《运动控制系统》课程设计指导书

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1、《运动控制系统》课程设计指导书工业电气自动化教研室39目录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Ⅱ39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

2、能力。3)获得工程设计的初步训练。三、已知数据1.直流电动机表1-1直流电动机参数型号Z2-91Z2-92Z2-101Z2-102Z2-111Z2-112功率Kw30405575100125电压V220220220220220220电流A159210286385511635转速rpm100010001000100010001000效率％8687888989.590最大励磁功率W54062067082011501380飞轮转矩（GD2）kgm25.97.010.312.020.423.0他励电压V22022022022022022

3、0过载能力λ1.51.51.51.51.51.52. 车间电源：U=380±10%f=50Hz，电压阶跃变化△U=±40V。3.电动机负载:a.起动时负载转矩等于电动机的额定转矩（TLs=Tnom）b.运行中的负载转矩TL=（0.25~0.75）Tnomc.负载转矩阶跃变化量│△TL│≤0.15Tnomd.折合到电动机轴上的传动装置及生产机械的飞轮转矩按电动机飞轮转矩的50%估计，生产机械只单方向运转，且不常起动。四、设计指标要求1.静态指标：调速比D=nmax/nmin=1000/10=10；静差率s≤3%2.动态指标：起动超

4、调量：σn%≤10%，σi%≤5%；扰动产生的动态偏差及恢复时间：Δnmax/nmin×100%≤10%，tν≤0.5s3．对起动和停车的快速性均无特别要求。五、设计内容1.总体方案的确定，画出系统组成结构图；2.主电路形式的确定；励磁电路形式的确定；393.电枢整流变压器、励磁整流变压器、平波电抗器的参数计算；4.主电路晶闸管、励磁电路整流二极管的参数计算与选择；5.晶闸管的过电压、过电流保护电路的设计；6.晶闸管触发电路的设计；7.电流检测及转速检测环节的设计；8.电流调节器、转速调节器的设计；9.控制电路所用稳压电源的设计

5、；10.起停操作控制电路的设计；11.系统的MATLAB仿真实验；12.书写设计说明书；13.绘制系统的电气原理图。五、时间安排参考1、2、3、4项——2天；5、6、7项——2天；8、9、10项——2天；11、12项——2天；12、13项——2天。39第二章课程设计过程指导（设计举例）一、已知数据：1、直流电动机型号：Z2-111(Z2系列外通风他励直流电动机)功率：100kW电压：220V电流：511A转速：1000r/min效率：89%最大励磁功率：1150W飞轮转矩：GD2=20.4kgm2他励电压：220V过载能力：λ=

6、1.52、车间电源供电电源：U=380±10%，f=50Hz，电压阶跃变化ΔU=±40V3、电动机负载起动时负载转矩等于电动机的额定转矩（TL=Tnom）;运行中的负载转矩TL=（0.25~0.75）Tnom负载转矩阶跃变化量

7、ΔTL

8、≤0.15Tnom折合到电动机轴上的传动装置及生产机械的飞轮转矩按电动机飞轮转矩的50%估计，生产机械只单向运转，且不常起动。二、指标要求：1.静态指标：调速比D=nmax/nmin=1000/10=10；静差率s≤3%2.动态指标：起动超调量：σn%≤10%，σi%≤5%；扰动产生的动态偏差及

9、恢复时间：Δnmax/nmin×100%≤10%，tν≤0.5s3.对起动和停车的快速性均无特别要求。39设计过程指导一、总体方案的确定，画出系统组成结构图+-~+--系统的总体方案采用转速、电流双闭环结构，如图2-1所示。图2-1转速、电流双闭环结构图二、主电路形式的确定励磁电路形式的确定（一）主电路形式的确定1.整流电路形式对于容量较大的电动机（4kW以上），其整流电路一般采用三相全控桥式。2.变压器接线方式确定一般采用Δ/Y(D,y)或Y0/Y(YN,y)联结。（二）励磁电路形式的确定由于励磁电路功率小，且不需要在额定转速

10、以上进行速度调节，故可以采用单相全波不可控整流电路，或三相半波不可控整流电路。主电路和励磁电路接线形式如图2-2所示。MTABCIf~220V或380V图2-2主电路和励磁电路39三、电枢整流变压器、励磁整流变压器、平波电抗器的参数计算1．电枢整流变压器的参数计