自动控制系统综合课程设计与实践

自动控制系统综合课程设计与实践指导书杨钧蔡型编广东工业大学自动化学院1目录设计与实践总体要求-------------------------------------------------------------------------------1一、设计部分设计一晶闸管双闭环不可逆直流调速系统-------------------------------2设计二逻辑无环流可逆调速系统---------------------------------------4设计三绕线转子异步电动机串级调速系统-------------------------------7二、实践部分实践一晶闸管三相桥式可控整流电路的性能研究-------------------------9实践二三相变频电路的性能研究--------------------------------------172自动控制系统综合课程设计与实践总体要求自动控制系统综合课程设计与实践是一个实践性很强的教环节，以综合课程设计与实践为重点。有模拟电子、数字电子、电力电子、单片机、自动控制系统、自动控制原理等新技术组成的实用自动控制系统，内容新颖丰富。加强自动控制系统基本理论的学习和基本技能的训练，启发学生创新思维以及独立解决实际问题的能力。提高设计、装配、调试能力。自动控制系统日新月异的发展必将给我们提供很好的学习和训练的机会。一-适用专业自动化、电气工程及其自动化、电子技术、应用电子技术、电力系统及其自动化等（本科、专科）。根据不同层次的专业和按排的学时数。自动控制系统综合课程设计与实践的内容、要求可以有所不同。鼓励和支持学生多做实用、创新和具有挑战性的项目。二、基本要求1.综合运用自动控制系统课程中所学到的理论知识去独立完成一个自动控制系统综合课程设计与实践课题。2.通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。3.进一步熟悉实用的自动控制系统类型和特性，并掌握合理选用的原则。4.学会实用、筒单的自动控制系统设计、安装与调试。5.进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。6.学会撰写自动控制系统课程设计与实践报告。7.培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。8.遵守纪律，注意用电安全。站在电工橡胶绝缘垫上做实验，防止事故尤其是重大事故发生。三、基本做法1．自动控制系统课程设计与实践期间，按上课时间到自动化实验室报到。设计与实践同时进行。2．领取工具、元件、材料、仪表，按指定电路独立设计印刷电路板图。3．焊、装电路。审查同意后，通电调试、观察、分析、记录波形。4．撰写自动控制系统综合课程设计与实践报告。5．实践任务完成后。现场考核自动控制系统综合课程设计与实践报告，能准确流利地回答各种问题。6．上交实训实物、自动控制系统综合课程设计与实践报告。清还工具、仪表，搞好清洁卫生。四、评定成绩1．设计与实践的电路、自动控制系统。有无使用价值，有无创新内容。2．现场考核：动手能力；安装工艺水平、调试中分析解决问题能力、以及创新精神等。自动控制系统综合课程设计与实践报告。3．遵守纪律、学习态度、工作作风和科学精神等。3一、设计部分设计一晶闸管双闭环不可逆直流调速系统1．设计题目三相全控桥晶闸管双闭环不可逆直流调速系统2．设计要求（1）为了独立设计，按学号分配，指定的单元电路和技术指标见表1-1。表1-1设计要求动态指标学号电机KW触发电路±15V电源稳态指标电流超调量转速超调量1-102.2分立元件集成电路无静差≤2%≤6%11-204KJ004开关电源无静差≤3%≤7%21-307.5785集成电路无静差≤4%≤8%31-4011分立元件开关电源无静差≤5%≤9%41-5022KJ004集成电路无静差≤6%≤10%60-30785开关电源无静差≤7%≤12%（2）其他的技术指标、参数要求，参考有关文献、资料和产品说明书各自选定。有些参数、资料查不到，可参考相近的设定。3．设计内容及步骤（1）复习有关教材、到图书馆查找有关资料，了解、晶闸管双闭环不可逆直流调速系统的工作原理。（2）总体方案的构思根据设计的要求和条件进行认真分析与研究，找出关键问题。广开思路，利用巳有的各种理论知识，提出尽可能多的方案，作出合理的选择。画出其原理框图。（3）总体方案的确定原理框图中可由一个或多个框图组成，各有独立的功能，用文字写于框中。框图按信息流向从左至右或从上到下布置。每个框图有一个或多个单元电路，，注意集成电路等元器件的功能、先进性、价格、购买是否容易?（4）单元电路的设计与选择单元电路结构形式：运用巳学过的电工基础、模拟电子、数字电子、电力电子、计算机控制技术、自动控制系统等技术和知识进行设计。或者从其他的文献资料中选取与要求相近的电路加以适当改进，择优选择。元器件的选择：多查阅器件手册、资料，熟悉常用的元器件型号、性能。考虑价格、货源、体积等要求。（5）单元电路之间的设计单元电路确定后，要认真考虑它们之间耦合方式、时序配合、以及相互干扰的级联问题。44．绘制晶闸管双闭环不可逆直流调速系统电气原理图手工按最新电工绘图标准，用电工模板在不小于75x50cm的计算纸上，独立绘制晶闸管双闭环不可逆直流调速系统电气原理图。图中的电阻、电容、集成电路等元器件，应标有型号参数。前向通路上的信号应该从左到右，或从上到下。反馈通路方向则与此相反。布局合理，排列均匀，画面清晰。每张图纸均有标题栏和图框。并在标题栏中写上班级、学号和姓名。为了独立设计：计算机绘制的电气单元图、系统电气原理图无效；只有计算机绘制的印刷电路板图PCB有效。5．撰写自动控制系统综合课程设计与实践报告（1）大致内容和要求：标题、摘要、前言或引言、正文、结论、收获和体会、参考文献及附录（实测记录、计算机软件等附上）正文：概述、技术指标；主电路、电流闭环及其稳流作用、速度环的工作情况、给定、起动过程、制动过程等的工作原理说明。单元电路工作原理：触发电路、反馈、速度调节器、电流调节器、过流、给定积分、稳压电源、过流保护、主电路、继电器线路、主变压器、晶闸管、晶闸管保护等单元电路的选择，参数计算。附上单元电路的电气原理图说明其工作原理、技术指标和使用要求的说明。(2)实践总结报告(3)收获体会，存在问题及进一步的改进意见等。(4)自动控制系统综合课程设计与实践报告抄写在课程设计报告本上。或用计算机打印（自备）。不少于5000字（含实践报告），按时上交自动控制系统综合课程设计与实践报告。复印件、抄袭件、代做的无效。上交自动控制系统综合课程设计与实践报告时，要进行质量检查和单独的短时考核、答辨。6．评定成绩(1）设计的绕线转子异步电动机串级调速系统，有无使用价值，有无创新内容。(2）现场考核：动手能力；安装工艺水平、调试中分析解决问题能力、以及创新精神等。(3）自动控制系统综合课程设计与实践报告。(4）自动控制系统综合课程设计与实践期间，遵守纪律、学习态度、工作作风科学精神等。因求职、面试等原因需要请假的，按学生手册有关规定办理。缺课超过教学时数三分之一者，不得参加考核，应重修。5设计二逻辑无环流可逆调速系统1．设计题目逻辑无环流可逆调速系统2．设计要求(1）为了独立设计，按学号分配，指定的单元电路和技术指标见表2-1。表2-1设计要求动态指标学号电机KW触发电路±15V电源稳态指标电流超调量转速超调量1-102.2分立元件集成电路无静差≤2%≤6%11-204KJ004开关电源无静差≤3%≤7%21-307.5785集成电路无静差≤4%≤8%31-4011分立元件开关电源无静差≤5%≤9%41-5022KJ004集成电路无静差≤6%≤10%60-30785开关电源无静差≤7%≤12%(2）其他的技术指标、参数要求，参考有关文献、资料和产品说明书各自选定。有些参数、资料查不到，可参考相近的设定。3．设计内容及步骤(1）复习有关教材、到图书馆查找有关资料，了解、熟悉逻辑无环流可逆调速系统的工作原理。(2）总体方案的构思根据设计的要求和条件进行认真分析与研究，找出关键问题。广开思路，利用巳有的各种理论知识，提出尽可能多的方案，作出合理的选择。画出其原理框图。(3）总体方案的确定原理框图中可由一个或多个框图组成，各有独立的功能，用文字写于框中。框图按信息流向从左至右或从上到下布置。每个框图有一个或多个单元电路，，注意集成电路等元器件的功能、先进性、价格、购买是否容易?(4）单元电路的设计与选择单元电路结构形式：运用巳学过的电工基础、模拟电子、数字电子、电力电子、计算机控制技术、自动控制系统等技术和知识进行设计。或者从其他的文献资料中选取与要求相近的电路加以适当改进，择优选择。元器件的选择：多查阅器件手册、资料，熟悉常用的元器件型号、性能。考虑价格、货源、体积等要求。(5）单元电路之间的设计单元电路确定后，要认真考虑它们之间耦合方式、时序配合、以及相互干扰的级联问题。64．撰写自动控制系统综合课程设计与实践报告（不少于5000字）标题概述1．技术指标（1）额定输出电流（2）额定输出电压（3）稳态精度（4）输出电压调节范围（5）过载能力（6）励磁电流（7）励磁电压（8）额定输入电流（9）额定输入电压（10）运行方式（11）冷却方式（12）使用环境2．自动控制系统工作原理（1）晶闸管主电路（2）电流闭环及其自动稳流作用（3）速度闭环其自动稳速情况（4）给定信号（5）无环流逻辑系统工作过程（6）继电器操作系统（7）±15V低压电源（8）过流保护3．调速系统的基本工作情况（1）锁零状态（2）起动过程（3）制动过程（4）反转过程4．使用注意事项5．装置的调试（1）调定各种电源（2）锁零电路的整定（3）整流系统调试（4）电流环调整（5）逻辑系统调整（6）极性鉴别器的整定（7）零电流检测器的整定（8）逻辑单元调试（9）速度环调整76．调节控制单元设计（1）晶闸管主电路（2）晶闸管电压、电流定额计算、选择（3）整流变压器计算、选择（4）电流互感器选择（5）晶闸管过压保护元器件的选择（6）晶闸管过流保护元器件的选择（7）晶闸管触发电路（8）电流调节器（9）速度调节器（10）锁零电路（11）零电流检测器（12）极性鉴别器（13）无环流逻辑转换电路（14）电流反馈电路（15）速度反馈电路（16）反相器（17）给定电路（18）过流保护电路（19）操作电路7．自动控制系统原理图（1）图纸尺寸大于75×50cm，含电阻、电容、集成电路等元器件，并标有型号参数。（2）用电工模板手工绘制，剪贴件无效。（3）前向通路上的信号应该从左到右，或从上到下。反馈通路方向则与此相反。布局合理，排列均匀，画面清晰。（4）每张图纸均有标题栏和图框。并在标题栏中写上班级、学号和姓名。8．实践报告（1）实践任务和要求。（2）实践电路的工作原理、印刷电板布线图以及它们的说明。（3）调试结果及波形分析。9．结论、收获和体会。10．参考文献（10篇）及附录（实测记录、计算机软件等附上）收获体会，存在问题及进一步的改进意见等。11．交设计与实践报告说明书及图纸。（1）凡复印件、抄袭件、剪贴件、代抄、代做、相同、的无效。（2）与签名字迹不一致的无效。（3）进行质量检查和单独的短时考核、答辨。8设计三绕线转子异步电动机串级调速系统1．设计题目绕线转子异步电动机串级调速系统2．设计要求（1）为了独立设计，按学号分配，指定的单元电路和技术指标见表3-1。表3-1学号电机KW触发电路±15V电源1-10220分立元件集成电路11-20250KJ004开关电源21-30315785集成电路31-40500分立元件开关电源41-50630KJ004集成电路60-800785开关电源（2）其他的技术指标、参数要求，参考有关文献、资料和产品说明书各自选定。有些参数、资料查不到，可参考相近的设定。3．设计内容及步骤（1）复习有关教材、到图书馆查找有关资料，了解、熟悉绕线转子异步电动机串级调速系统工作原理。（2）总体方案的构思根据设计的要求和条件进行认真分析与研究，找出关键问题。广开思路，利用巳有的各种理论