《电力拖动自动控制系统》课程设计《变频液位自动控制系统》
电力拖动控制系统课程设计任务书
安徽工程大学课程设计说明书课程设计名称：课程设计题目：指导教师：专业班级：学生姓名：学号：起止日期：总评成绩：某金属加工机床主轴运动控制系统，采用Z2—71型直流电动机拖动，参数如下：额定功率P nom = 10 Kw额定电压U nom = 220 V额定电流I nom = 55 A额定转速n nom=1000 r.p.m飞轮矩GD2 = 1.0 Kg-m2（考虑系统总飞轮矩扩大一倍）励磁方式采用他励（220V）根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围 D = 20静差率S≤5 %电动机空载起动到额定转速的时间t s≤2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机床主轴运动不可逆调速系统。
设计内容：（1）系统方案分析、比较、选择；（2）系统主电路设计及功率元件计算、选择；（3）控制电路设计及系统动、静态参数计算；（4）绘制系统原理图设计成品：设计说明书一份，系统原理图一张（A3号图纸）某金属加工机床主轴运动控制系统，采用Z2—52型直流电动机拖动，参数如下：额定功率P nom = 7.5 Kw额定电压U nom = 440 V额定电流I nom = 20 A额定转速n nom = 1500 r.p.m电枢电阻Ra=0.3飞轮矩GD2 = 0.5 Kg-m2（考虑系统总飞轮矩扩大一倍）励磁方式采用他励（220V）根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围D = 30静差率S≤10 %电动机空载起动到额定转速的时间t s≤2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机床主轴运动不可逆调速系统。
设计内容：（1）系统方案分析、比较、选择；（2）系统主电路设计及功率元件计算、选择；（3）控制电路设计及系统动、静态参数计算；（4）绘制系统原理图设计成品：设计说明书一份，系统原理图一张（A3号图纸）某金属加工机床主轴运动控制系统，采用Z2—42型直流电动机拖动，参数如下：额定功率P nom = 2.2 Kw额定电压U nom = 180 V额定电流I nom = 15.6 A额定转速n nom= 1000 r.p.m飞轮矩GD2 = 0.4 Kg-m2（考虑系统总飞轮矩扩大一倍）励磁方式采用他励（220V）根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围 D = 25静差率S≤5 %电动机空载起动到额定转速的时间t s≤2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机床主轴运动不可逆调速系统。
电力拖动自动控制系统 教案
电力拖动自动控制系统1. 介绍1.1 任务背景电力拖动自动控制系统是一种能够通过电力传动实现自动控制的技术系统。
该系统通过电动机驱动机械传动装置，实现对机械设备的运动控制和工作过程的自动化。
在工业生产中，电力拖动自动控制系统被广泛应用于各种生产过程中，提高了生产效率、质量和安全性。
1.2 目标本教案旨在介绍电力拖动自动控制系统的原理、应用和发展趋势，帮助学生理解和掌握该技术的基本概念、工作原理和应用场景，并培养学生的动手实践能力和解决问题的能力。
2. 原理2.1 电力拖动原理电力拖动自动控制系统的核心是电动机，通过电动机的转动来驱动机械设备。
电动机将电能转化为机械能，通过机械传动装置将动力传递给工作设备。
电动机的转速和扭矩可以通过控制电机的电压、电流等参数来实现调节。
2.2 控制原理电力拖动自动控制系统通过控制电动机的参数来实现对设备的自动控制。
控制系统可以根据预设的工艺要求和工作条件，自动调节电动机的转速、运行时间等参数。
控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和人机界面等组成部分。
3. 应用3.1 工业应用电力拖动自动控制系统在工业领域有广泛的应用，例如生产线上的输送系统、机械加工设备、装配线等。
通过电力拖动自动控制系统，可以实现设备的精确控制，提高生产效率和质量，同时减少人力投入和工作风险。
3.2 交通运输应用电力拖动自动控制系统在交通运输领域也有重要的应用。
例如，电动车、地铁、高铁等交通工具都采用了电力拖动自动控制系统来驱动车辆。
通过该系统，可以实现对车辆的自动运行、刹车和悬挂等控制，提高了交通运输的安全性和舒适性。
4. 发展趋势4.1 智能化随着人工智能和物联网技术的发展，电力拖动自动控制系统也呈现出智能化的趋势。
未来的电力拖动自动控制系统将更加智能化，能够自动学习和优化控制策略，实现更高效、更精准的控制。
4.2 节能环保电力拖动自动控制系统也将朝着节能环保的方向发展。
通过优化控制策略和节能设备的应用，可以减少能源消耗和环境污染，实现可持续发展。
电力拖动自动控制系统课程设计
电力拖动自动控制系统课程设计设计目的本课程设计旨在让学生掌握电力拖动自动控制系统的基本原理和设计方法，通过实际操作和仿真，深化对电力拖动自动控制系统的理解和应用。
设计背景电力拖动自动控制系统被广泛应用于各种工业设备和交通工具中，通过自动电控技术实现设备的高效、安全和稳定运行。
本课程设计旨在让学生通过实际操作和仿真，深化对电力拖动自动控制系统的理解和应用。
设计内容本课程设计包括以下三个部分：1. 电力拖动自动控制系统的原理本部分主要介绍电力拖动自动控制系统的基本原理，包括：•电力拖动系统的结构和组成•电力拖动系统的各种传感器和执行器的工作原理•电力拖动系统的信号处理和控制方法2. 电力拖动自动控制系统的实际操作本部分主要介绍电力拖动自动控制系统的实际运行和操作方法，包括：•电力拖动系统的系统参数和性能测试•电力拖动系统的PID控制器的参数设置和校准•电力拖动系统的自动控制模式的设置和调试3. 电力拖动自动控制系统的仿真本部分主要介绍电力拖动自动控制系统的仿真和模拟方法，包括：•电力拖动系统的MATLAB/Simulink仿真模型的建立和调试•电力拖动系统的虚拟仿真平台的使用和应用案例分析设计流程本课程设计的流程如下：1.学习电力拖动自动控制系统的基本原理和相关知识。
2.利用实际设备进行电力拖动自动控制系统的实际操作和调试。
3.利用MATLAB/Simulink软件进行电力拖动自动控制系统的仿真模拟。
4.根据仿真结果进行电力拖动自动控制系统的优化和改进。
设计要求本课程设计的要求如下：1.学生需要按要求完成每个部分的实验和作业。
2.学生需要完成一份课程设计报告，内容应涵盖各个部分，报告格式为Markdown文本格式。
3.学生需要在规定时间内提交课程设计报告，否则视为未完成课程设计。
设计评价本课程设计的评价主要考核以下方面：1.学生是否达到了课程设计目的和要求。
2.学生对电力拖动自动控制系统的掌握程度和应用能力。
《电力拖动自动控制系统》课程设计报告
《电力拖动自动控制系统》课程设计报告(1)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊目录一﹑前言 (2)1. 1设计目的 (2)1. 2设计内容 (2)二﹑伺服系统的基本组成原理及电路设 (2)1.伺服系统基本原理及系统框图 (2)三﹑调试后的图 (8)四﹑设计心得与体会 (13)五﹑参考文献 (14)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊《电力拖动自动控制系统》课程设计报告一、前言1.1设计目的和要求1.使学生进一步掌握电力拖动自动控制系统的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；2.使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；3.熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
1.2设计内容1、分析和设计具有三环结构的伺服系统，用绘图软件（matlab）画原理图还有波形图；2、分析并理解具有三环结构的伺服系统原理。
二﹑伺服系统的基本组成原理及电路设计2．1伺服系统基本原理及系统框图伺服系统三环的PID控制原理以转台伺服系统为例,其控制结构如图2-1所示,其中r为框架参考角位置输入信号, 为输出角位置信号.┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊图2-1 转台伺服系统框图伺服系统执行机构为典型的直流电动驱动机构,电机输出轴直接与负载-转动轴相连,为使系统具有较好的速度和加速度性能,引入测速机信号作为系统的速度反馈,直接构成模拟式速度回路.由高精度圆感应同步器与数字变换装置构成数字式角位置伺服回路.转台伺服系统单框的位置环,速度环和电流环框图如图2-2,图2-3和图2-4所示.图2-2 伺服系统位置环框图┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊图2-3 伺服系统速度环框图图2-4 伺服系统电流框图图中符号含义如下：r为位置指令；θ为转台转角；u K为PWM功率放大倍数；d K为速度环放大倍数；v K为速度环反馈系数；i K为电流反馈系数；L为电枢电感；R为电枢电阻；m K为电机力矩系数；e C为电机反电动势系数；J为等效到转轴上的转动惯量；b为粘性阻尼系数，其中J=m J+L J，b=m b+L b，m J和L J分别为电机和负载的转动惯量，m b和L b分别为电机和负载的粘性阻尼系数；f T为扰动力矩，包括摩擦力矩和耦合力矩。
电力拖动自动控制系统课程设计
二○一一～二○一二学年第二学期信息科学与工程学院课程设计报告书课程名称：电力拖动自动控制系统程设计班级：自动化2009级 2 班学号：200904134064姓名：指导教师：二○一二年六月一、题目、任务及要求题目：在一个由晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调速系统中，已知电动机的额定数据为：P N=60 KW，U N=220 V，I N=308 A，n N=1000 r/min，电动势系数Ce=0.196 V∙min/t，主回路电阻R=0.18 Ω，触发整流环节的放大倍数K s=35，等效惯性时间常数T s=0.00333 s。
电磁时间常数T l=0.012 s，机电时间常数T m=0.12 s，电流反馈滤波时间常数T oi=0.0025 s，转速反馈滤波时间常数T on=0.015 s。
额定转速时的给定电压(U n∗)N=10 V，调节器ASR，ACR 饱和输出电压U im∗=10 V，U cm=6.5 V。
系统的静、动态指标为：稳态无静差，调速范围D=10，电流超调量δi≤5%，空载启动到额定转速时的转速超调量δn≤10%。
任务：1)用工程设计方法，设计双闭环调速系统的电流和转速调节器，相应的调节器放大电路，并进行频率校验。
2)用simulink进行双闭环系统性能验证。
二、设计步骤规范化要求按如下步骤，双闭环调速系统的电流和转速调节器的设计。
1. 确定电流反馈系数β（假设启动电流在339 A以内）和转速反馈系数α；2. 设计电流调节器ACR，计算其参数R i、C i和C oi，已知调节器的输入回路电阻R0=40 KΩ；3. 设计转速调节器ASR，计算其参数R n、C n和C on，已知调节器的输入回路电阻R0=40 KΩ；4. 进行频率校验；5. 计算电动机带40%额定负载启动到最低转速时的转速超调量。
6. 计算空载启动到额定转速的时间。
7. 用simulink对所设计闭环系统进行仿真验证；8. 总结本次课程设计的收获体会。
电力拖动控制系统课程设计
图3-4 双闭环直流调速系统的静特性
• 在负载电流小于Idm时表现为转速无静差，转速 负反馈起主要调节作用。 • 当负载电流达到Idm时，转速调节器为饱和输出 U*im，电流调节器起主要调节作用，系统表现为 电流无静差。 • 采用两个PI调节器形成了内、外两个闭环的效果。 • 当ASR处于饱和状态时，Id=Idm，若负载电流减 小，Id<Idm，使转速上升，n>n0，Δn<0，ASR反 向积分，使ASR调节器退出饱和。
1．起动过程分析
• 电流Id从零增长到Idm，然后在一段时间内维 持其值等于Idm不变，以后又下降并经调节 后到达稳态值IdL。 • 转速波形先是缓慢升速，然后以恒加速上 升，产生超调后，到达给定值n*。 • 起动过程分为电流上升、恒流升速和转速 调节三个阶段， • 转速调节器在此三个阶段中经历了不饱 和、饱和以及退饱和三种情况。
2.2 调节器的工程设计方法
3.3.1 控制系统的动态性能指标 • 在控制系统中设置调节器是为了改善系统 的静、动态性能。 • 控制系统的动态性能指标包括对给定输入 信号的跟随性能指标和对扰动输入信号的 抗扰性能指标。
1、跟随性能指标
• 以输出量的初始值为零，给定信号阶跃 变化下的过渡过程作为典型的跟随过程， • 此跟随过程的输出量动态响应称作阶跃 响应。 • 常用的阶跃响应跟随性能指标有上升时 间、超调量和调节时间。
稳态结构图与参数计算
图3-2
转速、电流反馈控制直流调速系统原理图
ASR——转速调节器 ACR——电流调节器 TG——测速发电机
1. 稳态结构图和静特性
• 转速调节器ASR的输出限幅电压决定了电流给定 的最大值，电流调节器ACR的输出限幅电压限制 了电力电子变换器的最大输出电压， • 当调节器饱和时，输出达到限幅值，输入量的变 化不再影响输出，除非有反向的输入信号使调节 器退出饱和； • 当调节器不饱和时，PI调节器工作在线性调节状 态，其作用是使输入偏差电压在稳态时为零。 • 对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和 两种情况，电流调节器不进入饱和状态 。
电力拖动自动课程设计
电力拖动自动课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握电力拖动自动控制的基本原理，了解电机运行特性及控制方法。
2. 学会分析电力拖动系统的电路图，并能正确识别主要部件及参数。
3. 掌握电力拖动自动控制系统的调试与维护方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的电力拖动自动控制电路。
2. 培养学生动手操作能力，学会使用相关工具和仪器进行电力拖动系统的调试。
3. 培养学生团队协作能力，提高问题分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力拖动自动控制技术的兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作的安全性和准确性。
3. 增强学生的环保意识，了解电力拖动系统在节能环保方面的应用。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确课程目标，旨在帮助学生掌握电力拖动自动控制的基本知识和技能，提高实践操作能力，培养学生团队协作意识和创新精神。
通过本课程的学习，使学生具备一定的电力拖动系统设计和维护能力，为未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 电力拖动自动控制基本原理：介绍电力拖动系统的组成、工作原理及运行特性，涉及电机控制基础知识。
2. 电力拖动自动控制系统电路分析：分析常见电力拖动系统电路图，识别主要部件及参数，讲解各部分功能及其相互关系。
3. 电力拖动自动控制电路设计：根据实际需求，设计简单的电力拖动自动控制电路，培养学生实际操作能力。
4. 电力拖动自动控制系统调试与维护：学习调试方法，掌握维护技巧，提高系统运行稳定性。
教学内容安排如下：1. 第1周：电力拖动自动控制基本原理学习。
2. 第2-3周：电力拖动自动控制系统电路分析。
3. 第4-5周：电力拖动自动控制电路设计。
4. 第6-7周：电力拖动自动控制系统调试与维护。
教学内容与教材关联性如下：1. 教材第1章：电力拖动自动控制基本原理。
2. 教材第2章：电力拖动自动控制系统电路分析。
电力拖动运动控制系统课程设计
电力拖动运动控制系统课程设计电力拖动运动控制系统课程设计一、课程设计背景随着工业化的不断发展，机械设备越来越多地依赖电力拖动。
电力拖动是指利用电动机转换电能为机械能，实现各种机械设备的动力源。
随着生产规模的不断扩大，电力拖动控制系统的重要性也愈发显现。
电力拖动运动控制系统作为一种非常重要的控制技术，应用范围广泛，如机械、汽车、船舶、军工、石油、化工等。
针对上述背景，为提升学生的综合能力和实践能力，本课程设计将对电力拖动运动控制系统进行深入研究。
二、课程设计目的本课程设计的主要目的是使学生具备下列能力：1.掌握电力拖动运动控制系统的基本原理、结构和性能。
2.熟悉常见的电力拖动运动控制系统的设计方法。
3.能够独立完成电力拖动运动控制系统的设计、调试和检测。
三、课程设计内容1.电力拖动运动控制系统的原理与结构（8学时）⑴电力拖动系统的基本结构⑵电力拖动运动控制系统的基本原理⑶电力拖动运动控制系统的运动学分析⑷电力拖动控制系统的信号处理方法2.电力拖动运动控制系统设计（16学时）⑴电力拖动运动控制系统的模型建立⑵电力拖动运动控制系统的闭环控制设计⑶电力拖动控制系统的参数整定方法⑷电力拖动运动控制系统的实时仿真3.电力拖动运动控制系统调试与检测（16学时）⑴电力拖动控制系统的调试流程⑵电力拖动运动控制系统的实验平台搭建⑶电力拖动运动控制系统的实时监测⑷电力拖动运动控制系统的故障诊断和维修四、课程设计方法1.理论授课通过理论课程，学生将掌握电力拖动运动控制系统的基本原理和结构，并了解电力拖动技术在工程领域中的应用。
2.案例分析通过对典型案例的分析，学生将了解到在不同的工程领域中，电力拖动技术的应用场景和解决方案。
3.仿真实验通过基于MATLAB/Simulink的仿真实验，学生将学会对电力拖动运动控制系统进行建模、仿真和实时监测的方法。
4.实验指导通过实验指导的方式，指导学生独立完成电力拖动运动控制系统的调试、检测和维修。
电力拖动自动控制系统课程设计报告
一．课程设计的目的与内容1．1课程设计的目的电力拖动自动控制系统课程设计是自动化专业的一门专业课，它是一次综合性的理论与实际相结合的训练，也是本专业的一次基本技能训练，其主要目的是：（1）理论联系实际，掌握根据实际工艺要求，设计直流拖动自动控制系统的基本方法；（2）对典型的直流拖动自动控制系统进行综合性的实验，掌握各部件和整个系统的调试步骤与方法，加强基本技能训练；（3）掌握参数变化对系统性能影响的规律，培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力；(4)培养分析问题、解决问题的能力，学会实验数据的分析与处理，编写设计说明和技术总结报告。
1．2课程设计的内容本课程的具体对象是直流调速系统，其主要内容为：（1）测定综合实验中所用控制对象的参数；（2）根据给定指标设计调速系统的调节器，并选择各环节参数；（3）按设计结果组成系统，进行系统调试以满足给定指标；（4）研究参数变化对系统性能的影响；（5）在不可逆系统调试的基础上，组成可逆系统并进行调试；（6）设计并计算主回路参数；（7）书写课程设计论文一份（6000-10000字），绘制双闭环逻辑无环流可逆调速系统原理图一张（2#图）。
二．主电路的设计2．1主电路电气原理图及说明主电路采用转速电流双闭环调速系统，是电流环（ACR）作为控制系统的内环，转速环（ASR）作为控制系统的外环，以此来提高系统的动态和静态性能。
二者串级连接，即把电流调节器的输出作为转速调节器的输入，再用转速调节器的输出控制电力电子变换器UPE，从而改变电机的转速，通过电流和转速反馈电路来实现电动机无静差地运行。
2．2整流变压器参数的选择变压器副边电压采用如下公式进行计算：已知Udmax=220V,取Ut=1V,n=2,A=2.34In/I2n=1 C=0.5 则U2=110V由此得：变压器的变化为：K=U1/U2=380/110=3.45一次侧电流和二次侧电流I1、I2的计算：I1=1.05*287*0.861/3.45=75AI2=0.861*287=247A变压器容量的选择：S1=M1U1I1=85.5KV AS2=M2U2I2=81.5KV AS=0.5*(S1+S2)=83.5KV A因此整流变压器的参数为：变化K=3.45，容量S=83.5KV A2．3平波电抗器参数的确定Ud=2.34U2cosαUd=Un=220V, 取α=0U2=Ud/2.34cos0=94.0171VId min=(5%-10%)In,这里取10%，则有：L=0.693*U2/I d min=37.2308mHα=U*min/n N=0.0067β=U*im/2In=0.28752．4晶闸管参数的计算晶闸管的额定电压通常选取断态重复峰值电压U DRM和反向重复电压U RRM 中较小的值作为该器件的额定电压。
电力拖动自动控制系统课程设计
电力拖动自动控制系统课程设计电力拖动自动控制系统课程设计是电力工程专业的一门重要课程。
该课程旨在培养学生的电力拖动系统设计与控制能力，为学生今后从事相关工作打下坚实的基础。
本文将对电力拖动自动控制系统课程设计进行详细介绍。
1.课程设计目标：本课程设计旨在通过理论与实践相结合的方式，培养学生综合运用所学知识进行电力拖动控制系统的设计与调试的能力。
重点培养学生的动力电气控制技术、电动机的控制与保护技术、传感器与信号处理技术以及自动化控制系统的设计与实现能力。
2.课程设计内容：本课程设计主要包括以下几个方面的内容：(1)电力拖动系统的基本原理与构成要素。
(2)电动机的类型、特性及其控制方法。
(3)传感器与信号处理技术在电力拖动控制系统中的应用。
(4)自动化控制系统的设计与实现。
(5)电力拖动系统的运行与维护。
3.课程设计过程：(1)学生通过自主学习，查阅相关资料，掌握电力拖动系统的基本原理与构成要素。
(2)学生根据所学知识，设计一套电力拖动自动控制系统。
(3)学生搭建实验平台，完成电力拖动自动控制系统的硬件连接与软件编程。
(4)学生进行实验测试，对系统进行调试与优化，确保系统的正常运行。
(5)学生撰写课程设计报告，详细介绍自己设计的电力拖动自动控制系统的原理、设计过程与实验结果。
4.课程设计评价：学生的课程设计成绩将根据以下几个方面进行评价：(1)设计方案的合理性与可行性。
包括电力拖动系统的设计思路、硬件选型与连接方案等。
(2)实验结果的准确性与稳定性。
包括系统调试过程中的测试数据与系统运行的稳定性。
(3)报告内容的完整性与条理性。
包括设计思路的论述、实验步骤的说明以及实验结果的分析等。
综上所述，电力拖动自动控制系统课程设计是一门重要的实践性课程。
通过该课程的学习和实践，学生将能够全面掌握电力拖动系统的设计与调试技术，并具备工程实践能力。
同时，本课程也为学生今后从事相关工作提供了一定的实践基础和理论指导。
电力拖动自动控制系统课程设计
《电力拖动自动控制系统》课程设计题目：直流电机双闭环调速系统设计专业：自动化班级：学号：姓名：2009022时间：2013年1月6日--2013年1月10日直流电机双闭环调速系统设计1 序言电力拖动自动控制系统课程设计与综合实验是工业电气自动化专业的一门专业课程，它是一次综合性的理论与实践相结合的训练，也是本专业的一次基本技能训练。
1.1 目的和意义1) 理论联系实际，掌握根据实际工艺要求设计电力拖动自动控制系统的基本方法。
2) 对一种典型的双闭环调速自动控制系统进行综合性的分析设计，掌握各部件和整个系统的设计调试步骤、方法及操作实际系统的方法。
加强基本技能训练。
3) 掌握参数变化对系统性能影响的规律，培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力。
4) 培养分析问题、解决问题的独立工作能力，学会实验数据的分析与处理能力及编写设计说明书和技术总结报告的能力。
为下学期毕业设计作准备。
5) 通过设计熟练地查阅有关资料和手册。
1.2 设计要求要求设计一个直流双闭环调速系统。
其主要内容为： 1) 测定综合实验中所用控制对象的参数（由实验完成）。
2) 根据给定指标设计电流调节器和转速调节器，并选择调节器参数和具体实现电路。
3) 按设计结果组成系统，以满足以下性能指标。
a.调速范围D ＝5～10，静差率10%S ≤。
b.空载启动时电流超调5%i σ≤,转速超调10%n σ≤ (在额定转速时)。
c.动态速降小于10%。
d.振荡次数小于2次。
4) 研究参数变化对系统性能的影响。
5) 在时间允许的情况下进行调试。
1.3 设计对象及有关数据直流电机：185W ，220V ，1.2A ，1600转/分。
直流测速机：10W ，10V ，0.2A ，1900转/分。
T oi =0.0011s ,T on =0.005s ，两个调节器的输入电阻020R K =Ω ，λ=1.5。
2 系统结构方案的选择2.1 调压、变组、及弱磁方案调速的选择与论证直流电动机的转速和其他参量的关系可用式（2-1）表达e U IRn K -=Φ（2-1）式中 n ——转速，单位为/min r ；U ——电枢电压，单位为V ； I ——电枢电流，单位为A ；R ——电枢回路总电阻，单位为Ω；Φ——励磁磁通，单位为b W ；e K ——由电机结构决定的电动势常数。
电力拖动控制系统课程设计
电力拖动控制系统课程设计课程设计主题：电力拖动控制系统设计与实验课程目标：1. 了解电力拖动控制系统的基本原理和相关技术；2. 学习电力拖动控制系统的设计方法和实施步骤；3. 锻炼学生的实验设计与实施能力；4. 提高学生的问题解决和创新能力。
教学内容：1. 电力拖动控制系统概述：介绍电力拖动控制系统的基本概念、特点、应用领域和发展趋势；2. 电力拖动控制系统组成与原理：介绍电动机、变频器、传感器、控制器等组成部分的工作原理和功能；3. 电力拖动控制系统设计方法：介绍电力拖动控制系统设计的基本方法和步骤，包括系统需求分析、选择设备和元件、设计控制方案、编写控制程序等；4. 电力拖动控制系统实验室实验：进行电力拖动控制系统的实验，包括电机控制、速度调节、位置控制等方面的实验；5. 电力拖动控制系统实践项目：学生独立或小组合作完成电力拖动控制系统的设计与实施，包括选型、电路设计、控制程序编写等。
实施方法：1. 学生在课堂上学习相关理论知识，了解电力拖动控制系统的基本原理和方法；2. 学生参与实验室实验，进行电力拖动控制系统的搭建与调试；3. 学生进行实验报告的编写和交流，分享实验心得和问题解决方法；4. 学生参加实践项目，完成电力拖动控制系统的设计与实施。
评价方法：1. 实验报告的评分：包括实验设计思路、实验步骤和结果分析等；2. 实践项目的评分：包括系统设计与实施的完整度和质量等；3. 学习笔记的评分：评估学生对相关理论知识的掌握程度；4. 课堂参与度和讨论表现的评分：评估学生的学习态度和理解能力。
备注：此为示例设计，具体课程内容和实施方法可以根据学校实际情况和师生需求进行调整和修改。
《电力拖动自动控制系统》教学大纲
《电力拖动自动控制系统》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：Automation Control System by Power Driving2、课程类别：专业方向课程3、课程学时：总学时64，实验学时84、学分：45、先修课程：《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电力电子技术》、《电机学》、《控制电机》、《自动控制原理》、《电力拖动基础》等专业基础课程6、适用专业：电气工程及其自动化二、课程的目的与任务课程的教学目的：本课程是电气工程及其自动化专业的专业特色课程。
通过本课程的学习，了解和掌握电力拖动自动控制系统的设计、校正和综合方法，为今后的工作打下专业基础。
课程教学的任务：了解直流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，调速系统的静态动态性能指标。
掌握直流转速单闭自动控制系统和转速、电流双闭环自动控制系统的静、动态设计方法，深刻领会和掌握控制系统的工程设计方法，能够熟练应用典型Ⅰ型、典型Ⅱ系统的设计和校正方法，了解可逆直流调速系统和位置随动系统的特点和设计方法。
了解交流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，特别是重点了解和掌握笼型异步电动机变压变频调速系统的原理、特点和设计方法，了解矢量控制技术在异步电动机变压变频调速系统的应用，了解同步电动机变压变频调速系统的特点和设计方法。
三、课程的基本要求本课程是所有专业基础课程的综合应用，特别是对《电力电子技术》、《电机学》、《控制电机》、《自动控制原理》、《电力拖动基础》以及《模拟电子技术》、《数字电子技术》的基础知识应用较多，学生必须在这些专业基础课程学习过后，才能开设本课程。
教师在授课中必须引导学生对专业基础课程的综合应用，按照系统的控制规律为主线，由简入繁、由低及高的循序深入，思路必须清楚，引导学生学习和掌握系统设计与分析的方法，培养学生对工程问题的处理方法，同时要认真进行和完成课程实验，并且通过课程设计，要求学生能够对简单的电力拖动自动控制系统进行性能分析和设计。
电拖自控课程设计
电拖自控课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习电拖自控相关知识，使学生掌握电动机的拖动原理和自控系统的基本构成，培养学生运用专业知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：了解电动机的类型、结构和工作原理，掌握电动机的启动、制动和调速方法；理解自控系统的功能、分类和基本组成，熟悉常用的自控元件及其功能。
2.技能目标：学会使用相关仪器仪表进行电动机和自控系统的调试和维护；能够运用所学知识分析和解决电动机和自控系统运行中出现的问题。
3.情感态度价值观目标：培养学生对电动机和自控系统的兴趣，增强学生运用专业知识服务社会的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电动机的基本原理和拖动方式，自控系统的组成和功能。
具体安排如下：1.电动机部分：介绍直流电动机、异步电动机和同步电动机的结构和工作原理，分析各种电动机的启动、制动和调速方法。
2.拖动控制部分：讲解电动机的机械特性，探讨电动机的拖动原理和控制方法，介绍常用的拖动控制电路。
3.自控系统部分：阐述自控系统的功能、分类和基本组成，分析常用的自控元件（如传感器、执行器、控制器等）的原理和应用。
三、教学方法为提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：用于传授电动机和自控系统的理论知识，帮助学生建立系统的知识体系。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解电动机和自控系统在工程应用中的具体做法。
3.实验法：学生进行电动机和自控系统的实验操作，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习材料。
2.参考书：推荐学生阅读相关参考书籍，拓展知识面。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，直观展示电动机和自控系统的原理和应用。
4.实验设备：准备完善的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
5.网络资源：引导学生利用网络资源，了解电动机和自控系统的最新发展动态。
电力拖动自动控制系统课设
电力拖动自动控制系统课设一、引言电力拖动自动控制系统是一种用于控制和驱动电力动力设备的自动化系统。
它通过将电力传递到动力设备上，实现自动控制和驱动，在工业生产中起到重要的作用。
本文将介绍电力拖动自动控制系统的设计和实施。
二、系统设计2.1 系统需求分析在设计电力拖动自动控制系统之前，首先需要进行需求分析。
根据实际情况和用户要求，明确电力拖动自动控制系统所需的功能和性能。
2.2 系统功能设计基于系统需求分析的结果，确定电力拖动自动控制系统的功能设计。
包括控制模块、驱动模块、传感模块等，以实现系统的自动化控制和驱动。
2.3 系统硬件设计根据系统功能设计的结果，进行系统硬件设计。
选择适当的硬件设备，包括计算机、PLC、电机、传感器等，以满足系统的需求，并确保硬件设备的稳定性和可靠性。
2.4 系统软件设计在系统硬件设计的根底上，进行系统软件设计。
包括编写控制程序、驱动程序和界面程序等，以实现系统的自动化控制和监控。
3.1 系统搭建根据系统设计的结果，进行系统搭建。
连接硬件设备，安装软件程序，并进行测试和调试，确保系统能够正常工作。
3.2 系统运行在系统搭建完成后，进行系统运行。
对系统进行实际操作和测试，验证系统的功能和性能是否符合需求。
3.3 系统优化在系统运行过程中，发现问题和缺乏之处，进行系统优化。
对硬件设备和软件程序进行调整和改良，提高系统的性能和稳定性。
电力拖动自动控制系统广泛应用于工业生产中，具有自动化程度高、效率高、平安可靠等优点。
例如，在生产线上实现自动化装配和操作，提高生产效率和产品质量。
五、系统总结电力拖动自动控制系统是一种重要的自动化系统，能够满足工业生产中对于控制和驱动设备的需求。
本文介绍了电力拖动自动控制系统的设计和实施过程，包括系统需求分析、功能设计、硬件设计、软件设计、系统搭建、系统运行和系统优化等。
通过系统的实施和应用，可以提高生产效率和产品质量，为工业生产带来重要的价值。
指导书 电力拖动自动控制系统课程设计
(6) 设计时，应按设计教材所提出的要求及步骤，逐项进行设计和操作。除作 阶跃启动试验外,系统启动前，应使负载电阻值最大，给定电位器处于零位；测试记 录点的分布应均匀；改接线路时，必须断开主电源方可进行。设计中应观察设计现 象是否正常，所得数据是否合理，设计结果是否与理论相一致。
态的运行中又表现为一个无静差调速系统，因此各项性能指标较系统开环时提高许
多。
本此课程设计的目的就是同学们在调试，设计一个典型的调速系统后，能够掌
握自控系统调试，设计的方法，步骤及其调试原则，加强同学们的动手能力和对理
论知识的理解。
自控系统调试所遵循的原则： （1） 先部分，后系统。即首先对系统的各个单元进行调试，然后再对整个系统进
(1)掌握电力电子变流装置主电路、触发或驱动电路的构成及调试方法，能初步 设计和应用这些电路。
(2)掌握直流电机控制系统的组成和调试方法，系统参数的测量和整定方法。 (3)能设计直流电机控制系统的具体实验线路，列出实验步骤。 (4)熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能及使用方法。 (5)能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问 题。 (6)能够综合实验数据，解释实验现象，编写设计报告。 本设计介绍了，直流调速系统实验可选择双闭环晶闸管不可逆直流调速系统设 计方法和设计过程以及参数整定。
行调试。 （2） 先开环，后闭环即首先进行开环调试，然后再对系统闭环进行调试。 （3） 先内环，后外环。即首先对内环进行调试（如在本此调试中就应先对电流调 节器（LT）调试）,然后再对外环进行调试。（如本此调试中对速度调节器（ST）
电力拖动课程设计--变频液位自动控制系统
目录1前言 (1)1.1变频液位系统的应用 (1)1.2设计任务 (2)2变频液位系统的基本构成与工作原理 (3)2.1变频液位系统的结构框图 (3)2.2液位自动控制系统原理 (3)2.3电动机的调速原理 (3)2.4变频调速节能原理分析 (4)2.5变频液位系统的工作原理 (5)3变频液位系统主电路设计及元件清单 (6)3.1主电路设计结果 (6)3.2主要参数计算及器件选择 (6)3.3主电路元件清单 (6)4变频液位系统保护电路设计及元件清单 (7)4.1保护电路设计结果 (7)5变频液位系统驱动电路设计 (8)5.1驱动电路设计结果 (8)5.2驱动电路主要参数计算及器件选择 (8)5.3驱动电路元件清单 (10)6设计心得 (11)6.1变频液位自动系统设计的优点 (11)6.2变频液位自动系统设计的缺点 (11)7参考文献 (11)8附录：设计总图 (12)1前言水是一个和人的生存息息相关的物质，而水位换言之即液位，它则是一种生产、生活中需要测量和控制的重要物理量，液位控制广泛应用于农业生产与居民生活中。
比如，民用水塔的供水，如果水位太低，则会影响居民的生活用水；工矿企业的排水与进水，如果排水或进水控制得当与否，关系到车间的生产状况；锅炉汽包液位的控制，如果锅炉内液位过低，会使锅炉过热，可能发生事故；精流塔液位控制，控制精度与工艺的高低会影响产品的质量与成本等。
液位控制技术在现实生活、生产中发挥了重要作用，在这些生产领域里，基本上都是劳动强度大或者操作有一定危险性的工作性质，极容易出现操作失误，引起事故，造成厂家的的损失。
随着经济的发展，能源的过分消耗日益成为影响经济稳定快速增长的阻力，为了响应国家节能减排的号召，实现能源充分利用，就需要对电机进行转速调节，研究变频液位就是节能研究的主要内容之一。
随着电力电子技术以及工业自动控制技术的不断发展,使得变频液位系统在工业生产与居民生活领域得到了广泛应用。
- 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)。
扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题目：变频液位自动控制系统课程：电力拖动自动控制系统专业：电气工程及其自动化班级：电气学号：姓名：指导教师：完成日期：第一部分任务书电力拖动自动控制系统课程设计任务书一、课程设计的目的通过电力拖动自动控制系统的设计、了解一般交直流调速系统设计过程及设计要求，并巩固交直流调速系统课程的所学内容，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。
二、课程设计的要求1、熟悉交直流调速系统设计的一般设计原则，设计内容以及设计程序的要求。
2、掌握控制系统设计制图的基本规范，熟练掌握电气控制部分的新图标。
3、学会收集、分析、运用自动控制系统设计的有关资料和数据。
4、培养独立工作能力、创造能力及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。
三、课程设计的内容完成某一给定课题任务，按给出的工艺要求、运用变频调速对系统进行控制。
四、进度安排：共周本课程设计时间共周，进度安排如下：1、设计准备，熟悉有关设计规范，熟悉课题设计要求及内容。
（天）2、分析控制要求、控制原理设计控制方案（天）3、绘制控制原理图、控制流程图、端子接线图。
（2天）4、编制程序、梯形图设计、程序调试说明。
（天）5、整理图纸、写课程设计报告。
（天）五、课程设计报告内容完成下列课题的课程设计及报告（课题工艺要求由课程设计任务书提供）1、退火炉温度控制系统2、变频液位自动控制系统设计3、变频流量自动控制系统设计4、变频供水系统设计5、变频调速恒张力控制系统设计6、变频器在温度控制系统中的应用7、线缆设备恒张力变频器控制设计六、参考书1、陈伯时主编电力拖动自动控制系统(第二版) 机械工业出版社 19922、陈伯时, 陈敏逊交流调速系统机械工业出版社 19983、张燕宾着 SPWM变频调速应用技术?? 机械工业出版社 19974、王兆义主编《可编程控制器教程》主编5、徐世许主编《可编程控制器教程原理、应用、网络》主编6、《工厂常用电气设备手册》（第2版）上、下册中国电力出版社第二部分课程设计报告目录一液位自动控制系统方案设计 (6)（一）概述 (6)（二）系统控制要求 (6)（三）系统控制方案设计 (7)二系统硬件选型 (8)（一）PLC选型 (8)（二）变频器选型 (10)（三）液位传感器选型 (11)三液位自动控制系统的原理图 (12)（一）主电路 (12)（二）PLC控制电路 (13)（三）变频器控制电路 (13)四液位控制系统变频器的节能控制分析 (14)五 PID原理分析及应用 (16)六设计小结 (19)七参考文献 (20)一、液位自动控制系统方案设计（一）概述随着电力电子技术以及工业自动控制技术的发展,使得交流变频调速系统在工业电机拖动领域得到了广泛应用。
另外,由于PLC的功能强大、容易使用、高可靠性,常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制。
此处的设计就是利用变频器和PLC实现水池水位的控制。
变频器技术是一门综合性的技术,它建立在控制技术、电子电力技术、微电子技术和计算机技术的基础上。
它与传统的交流拖动系统相比,利用变频器对交流电动机进行调速控制,有许多优点,如节电、容易实现对现有电动机的调速控制、可以实现大范围内的高效连续调速控制、实现速度的精确控制。
容易实现电动机的正反转切换,可以进行高额度的起停运转,可以进行电气制动,可以对电动机进行高速驱动。
完善的保护功能:变频器保护功能很强,在运行过程中能随时检测到各种故障,并显示故障类别(如电网瞬时电压降低,电网缺相,直流过电压,功率模块过热,电机短路等),并立即封锁输出电压。
这种“自我保护”的功能,不仅保护了变频器,还保护了电机不易损坏。
本课题就是应该PLC和变频器，设计液位自动控制系统。
PLC的作用是运用PID算法对系统进行控制，而变频器的作用则是最电机进行调速，最终达到维持提气塔液位稳定的目的。
（二）系统控制要求汽提塔液位自动控制系统用浮子液位计、PLC与变频器构成反馈的闭环液位控制系统。
用调节化工泵转速，保证废水液位稳定、满足汽提塔的工艺要求、并可根据现场处理情况自动切换流量，满足工业现场废水处理要求。
两台变频器、两台化工泵一用一备（互为备用）保证系统运行可靠。
汽提塔液位实时显示。
在废水处理液位自动控制系统中，采用 PLC的PID 积分分离智能型PI调节控制、编程简单、控制可靠，适合于汽提塔液位自动控制系统。
汽提塔液位控制稳定、控制精度高、液位稳定在20cm±1cm，满足汽提塔液位控制要求。
3#水泵PLC Pc 工控机3#变频器4#变频器阀门汽提塔热交换器隔离开关SF 4断路器SF 5断路器KM3KM4M4M34#水泵处理后废水蒸汽电动调节器电磁阀SF3断路器回收废气安全阀磁性浮子液位传感器温度传感器1压差传感器2压力表………………处理废水厌氧池图 汽提塔液位控制系统的工作原理（三）系统控制方案实现本系统恒压变量供水系统是在2台ｋＷ电机拖动的水泵机组能够满足废水总量设计要求的前提下,达到全自动闭环液位控制系统,并具有手动控制功能,同时还应达到以下要求：液位稳定在20cm ±1cm ，满足汽提塔液位控制要求；具有短路、欠压、过载、过流等诸多保护功能。
根据系统的总体原理图以及系统的控制要求，可以初步构建出液位自动控制系统的结果框图，如图所示。
图液位自动控制系统结构框图二、系统硬件选型（一）PLC的选型1、机型的选择PLC机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比的最优化机型。
在工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构的PLC；其它情况则最好选用模块式结构的PLC。
对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。
而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现ＰＩＤ运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。
其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。
对于一个大型企业系统，应尽量做到机型统一。
这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台PLC联成一个多级分布式控制系统，这样便于相互通信，集中管理。
2、输入/输出的选择PLC的输入/输出选择包括以下几部分：1）确定I/O点数根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时，应再增加10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。
对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O 点数也应有所不同。
2）开关量输入/输出通过标准的输入/输出接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开/关）设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）接收信号。
典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。
3）模拟量输入/输出模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。
这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。
这些接口的典型量程为－10～＋10V、0～＋10V、4～20mA或10～50mA。
4）特殊功能输人/输出5）智能式输入/输出3、PLC存储器类型及容量选择PLC系统所用的存储器基本上由PROM、E-PROM及PAM三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的最大存储能力低于6kB，中型机的最大存储能力可达64kB，大型机的最大存储能力可上兆字节。
使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
PLC的存储器容量选择和计算的第一种方法是：根据编程使用的节点数精确计算存储器的实际使用容量。
第二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照表4的公式来估算。
为了使用方便，一般应留有25%～30%的裕量，获取存储容量的最佳方法是生成程序，即用了多少字。
知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。
4、软件选择在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。
用户应当对所选择PLC产品的软件功能有所了解。
通常情况下，一个系统的软件总是用于处理控制器具备的控制硬件的。
但是，有些应用系统也需要控制硬件部件以外的软件功能。
例如，一个应用系统可能包括需要复杂数学计算和数据处理操作的特殊控制或数据采集功能。
指令集的选择将决定实现软件任务的难易程度。
可用的指令集将直接影响实现控制程序所需的时间和程序执行的时间。
5、支撑技术条件的考虑选用PLC时，有无支撑技术条件同样是重要的选择依据。
支撑技术条件包括下列内容：1）编程手段2）进行程序文本处理3）程序储存方式4）通信软件包6、PLC的环境适应性（二）变频器选型1、变频器简介变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电电源变换为另一频率的电能控制装置。
可分为交——交变频器，交——直——交变频器。
交——交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电；交——直——交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电，再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。
为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。
把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。
对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器主要是由主电路、控制电路组成。
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。
电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。
它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。
2、变频器选型通用变频器的选择包括通用变频器的型式选择和容量选择两个方面，选择的原则是：首先其功能特性能保证可靠地事项工艺要求，其次是获得较好的性能价格比。
通用变频器类型的选择要根据负载特性进行。
对于风机、泵类等平方转矩，低速下负载转矩较小，通常可选择专用或普通功能型通用变频器。
对于恒转矩类负载或有较高静态转速精度要求的机械应选用具有转矩控制功能的高功能型通用变频器，这种通用变频器低速转矩、静态机械特性硬度大，不怕负载冲击，具有挖土机特性。