控制系统课程设计指导书

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1、《控制系统课程设计》指导书主审人:主撰人:本指导书是根据电气工程及其自动化、白动化专业《控制系统课程设计》教学大纲编写的。一、课程设计的性质与目的本课程是电气工程及其自动化、自动化专业本科学生的一门实践教学必修课。本课程的冃的和任务是：1）通过专业方向课程设计，学习、体会、熟悉与本专业密切相关的项目研究开发的完整过程，包括课题的提出与论证、调研、文献阅读、方案比较与选择、理论研究、计算机仿真、实验研究、报告撰写、课题答辩等。2）掌握综合运用所学知识分析问题、解决问题的一般方法。3）培养学生团结协作的集体精神和独立从事研究开发工作的能力。

2、二、课程设计时间分配序号课程设计教学工作内容起止时间教学工作目标与要求1召开动员大会，下达课程设计任务书，收集资料周一要求每个学生明白设计任务，并着手收集相关文献资料2收集消化资料，确定总体设计方案周二教师检查各组收集资料和总体设计方案3软、硬件设计方案选择确定周L教师检杳各组具体软、硬件设计方案是否正确4电气原理设计（硬件）周四、五教师检查各组电气原理设计图5系统程序设计周一、二教师检查各组系统程序设计完成情况6系统调试修改周L、四教师检查各组系统调试修改完成情况7撰写报告和考核周五集中进行答辩三、课程设计地点选择：校内机电楼3143

3、16实验室，集中上机，分组设计。四、课程设计内容安排与要求下面以一个直流调速系统课程设计为例进行说明，指导教师可根据实际情况自行选题。（-）设计题目和设计要求1、题目名称：十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计在冶金工业中，轧制过程是金属压力加工的一个主要工艺过程，连轧是一种可以提高劳动生产率和轧制质量的先进方法，连轧机则是冶金行业的大型设备。其主要特点是被轧金属同时处于若干机架之中，并沿着同一方向进行轧制，最终形成一定的断面形状。每个机架的上下轧辘共用一台电机实行集中拖动，不同机架采用不同电机实行部分传动，各机架轧辘之间的速度实现协调

4、控制。本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，由此形成10个部分，各部分电动机参数如下表:机架序号电动机型号Pn(kW)In(V)In(A)Nn(r/min)Ra(Q)GD'n(N•m2)p极对数1Z2-926723029114500.268.6012Z2-914823020914500.358.0213Z2-823523015214500.431.3614Z2-812623011314500.527.4415Z2-721923082.5514500.711.7616Z2-71112306114500.89.817Z2-62

5、1123047.814500.96.3918Z2-61&52303714501.05.4919Z2-52623026.114501.13.9211()Z2-514.223018.2514501.23.4312、技术数据(1)电枢回路总电阻取阻2甌总飞轮力矩Gb=25GbiL(刀其它未尽参数可参阅教材中“双闭环调速系统调节器的工程设计举例”的有关数据。(3)要求：调速范围D=10,静差率肚5%稳态无静差，电流超调量＜7i除5%启动到额定转速时的转速退饱和超调量。妳10%(4)要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。(9要求触发脉冲有故障封

6、锁能力。(®要求对拖动系统设置给定积分器。(%1)设计内容和要求1o调速的方案选择（1）直流电动机的选择（根据上表按小组顺序选择电动机型号）:（2）电动机供电方案的选择（要求通过方案比较后，采用晶闸管三相全控桥变流器供电方案）;（3）系统的结构选择（要求通过方案比较后，采用转速电流双闭环系统结构）;（4）确定的直流调速系统的总体结构框图。£主电路的计算（可参考“电力电子技术”中有关主电路计算的章节）（D整流变压器计算。二次侧电压计算;一、二次侧电流的计算;容量的计算。（2）品闸管元件的选择。品闸管的额定电压、电流计算。（3）品闸管保护环

7、节的计算。①交流侧过电压保护；②阻容保护、压敏电阻保护计算；③肖「流侧过电压保护④晶闸管及整流二极管两端的过电压保护；⑤过电流保护。⑥交流侧快速熔断器的选择；与元件串联的快速熔断器的选择；直流侧快速熔断器的选择。（切平波电抗器计算。3o触发电路的选择与校验（可参考“电力电子技术”中有关触发电路的章节）触发电路的种类较多，可直接选用，触发电路中元件参数可参照有关电路进行选用,一般不舟重新计算。最后只需要根据主电路选用的晶闸管对脉冲输岀级进行校验，只要输出脉冲功率能满足要求即可。4o控制电路设计计算主要包括：给定电源和给定环节的设计计算、转

8、速检测环节和电流检测环节的设计与计算、调速系统的稳态参数计算（可参考第二章有关内容）等。5.双闭环直流调速系统的动态设计主要设计转速调节器和电流调节器，可参阅教材第三章中“双闭环调速系统调节器的工程设计举例