书中例题设计过程)。
4、系统按逻辑无环流可逆控制设计
三、系统综合实验
1、单元电路测试
2、系统连接
3、系统实验调试
4、系统综合性能指标测试
四、课程设计报告要求
1.编写设计说明书一分,系统电路原理总图一张
2、附综合实验报告
2、写出课程设计过程中自己的运行结果分析、体验与收获。
运动控制系统实验报告
运动控制系统实验报告运动控制系统实验报告概述运动控制系统是现代工业中不可或缺的一部分,它通过对机械设备的运动进行精确的控制,实现了生产过程的自动化和高效化。
本实验旨在通过对运动控制系统的研究和实验,探索其原理和应用。
一、实验目的本次实验的主要目的是研究运动控制系统的基本原理和应用,包括控制器的设计、运动规划和运动控制算法的实现。
通过实验,我们将深入了解运动控制系统的工作原理,掌握其调试和优化方法,为今后在工业自动化领域的应用打下基础。
二、实验装置和原理实验所用的运动控制系统包括运动控制器、电机驱动器和电机。
运动控制器是整个系统的核心,它接收外部的控制信号,经过处理后输出给电机驱动器。
电机驱动器负责将控制信号转换为电机能够理解的电压和电流信号,并驱动电机实现运动。
电机则是实际执行运动的部分,它根据电机驱动器的信号进行转动或线性运动。
三、实验步骤1. 系统搭建:按照实验指导书的要求,将运动控制器、电机驱动器和电机连接起来,并进行必要的设置和校准。
2. 控制器设计:根据实验要求,设计控制器的结构和参数。
可以选择PID控制器或者其他适合的控制算法。
3. 运动规划:根据实验要求,设计合适的运动规划方式。
可以使用简单的直线运动或者复杂的曲线运动。
4. 运动控制算法实现:将设计好的控制器和运动规划算法实现在运动控制器上。
可以使用编程语言或者专用的控制软件。
5. 实验调试:进行实验前的调试工作,包括控制器参数的调整、运动规划的优化等。
6. 实验运行:按照实验要求,进行实验运行并记录实验数据。
7. 数据分析:对实验数据进行分析和处理,评估实验结果的准确性和稳定性。
8. 实验总结:总结实验过程中的问题和经验,提出改进和优化的建议。
四、实验结果与讨论根据实验数据和分析结果,我们可以得出运动控制系统在不同条件下的性能表现。
通过对比不同控制算法和运动规划方式的实验结果,我们可以评估其优缺点,并选择最适合实际应用的方案。
五、实验的意义和应用运动控制系统在现代工业中有着广泛的应用,包括机械加工、自动化生产线、机器人等领域。
运动控制课程设计任务书
以下设计任选其一做为自己的设计题目来完成设计一:逻辑无环流直流调试系统的设计。
(1)结合运动控制实验指导书中的MCLⅡ型实验台给出的直流电机参数,利用自己所学的数子电路或微机知识选择合适的逻辑控制环节构成一个数字双闭环逻辑无环流控制系统。
确定系统的设计方案。
(由于实验台的硬件限制可采用实验台上的模拟逻辑控制环节进行调试)(2)根据自己确定的方案进行理论结构设计及参数计算。
(3)对数字控制部分程序流程编写和程序实现。
(4)根据需要在实验台进行实验调试完成设计。
(5)完成设计报告书和总结。
设计二:设计低速直流电机调速系统(1)采用单片机或其他实验板设计数字控制的直流调速系统,要求,实时显示当前电机的转速,电动机可以双向调速,且电机最低转速应满足n≤nN/100。
(2)根据自己确定的方案进行理论结构设计及参数计算。
(3)对数字控制部分程序流程编写和程序实现。
(4)根据需要进行实验调试完成设计。
(5)完成设计报告书和总结。
设计三:变频调速系统SPWM控制环节的设计(1)变频调速系统SPWM的原理图的设计。
(2)利用电子线路及单片机设计对系统的各环节组成及参数进行设计。
(3)设计出硬件连接图和程控软件架构图。
(4)根据设计的方案完成实验调试,并记录参数对系统动态特性的影响。
(5)完成设计报告书和总结。
二、课程设计考核1、每位学生上交一份课程设计成果,其成果方式:实验设备上设计的系统或Protus仿真原理和源程序代码或微控板调速系统实物演示。
2、每位学生上交一份课程设计报告。
内容包括:设计说明、系统电路原理图、课程设计小结(认识及收获)。
3、随机抽取40%左右学生对设计内容质疑,学生对质疑问题进行答辩。
4、根据课程设计报告,质疑成绩、课程设计过程中的表现,由指导教师按五级记分制平定成绩。
运动控制系统实验指导书.
运动控制系统实验指导书赵黎明、王雁编广东海洋大学信息学院自动化系直流调速实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究一.实验目的1.研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。
2.研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。
3.学习反馈控制系统的调试技术。
二.预习要求1.了解速度调节器在比例工作与比例—积分工作时的输入—输出特性。
2.弄清不可逆单闭环直流调速系统的工作原理。
三.实验线路及原理见图6-7。
四.实验设备及仪表1.MCL系列教学实验台主控制屏。
2.MCL—18组件(适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件(适合MCL—Ⅲ)。
3.MCL—33(A)组件或MCL—53组件。
4.MEL-11挂箱5.MEL—03三相可调电阻(或自配滑线变阻器)。
6.电机导轨及测速发电机、直流发电机M01(或电机导轨及测功机、MEL—13组件)。
7.直流电动机M03。
8.双踪示波器。
五.注意事项1.直流电动机工作前,必须先加上直流激磁。
2.接入ASR构成转速负反馈时,为了防止振荡,可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底,使调节器放大倍数最小,同时,ASR的“5”、“6”端接入可调电容(预置7μF)。
3.测取静特性时,须注意主电路电流不许超过电机的额定值(1A)。
4.三相主电源连线时需注意,不可换错相序。
5.电源开关闭合时,过流保护发光二极管可能会亮,只需按下对应的复位开关SB1即可正常工作。
6.系统开环连接时,不允许突加给定信号U g起动电机。
7.起动电机时,需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底,以免带负载起动。
8.改变接线时,必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮,同时使系统的给定为零。
9.双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接,故在使用时,必须使两探头的地线同电位(只用一根地线即可),以免造成短路事故。
六.实验内容1.移相触发电路的调试(主电路未通电)(a)用示波器观察MCL—33(或MCL—53,以下同)的双脉冲观察孔,应有双脉冲,且间隔均匀,幅值相同;观察每个晶闸管的控制极、阴极电压波形,应有幅值为1V~2V 的双脉冲。
运动控制课程设计报告书
运动控制系统课程设计专业:自动化设计题目:双闭环直流电机调速系统设计班级:学生:学号:11号指导教师:分院院长:教研室主任:电气工程学院一、课程设计任务书1.设计参数直流他励电动机:功率Pe =145KW ,额定电压Ue=220V ,额定电流Ie=733A,磁极对数P=2,ne=430r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=0.0015Ω,主电路总电阻R =0.036Ω,Ks=41.5,电磁时间常数TL=0.0734ms ,机电时间常数Tm=0.0926ms ,滤波时间常数Ton=Toi=0.01s ,过载倍数λ=1.2,电流给定最大值 8V U im =*,速度给定最大值10V U n =* 2.设计容1)根据题目的技术要求,分析论证并确定主电路的结构形式和闭环调速系统的组成,画出系统组成的原理框图。
2) 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算。
3)驱动控制电路的选型设计。
4)动态设计计算:根据技术要求,对系统进行动态校正,确定ASR 调节器与ACR 调节器的结构形式及进行参数计算,使调速系统工作稳定,并满足动态性能指标的要求。
5) 绘制V —M 双闭环直流不可逆调速系统电器原理图,并研究参数变化时对直流电动机动态性能的影响。
3.设计要求:1)该调速系统能进行平滑地速度调节,负载电机不可逆运行,具有较宽地转速调速围(10D ≥),系统在工作围能稳定工作。
2)系统静特性良好,无静差(静差率2S ≤)。
3)动态性能指标:转速超调量8%nδ<,电流超调量5%i δ<,动态最大转速降810%n ∆≤~,调速系统的过渡过程时间(调节时间)1s t s≤。
4)系统在5%负载以上变化的运行围电流连续。
5)调速系统中设置有过电压、过电流保护,并且有制动措施。
6)主电路采用三项全控桥。
4. 课程设计报告要求 1)、要求在课程设计答辩时提交课程设计报告。
2)、报告应包括以下容: A 、系统各环节选型 主回路方案确定。
《运动控制系统 》课程设计指导书
通流容量的选择原则是压敏电阻允许通过的最大电流,应大于泄放浪涌电压时流过压敏电阻的实际浪涌峰值电流。但实际浪涌电流很难计算。压敏电阻承受浪涌电流的能力,取决于本身承受能量的允许值。与其体积有关。应使器件的通流容量大于实际产生的浪涌能量。可根据实际产生的浪涌能量来选定通流容量。选 。
2.直流侧过电压保护
——电动机电枢额定电压(V)
——整流电路系数,三相全控桥
——安全系数
(2)一次相电流和二次相电流
二次相电流:
(2-2)
式中:
——二次相电流有效值(A);
——直流电动机的长时最大负载电流(A);
——二次电流波形系数,三相桥为 。
一次相电流:
(2-3)
式中: ——一次相电流有效值(A);
——一、二次相电压有效值(V)。
《运动控制系统》
课程设计指导书
逄海萍编
工业电气自动化教研室
第一章课程设计任务书
第二章课程设计过程指导
第三章课程设计参考图
第四章自动化专业实验Ⅱ
第一章课程设计任务书
一、设计题目:双闭环直流调速系统设计
二、设计目的和要求
通过该设计培养学生综合运用《电路》、《模拟电子技术》、《电机与拖动》、《电力电子技术》、《自动控制理论》和《运动控制系统》等方面的基本理论、基本技能和基本知识,独立地设计一个系统的能力。通过该教学环节,学生必须达到以下几点要求:1)在已有的零散的知识基础上,提高分析问题和综合问题的能力。2)提高阅读有关文献资料的能力。3)获得工程设计的初步训练。
图2-4压敏电阻或硒堆电路图
压敏电阻的选择:
①选定标称电压U1mA(额定电压)
(2-13)
其中, 的上限是有被保护的设备的耐压决定的,应使得通过浪涌电流时,残压抑制在设备的耐压以下,即 ; 为安全系数,一般取 左右; 为晶闸管反向重复峰值电压 ; 为残压比,即压敏电阻在通过放电电流时的两端电压与 之比,一般
《运动控制》设计任务书新
《运动控制》课程设计任务书一、设计题目直流电机PWM调速系统设计二、设计目的直流PWM调速系统由于具有开关频高,低速运行平稳,调速范围宽等优点,在直流调速领域里有相当广阔的发展前景。
学生通过对直流电机PWM调速系统设计,了解直流PWM调速系统的硬件构成,并进一步熟悉和掌握调速系统的工程设计方法(典型Ⅰ型和典型Ⅱ型设计方法),使学生具有一定的综合分析能力。
三、设计步骤和内容1.熟悉系统工作原理2.确定系统总体方案确定系统控制方案,并由设计要求确定硬件电路(功率转换电路、保护电路,给定环节,反馈电路等)。
3.依据系统设计要求确定系统控制方法(1)系统各环节建模,并依据各环节数学模型建立系统结构图(2)依据控制要求及系统结构图设计控制器(包括控制器结构选择、参数确定,控制器实现等)四、设计要求控制要求:(1)实现可逆运行;(2)调速范围D不小于10,静差率s不大于5%;(3)动态过渡过程时间t s≤0.15s,电流超调量σi≤5%,空载起动到额定转速时的转速超调σn≤10%。
五、设计说明书要求1、内容必须包括设计背景、系统组成(需绘出系统原理图)、系统各环节建模及系统模型、系统设计(调节器结构、参数设计及实现)、结束语、参考文献等部分。
2、书写要求结构合理,内容条理清晰,图表清楚,一律采用A4纸张书写。
3、封面:标题为《运动控制课程设计》说明书;且含“专业、班级、学号、姓名、指导教师、完成日期”各项内容。
六、设计有关参数选用直流电机,有关参数为:Pnom =100W,Unom=48V,Inom3.7A,nnom=200r/min,电枢电阻R a=6.5Ω,飞轮矩GD2=2.9。
电枢回路总电阻R=8Ω,电枢回路总电感L=40mH。
电源电压US=60V,给定值和调节器输出限幅均为10V。
七、时间安排集中设计时间为2周。
具体分配如下:设计任务书下达、教育 0.5天收集资料、了解系统工作原理,初步确定系统方案 1.5天系统各环节建模,并依据各环节数学模型建立系统结构图 2天系统设计 4天设计书编写及整理 2天。
运动控制系统课程设计
电机控制技术
详细介绍直流电机、交流电机以 及步进电机等不同类型的电机控 制方法,包括速度控制、位置控 制以及力矩控制等。
传感器与检测技术
阐述运动控制系统中常用的传感 器类型,如编码器、陀螺仪等, 以及它们在系统中的作用和应用 。
学生作品展示与评价
01
作品一
基于PID控制的直流电机调速系统。该系统实现了对直流电机的精确速
智能化发展
随着人工智能技术的不断发展,未来的运 动控制系统将更加智能化,能够实现自适
应控制、自主学习等功能。
多轴协同控制
未来的运动控制系统将实现多轴协同控制 ,能够同时控制多个电机或执行器,提高
系统的整体性能。
高精度控制
随着传感器技术和控制算法的不断进步, 未来的运动控制系统将实现更高精度的控 制,满足高端装备制造等领域的需求。
04
传感器与执行器技术及应用
传感器与执行器概述
传感器定义
01
将非电量转换为电量输出的装置,用于测量和控制系统。
执行器定义
02
将控制信号转换为机械运动的装置,用于实现系统控制目标。
传感器与执行器在控制系统中的作用
03
提供反馈信号和执行控制指令,保证系统稳定性和性能。
常见传感器类型及工作原理
温度传感器
典型运动控制系统分析
直流电机运动控制系统
通过控制直流电机的电枢电压或电枢电流,实现对电机转 速和转向的控制。具有调速范围广、控制精度高等优点, 但存在换向火花等问题。
步进电机运动控制系统
通过控制步进电机的脉冲信号,实现对电机转角和转速的 控制。具有定位精度高、控制灵活等优点,但存在失步等 问题。
交流电机运动控制系统
直流电机驱动技术
《运动控制》课程设计任务书
《运动控制》课程设计任务书一、专业课程设计目的本课程设计实际是自动化专业学生学习完《运动控制》课程后,进行的一次全面的综合训练,其目的在于加深对电力拖动自动控制系统理论知识的理解和对这些理论的实际应用能力,提高对实际问题的分析和解决能力,以达到理论学习的目的,并培养学生应用计算机辅助设计和撰写设计说明书的能力。
二、课程设计内容及时间安排选题范围:课题一:转速、电流双闭环可逆直流脉宽调速系统设计课题二转速、电流双闭环可逆晶闸管直流调速系统设计课题三三相交流调压调速系统设计课题四恒压频比变频调速系统设计课题五矢量变换变频调速系统设计时间安排:14—17周,16学时(注:每周按4学时计)三、课程设计基本要求1.调速的方案选择(1) 电机的选择(选用运动控制实验室中的交、直流电机参数);(2) 电动机供电方案的选择;(3)系统结构选择;(4)确定系统的总体结构框图2. 主电路的计算主电路中元器件参数的选择。
3. 驱动电路方案设计4. 控制电路参数设计(包括给定、反馈和系统稳态参数设计)5. 系统的动态设计主要是速度调节器和电流调节器的结构和参数设计。
6. 系统的计算机仿真研究要求采用面向电气原理图的MA TLAB仿真方法。
四、设计提交的成果材料⑴设计说明书一份,与任务书一并装订;⑵仿真模型和仿真结果清单。
五、设计说明书格式要求1. 封面包括:课程设计题目、姓名、学号、班级、指导教师、完成日期。
2.目录正文前必须要有目录。
3.正文⑴题目及技术要求⑵系统方案和总体结构⑶系统工作原理简介⑷具体设计说明:包括主电路和控制电路等⑸设计评述⑹参考文献(5篇以上)4.论文格式要求封面格式见附件。
排版格式:A4 纸打印,正文用小四号宋体,版面上空2.2cm,下空2.2cm,左空2.5cm(包括装订线),右空2.5cm,行距固定值,22磅。
内容层次与字体、字号的要求:第一层次题序和标题用小二号黑体,题序和标题之间空两个字,不加标点;第二层次题序和标题用小三号黑体,与上下文这间空一行(行距12);题序和标题之间空1个字,不加标点(下同);第三层次题序和标题用四号黑体字;第四层次及以下题序和标题均用小四号黑体字。
运动控制课程设计任务书
运动控制系统课程设计任务书一、基本情况学时:1周学分:1学分适应班级:自动化1301二、进度安排本设计共安排1周,合计30学时,具体分配如下:实习动员及准备工作:2学时总体方案设计:4学时硬件设计:12学时撰写设计报告:8 学时答辩:4学时教师辅导:随时三、基本要求1、课程设计的基本要求运动控制系统课程设计的主要内容包括:理论设计与撰写设计报告等。
其中理论设计又包括总体方案选择,硬件系统设计、硬件设计包括单元电路,选择元器件及计算参数等;课程设计的最后要求是写出设计总结报告,把设计内容进行全面的总结,若有实践条件,把实践内容上升到理论高度。
2、课程设计的教学要求运动控制系统课程设计课程设计的教学采用相对集中的方式进行,以班为单位全班学生集中到设计室进行。
做到实训教学课堂化,严格考勤制度,在实训期间累计旷课达到2节以上,或者迟到、早退累计达到4次以上的学生,该课程考核按不及格处理。
在实训期间需要外出查找资料,必须在指定的时间内方可外出。
课程设计的任务相对分散,每5-6名学生组成一个小组,完成一个课题的设计。
小组成员既有分工、又要协作,同一小组的成员之间可以相互探讨、协商,可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。
但每个学生必须单独完成设计任务,要有完整的设计资料,独立撰写设计报告,设计报告雷同率超过60%的课程设计考核按不及格处理。
四、设计题目及控制要求题目:题目四 PWM 控制的双闭环可逆调速系统的设计设计参数::(1)直流电机:12V 20W、U P N N ==、 1.5A I N =、300r/min n N =、电枢电阻 4.5ΩR a =、电枢电感22a 15.68N.cm 6.76mH、GD L ==、30ms T m =(2)双闭环直流调速系统:N dm im *n 1.5I 5V、I 5V、U U ===、5%σi ≤设计要求:(1)、根据题目的技术要求,分析并确定主电路的结构形式和闭环调速系统的组成,画出系统组成的原理框图。
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运动控制系统实验、设计
Movtion Control Design and Experiment
一、目的与任务
《运动控制系统实验、设计》课程是自动化专业专业课《运动控制》的后续实践性教学环节,是自动化专业的必修课。
本实验设计是为自动化专业《运动控制》课程服务的实践性教学环节,可以帮助学生完成从专业理论到工程实践的认识过程。
是培养学生综合运用《运动控制》的有关理论和技术知识解决实际问题,使学生在熟悉相应理论知识的基础上,掌握实验原理及实验方案;熟悉电力电子及电气传动教学实验台的结构及调试方法;掌握正确的操作规程;掌握直流/交流调速系统的调试方法。
从而加深学生对课堂讲授的理论内容的理解,提高学生分析和解决实际问题的能力。
二、课程设计内容和基本要求
(1) 了解直流电动机调速原理和发展概况;
(2) 掌握闭环反馈控制调速系统的稳态、动态分析;积分、比例积分控制规律;无静差调速系统;重点对反馈控制闭环调速系统的稳态、动态分析。
(3) 掌握电流—转速双闭环直流调速系统的方案组成。
(4) 分析转速、电流双闭环调速系统及其静特性;双闭环系统调速系统的动态特性。
(5) 掌握调节器的工程设计方法;。
(6) 掌握电流—转速双闭环直流调速系统的电路布线、布局。
(7)掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
(8)掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤,方法及参数的整定。
(9)根据设计数据,调试系统环节的工作点,在此基础上,完成系统连接。
运行系统,观察,记录系统的静特性和动态波形。
(10)撰写实验、设计报告。
三、课程设计报告
根据课程设计内容和基本要求,完成系统中的各个模块的方案选择,说明双闭环不可逆直流调速系统的原理,系统组成及各主要单元部件的原理。
绘出各个环节的原理电路;设计、计算系统的工作点;说明调试步骤、方法及参数的整定。
绘制开环机械特性及闭环静特性,记录系统动态波形。
分组与指标数据:
按平时成绩登记表上的序号:1 n=1100r/min----0 I dl=I N
2、n=1090r/min----0 I dl=I N
3、n=1080r/min----0 I dl=I N
4、5、6、----------------转速依次递减10r/min,
I dl=I N不变。
四、附录
参考教材陈伯时主编,《电力拖动自动控制系统一运动控制》(第三版)机械工业出版社
参考和阅读书目
1.《现代交流调速系统》朱震莲编西北工大出版社
2.《电力拖动自动控制系统》张达明冶金工业出版社;
3.《现代交流调速》吴铁坚译,水利电力出版社
4.《电力电子学与交流传动》B.K,BOSS著朱仁初译西安交大出版社
5.《SPWM变频调速应用技术》张燕宾著机械工业出版社
6.《运动控制系统》张崇巍、李汉强武汉理工大学出版社,2002年。