电气传动课程设计
电气传动控制系统课程设计成绩评定表姓名学号
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课程设计题目：直流调速系统设计及仿真和矢量控制变频调速系建模与仿真课程设计答辩记录：
1．采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统，稳态运行时的速度是否有静差？为什么？试说明理由。
答：采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统，稳态运行时的速度是无静差的。
电压负反馈实际是一个自动调压系统，只有被包围的电力电子装置内阻引起的稳态速降被减小到1/（1+K），它的稳态性能比带同样放大器的转速负反馈系统要差。但基本控制原理与转速负反馈类似。它与转速负反馈一样可以实现无静差调节。
2. 晶闸管-电动机系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？
答：当电动机需要回馈制动时，由于反电动势的极性未变，要回馈电能必须产生反向电流，而反向电流是不可能通过VF流通的，这时，可以通过控制电路切换到反组晶闸管装置VR，并使它工作在逆变状态，产生逆变电压，电机输出电能实现回馈制动。
成绩评定及依据：
1. 课程设计考勤情况（20%）：
2. 课程设计答辩情况（30%）
3. 完成设计任务报告规范性（50%，其中直流系统部分占60%，交
流部分占40%）：
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）：-
指导教师签字：
目录
摘要 (1)
一直流部分 (3)
1 引言 (3)
2 系统方案选择和总体结构设计 (4)
2.1调速方案的选择 (4)
2.2总体结构设计 (6)
3主电路设计与参数计算 (7)
3.1整流变压器的设计 .................................................................. 错误！未定义书签。
3.2晶闸管元件的选择 (8)
3.3晶闸管保护环节的计算 (9)
3.4平波电抗器的计算 (9)
3.5励磁电路元件的选择............................................................... 错误！未定义书签。
3.6 继电器-接触器控制电路设计.................................................. 错误！未定义书签。
4 触发电路选择 (12)
5 控制电路的设计与计算 (12)
5.1 给定环节的选择 (13)
5.2 控制电路的直流电源.............................................................. 错误！未定义书签。
5.3 反馈电路参数的选择与计算................................................... 错误！未定义书签。
6 双闭环的动态设计和校验 (13)
6.1电流调节器的设计和校验 ....................................................... 错误！未定义书签。
6.2 转速调节器的设计和校验 ...................................................... 错误！未定义书签。
7 系统MATLAB仿真 (15)
7.1 系统的建模与参数设置 (15)
7.2仿真结果分析 (17)
二交流部分 ................................................................................... 错误！未定义书签。
8 矢量变频调速系统建模与仿真...................................................... 错误！未定义书签。
8.1 矢量变频调速原理 (24)
8.2DQ-ABC子模块的建模...........................................................................................错误！未定义书签。
8.3 异步电动机矢量控制调速系统的建模与仿真.....................................................................错误！未定义书签。
小结 (18)
参考文献 (25)
附录
摘要
本文介绍了直流调速系统的设计方法，采用的是双闭环控制，而且为速度环。而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用非常广泛的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环的调速系统可以再保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。在单闭环系统中，只有电流截止至负反馈环节是专门用来控制电流的。
本文以交流三相异步电动机无速度传感器矢量控制理论的研究作为课题,综述了矢量控制和无速度传感器矢量控制技术的发展状况和研究的意义, 并且阐述了矢量控制原理，用MATLAB作为仿真工具，对电机模型和电压空间矢量法逆变模型作了仿真研究,且能与其它模型构成闭环系统，为研究无速度传感器矢量控制理论提供了基础。建立无速度传感器矢量控制系统并进行仿真研究，利用传统算法对无速度传感器矢量控制系统进行速度辨识。利用MATLAB和PowerSystem 工用具箱进行矢量变频速系统建模。通过建立矢量变频调速系统的仿真模型，进行参数设置。做出仿真结果。
关键词：双闭环直流调速系统、调节器、晶闸管、矢量变频调速系统、Matlab 仿真
Abstract
This article that formulates the significance of development status and research of the vector control and sensorless vector control and the theory of the vector control，using MATLAB as simulating tool to study the models of the induction motor and the space vector pulse width modulation on which the research of sensorless vector control is based，takes the Research of Sensorless Vector Control of Induction Motors as thesis name.Applying conditional arithmetic successively to sensorless vector control of induction motors system accomplishes the estimate of motor speed by setting up the system and discussion of simulating result. The thesis has an based on the space vector pulse width modulation and specifies several kinds of arithmetic about estimate of speed，which analyses and discusses the control problems of vector control system under the commonly arithmetic, and works out the feasible simulating results. And then gives a system based on space vector pulse width modulation. The thesis which does a research on the simulation of sensorless vector control system，and solves sensor based estimate of motor speed，and improves the control precision and theory by the use of vector control system，provides theory guide for exploitation of hardware of sensorless vector control system.
Keywords:double closed loop direct current speed control system, regulators, thyristor, hand in hand in variable frequency speed regulation system, Matlab simulation.
一直流部分
1 引言
直流调速是交流拖动系统的基础。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。控制电路有主要由运算放大器构成，采用较普遍的改变直流电动机电枢电压和改变励磁电流的方法进行调速。压敏电阻、阻容保护电路的应用对电路起到了较好的保护，先进的三相桥式全控整流电路供电稳定可靠，对系统的性能起到了一定的促进作用。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。
此次设计主电路采用晶闸管三相全控桥整流电路供电方案，锁零单元和电流自适应调节器等，系统中有速度调节器、电路实现，触发器、锁零单元和电流自适应调节器等。
电机有三种调节电动机转速的方法：
1）调节电枢供电电压U；
2）减弱励磁磁通 ；
3）改变电枢回路电阻R。
2 系统总体结构设计和方案选择
2.1调速方案的选择
本次设计选用的电动机型号Z2-82型，其具体参数如下表2-1所示
表2-1 Z2-82型电动机具体参数
电动型号P
N
(KW) U
N
(V) I
N
(A) N
N
(r/min) R
a
(Ω) GD
a
2（Nm2）
P极
对数
Z2-82 35 230 152 1450 0.4 31.36 1
2.2电动机供电方案的选择
因调速精度要求较高，故选用转速负反馈调速系统。并设有电流反馈，以提高电机的动态快速性以及进行限流保护。与电动机同轴安装一台测速发电机TG，从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压nU，与给定电压*nU相比较后，得到转速偏差电压nU?，经转速调节器放大后，作为电流调节器的给定，与电流反馈信号相减后得到电流偏差iU?，经电流调节器放大后，去控制触发器的导通角，从而改变输出电压，达到变压调速的目的。
考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管经济，量轻，损耗小。而且工作可靠，效率高。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。
2.3调速系统方案的选择
一般说来，对晶闸管整流装置在整流器功率很小时（4KW以下），用单相整流电路，功率较大时用三相整流电路。这样可以减小负载电流的脉动。由于所提供的电动机为10KW。故主电路采用三相整流电路。在三相整流电路中，主要有三相零式整流电路、三相全控桥式整流电路和三相半控桥式整流电路。三相零式电路突出的优点是电路简单，用的晶闸管少，触发器也少，对需要220V电压的用电设计直接用380V电网供电，而不需要另设整流变压器。但缺点是要求晶闸管耐压高，整流输出电压脉动大，需要平波电抗器容量大，电源变压器二次电流中有直流分量，增加了发热和损耗。因零线流过负载电流，在零线截面小时压降
大。而三相全控桥式整流电路，在输出电流和电压相同时，电源相电压可较三相零式整流电路小一半。因此显著减轻了变压器和晶闸管的耐压要求。变压器二次绕组电流中没有直流分量，种用率高。输出整流电压脉动小，所以平波电抗器容量就可以小一些。三相全控桥式整流电路的缺点是整流器件用得多，需要六个触发电路，需要220V电压的设备也不能用380电网直接供电，而要用整流变压器。三相半控桥式整流电路，虽然只用三只晶闸管、三个触发电路，但整流输出电压脉动大，且不能用于需要有源逆变的场合。如图2-1所示。把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称做内环；转速环在外边，称做外环。这就形成了转速、电流反馈控制直流调速系统（以下简称双闭环系统）。为了获得良好的动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。
图2-1 转速、电流反馈控制的直流调速系统原理图在本设计中，采用的是转速电流反馈控制的直流调速系统。
主电路选用三相全控桥式整流电路。又由于电动机的额定电压为220V，为保证供电质量，应采用三相减压变压器将电源电压降低。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。此次采用的是转速电流反馈控制的直流调速系统。
2.4总体结构设计
一般说来，对晶闸管整流装置在整流器功率很小时，用单相整流电路，功率较大时用三相整流电路。这样可以减小负载电流的脉动。在三相整流电路中，主要有三相零式整流电路、三相全控桥式整流电路和三相半控桥式整流电路。三相零式电路突出的优点是电路简单，用的晶闸管少，触发器也少，对需要220V 电压的用电设计直接用380V电网供电，而不需要另设整流变压器。但缺点是要求晶闸管耐压高，整流输出电压脉动大，需要平波电抗器容量大，电源变压器二次电流中有直流分量，增加了发热和损耗。因零线流过负载电流，在零线截面小时压降大。而三相全控桥式整流电路，在输出电流和电压相同时，电源相电压可较三相零式整流电路小一半。因此显著减轻了变压器和晶闸管的耐压要求。采用转速电流双闭环调速系统，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级联接，这样就可以实现在起动过程中只有电流负反馈，而它和转速负反馈不同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，只靠转速负反馈，不靠电流负反馈发挥主要的作用，这样就能够获得良好的静、动态性能。
双闭环直流调速系统的起动过程有三个特点：
1）饱和非线性控制。随着ASR的饱和与不饱和，整个系统处于完全不同的两种状态，在不同情况下表现为不同结构的线性系统，不能简单地用线性控制理论来分析整个起动过程，也不能简单地用线性控制理论来笼统地设计这样的系统，只能采用分段的方法来分析。
2）转速超调。当转速调节器ASR采用PI调节器时，转速必然有超调。转速略有超调一般是允许的，对于完全不允许的情况，应采用别的控制措施来抑制超调。
3）准时间最优控制。在设备物理上允许的条件下实现最短时间的控制称作“时间最优控制”，对于调速系统，在电动机允许过载能力限制下的恒流起动，就是时间最优控制。
3主电路设计与参数计算
3.1 一次、二次相电流I1、I2的计算
经表查得 2I K =0.816, 1I K =0.816 考虑变压器励磁电流有如下公式得： =A=23.27A
d I I K I 22==55.82816.0?A=67.36A
3.2变压器二次侧电压U2的计算
对于选2U 这个参数很重要，选择过大又会造成延迟角α则会变大，功率因数会变小，整流元件的耐压升高。一般可按下式计算：
（3-1）
上式中max d U —整流电路输出电压最大值； T nU —主电路电流回路n 个晶闸管正向压降；
C — 线路接线方式系数；
sh U —变压器的短路比，对10～100KVA ，sh U =0.05～0.1； 2I /N I 2—变压器二次实际工作电流与额定之比，应取最大值。
在要求不高场合或近似估算时，可用下式计算，即：
（3-2）
1~1.2—考虑各种因数的安全系数；根据设计要求，采用公式：
(3-3)
由表查得 A=2.34；取ε=0.9；α角考虑10°裕量，则 B=cos α=0.995
取2U =125V 。
电压比K 为1U /2U =380/125=3.05。 )α(cos ε22min max 2N
sh T
d I I CU A nU U U +=
04
.355.82816.005.1××
K
I K I d
I 1105.1=()B A U
U d
ε2
.1~12=()B
A U
U d
ε2
.1~12=()
V
U 133~111985
.09.034.2230
2
.1~12=××=
3.3变压器容量的计算
； （3-4） 2222I U m S =； （3-5）
； （3-6）
上面式中m1、m2 为一次侧与二次侧绕组的相数；
由表查得m1=3，m2=3
1111I U m S ==3×380×23.27=26.54 KVA
2222I U m S ==3×125×67.36=25.28KVA
)(2
1
21S S S +==1/2（26.53+25.26）=25.94 KVA
取S =30KVA
3.4晶闸管元件的选择
3.4.1 晶闸管的额定电流
选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值TN I 大于实际流过管子电流最大有效值T I ，即:
TN I =1.57)(AV T I >T I 或 )(AV T I >=
=K d I 考虑到（1.5～2）倍的裕量
B KI I d
AV T )2~5.1()(= =55.82368.0)2~5.1(××
A =76.60~57.45 A
取)(AV T I =50A 。故选晶闸管的型号为KP50-7。 3.4.2晶闸管的额定电压
晶闸管实际承受的最大峰值电压m U ，并考虑（2～3）倍的安全裕量，参照标准晶闸管电压等级，即可确定晶闸管的额定电压TN U ，即TN U =（2～3）m U
1
111I U m S =)(2
121S S S +=d
d I I
在三相全控桥式整流电路，每个晶闸管所承受的最大峰值电压为
26U U m =，则 m TN U U )3~2(==26)3~2(U =1256)3~2(××V=56.918~37.612V （3-7）
取TN U =800V 。
3.5晶闸管保护环节的计算
晶闸管有换相方便，无噪音的优点。设计晶闸管电路除了正确的选择晶闸管的额定电压、额定电流等参数外，还必须采取必要的过电压、过电流保护措施。正确的保护是晶闸管装置能否可靠地正常运行的关键。 3.5.1过电流保护
系统中用电流截止反馈环节作限流保护外，用过电流继电器切断故障电流。 （1）过电流继电器的选择 根据负载电流为82.55A ，可选用吸引线圈电流为150A 的JL14-11ZS 型手动复位直流过电流继电器，整流电流可取1.25A 。
（2）快速熔断器的选择 接有电抗器的三相全控桥电路，通过晶闸管电流有效值I T =I d /1.732=82.55A/1.732=47.7A,故选用RLS-50的熔断器，熔体电流为50A 。
3.5.2过电压保护
以过电压保护的部位来分，有交流侧过压保护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三种。
（1）交流侧过电压保护
阻容保护 即在变压器二次侧并联电阻R 和电容C 进行保护。 本系统采用D-Y 连接。S=25.90kvA, U2=125V Iem 取值：当 S ≥10KVA 时，取Iem=4。
26≥U S
I C em =23
125
90.251046×××μF=39.78μF 耐压≥1.5Um =1.5×125×6=459.28V
选取50μF,耐压265.13V 的CZDJ-2型金属化纸介电容器。取sh U =5V ，
= =1.6Ω， 取R=2Ω
em sh I U S U R 2
23.2≥4
51090.251253.232×
××
610π2×=C c fCU I =6101255050π2××××
=1.96A R I P R R 2
)4~3(≥ =296.1)4~3(2××W=73.30~05.23W 选取2Ω、25W 的金属膜电阻。
压敏电阻的计算
2123.1U U MA = =12563.1?V=398V
流通量取5KA 。选MY31-400/5型压敏电阻。允许偏差+10％（440V ）。
（2）直流侧过电压保护
直流侧保护可采用与交流侧保护相同保护相同的方法，可采用阻容保护和压敏电阻保护。但采用阻容保护易影响系统的快速性，并且会造成dt di /加大。因此，一般不采用阻容保护，而只用压敏电阻作过电压保护。
DC MA U U )2.2~8.1(1= =(1.8～2.2) ×230V=414～506V
选MY31-450/5型压敏电阻。允许偏差+10％（495V ）。
3.7平波电抗器的计算
称平波电抗器的作用是使直流负载得到平滑的直流电流，通常在整流输出电路中串入带有气隙的铁心电抗器d L 。电抗器参数计算主要是电感量的计算。 （1）算出电流连续的临界电感量1L 可用下式计算，单位mH 。
min
2
1
1d I U K L = （3-11） 式中1K 为与整流电路形式有关的系数，可由表查得；
in I dim 为最小负载电流，常取电动机额定电流的5％～10％，这里取8%计算。 根据本电路形式查得1K =0.695所以
in I dim =0.08d I =0.08×82.55A=6.6A
min
2
1
1d I U K L ==6.6125695.0×mH=13.16mH
（2）限制输出电流脉动的临界电感量2L
（3）其取值范围与电压电流等参数有关，因此可用下式计算
d
i I S U K L 2
2
2= （3-12） 式中2K —系数，与整流电路形式有关，i S —电流最大允许脉动系数，通常三相电路i S ≤（5～10）％。取i S =8%。 根据本电路形式查得2K =1.045, 所以
d
i I S U K L 22
2==55.82%8125
045.1??=19.78mH
（3）电动机电感量D L 和变压器漏电感量T L 的计算 电动机电感量D L 可按下式计算
3102×=D
D
d
D pnI U K L （3-13） 式中 D U 、D I 、n —直流电动机电压、电流和转速，常用额定值代入；
快速无补偿电动机取6～8，有补偿电动机取5～6。根据设计要求，取D K =10、
D U =230V 、D I =82.55A 、n=1450r/min 、p=1
3102?=D
D d
D pnI U K L =31055.82145012230
10?????
mH =9.61mH 变压器漏电感量T L （单位为mH ）可按下式计算
（3-14）
查表可得sh U —变压器的短路比，一般取5～10，式中T K —计算系数。
本设计中取T K =3.9、sh U =6所以T L =55
.8212510069.3×× mH =0.35mH 。
D sh T
T I U U K L 1002
=
4 触发电路选择
根据设计要求，选用集成触发电路。触发集成芯片采用目前比较常用的KC 系列。典型应用电路如图4-1所示。
元件组成6路依次相差60°的触发脉冲，并从其第8引脚引入三相电网电压，实现6路脉冲与电网电压的同步。KC42主要是用于电网电压波形的补偿，从而使同步脉冲更加准确，减小了电网电压波形对触发脉冲的影响。
从产品目录中查得晶闸管的触发电流为GT I ＜250mA,触发电压V V G T 3<。由已知条件可以计算出
12.01450
7
.055.82230=×=
=N
a N N e n R I U C ，
402
7.055.82145012.0××+×=+=
s d e c K R I n C U V=7.24V 。 因为c U =7.24V ， 9 87543 116 15139 87543 1 16 1512119 87543 1 16 1514 112 478 9 111213 16123456789 10111213141516 131314 1114 1212G1G2G3G4K1K2 K3 K4 KC04KC04 KC04KC41KC42 5.1K 5.1K 5.1K 5.1K 5.1K 5.1K 10K 10K 10K 0.01uF 0.01uF 0.01uF 0.047uF 0.047uF 0.047uF 30K 30K 30K 0.47uF 0.47uF 0.47uF 6.8K 6.8K 6.8K 1K 1K 1K 1K 2.2K 2.2K 2.2K 10K 1uF 1uF 30K 30K 30K 1K 1K 1K 0.01uF 0.01uF 1uF 1uF 1uF 15K 15K 15K 10K 10K 10K Uc -15V +15V +15V Va Vb Vc 4.23 24 .7=== GT c G V U K 取3:1。设触发电路的触发电流为250mA ，则脉冲变压器的一次侧电流只需大于250/3=83.3mA 即可。这里选用3DG12B 作为脉冲功率放大管，其极限参数 mA I V cm 300,45BV CEO ==.完全能满足要求。 5 控制电路的设计与计算 5.1 给定环节的选择 最大输出电压为40V 。三端固定集成稳压器在使用时，要根据输出电压的 正、负选择7800系列或7900系列。7800系列是正稳压器，7900系列是负稳压器.这里选用CM7908和CM7915三端集成稳压器作为控制电路电源。 使用三端固定稳压器需要注意： 在稳压器中，Iomax 是稳压器能够输出的最大电流，在使用中不能超出此值，否则将烧毁稳压器。电源变压器次级交流电经整流滤波得到的最大直流电压不能大于集成稳压器的最大输入电压，否则容易击穿稳压器，但同时又不能小于稳压器的最小输入电压，一般两者之差在4~6V 即可。稳压器内部使用时间过长仍然会发热，所以为安全起见，一般要加一定面积的散热片。 6.直流调速系统的控制理论 6.1 双闭环直流调速系统的动态结构框图 1.确定时间常数 （1）整流装置滞后时间常数Ts。由设计要求，装置延长时间Ts=0.0017s （2）电流滤波时间常数Toi。取Toi=0.002s （3）电流环小时间常数之和。按小时间常数近似处理,取= Ts+Toi=0.0037 7 系统MATLAB仿真 采用Simulink工具箱中的Power System模块组成的转速、电流双闭环直流调速系统如图7-1所示。模型由晶闸管-直流电动机组成的主回路和转速、电流调节器组成的控制回路两部分组成。其中的主电路部分，交流电源、晶闸管整流器、触发器、移相控制环节和电动机等环节使用Power System模型库的模块。控制回路的主体是转速和电流两个调节器。模型中转速反馈和电流反馈均取自电动机测量单元的转速和电流输出端，减小了测速和电流检测环节，这不会影响仿真的真实性。电流调节器ACR的输出端其后面的环节运算后，得到移相控制电压，去控制整流桥的输出电压。而电流调节器ACR的输出限幅就决定控制角的最大和最小限制7.1 系统的建模与参数设置 7.1 电流环的仿真 电流环的仿真模型如图7-1所示，其中晶闸管整流装置输出电流可逆。 图7-1 电流环的仿真模型 在仿真模型中增设了一个饱和非线性模块,它来自于Discontinuities组，双击改模块，把饱和的上界和下界参数分别设为+10和-10。 选中Simulink模块窗口的Simultion—Configuration Parameters菜单项，起动仿真过程，用得到如图7-2所示的电流环的仿真结果曲线。 图7-2 电流环的仿真结果 7.2 转速环的系统仿真 转速、电流双闭环系统的控制电路包括如图7-3。在Start time分别设为0s，Stop time设为3s。 图7-3 转速、电流双闭环系统仿真模型 当把阶跃设置为10，得到的起动时的转速与电流响应曲线如图7-4最终稳定运行于给定转速。当把负载电流设置为82.55A ，此时电机满载起动，其转速环满载高速起动波形图如图7-5所示。 图7-4 图7-5 7.3仿真结果分析 观察图7-2的曲线，电流快速变化到一个最高点，然后趋近恒定值。由于电流调节系统受到电动机反电动势的扰动，在直流电动机的恒流升速阶段，电流值低于A I N 124λ=。 项目实践要求以及考核标准 一、课程设计要求 项目实践是本专业的一个重要的实践环节，开设该课程的主要目的是提高学生综合应用所学专业知识的能力，训练和提高软件开发技能。要求学生在规定时间内完成一定规模适当的应用软件系统；在老师的指导下以软件设计为中心，独立地完成从需求分析、软件设计、编码到软件测试运行的软件开发全过程。通过软件开发的实践实现以下基本目标： 1.深化已学的知识，完成理论到实践的转化 通过软件开发的实践，进一步加深对软件工程方法和技术的了解，将软件工程的理论知识运用于开发的实践，并在实践中逐步掌握软件工具的使用。 2.提高分析和解决实际问题的能力 课程设计是软件工程实践的一次模拟训练，通过软件开发的实践，积累经验，提高分析和解决问题的能力。 3.培养“开拓创新”能力 大力提倡和鼓励在开发过程中使用新方法、新技术。激发学生实践的积极性与创造性，开拓思路设计新算法、新创意，培养创造性的工程设计能力。 二、课程设计的一般过程 课程设计大体分三个阶段： 1. 确定题目 选题规模大小及难易程度适中。课题也要具有一定复杂度。选题分为两种：一是指导老师命题，二是学生自己找题，学生选题应由指导老师批准后方可进行。选题要有先进性、综合性、实践性。可以结合企事业单位应用的实际情况进行选题。题应该实现相对完整的功能。 2. 系统开发 系统开发阶段具体分四个步骤： ⑴系统分析 简单地说，系统分析就是要弄清“做什么”，即现行系统正在做什么，新系统想要做什么。这是系统开发的第一个阶段，也是最关键的一个阶段。它是一个反复调查、分析和综合的过程。这一阶段提出的新系统的逻辑方案，是下一阶段工作的基础，是系统设计的依据。对于经管类专业的学生来说，掌握系统分析的原理与方法尤其重要。 在这一阶段，要求学生对已选定的对象与开发范围进行有目的、有步骤的实际调查或模拟实际环境，并进行科学分析，要求学生能够用管理信息系统的语言、系统分析工具，快速、准确地描述系统的现状、表达系统的需求，以便在现行系统的基础上，建立一个满足用户需求的新系统的逻辑模型。 系统分析完成后，形成系统分析报告。 ⑵系统设计 简单地说，系统设计就是要弄清“怎么做”。它根据系统分析阶段所提出的新系统的逻辑方案，进一步提出新系统的物理方案。 在这一阶段，要求学生在系统分析的基础上，根据新系统逻辑模型所提出的各项要求，结合实际的条件，设计出新系统的总体结构和基本框架，并进一步使设计方案具体化、规范化、系统化，最终建立起新系统的物理模型。 系统设计完成后，形成系统设计报告。 ⑶系统实施 简单地说，系统实施就是要“具体做”。它将系统设计阶段所提出的新系统的物理方案付诸实施。 在这一阶段，要求学生编制程序，并进行程序调试、系统分调及系统总调。 系统实施完成后，形成系统实施报告。 ⑷系统评价 简单地说，系统评价就是要问“做得怎么样”。它是对已经开发完成的系统进行客观的评价。 在这一阶段，要求学生总结课程设计的过程、体会；对已经开发完成的系统性能、功能、 国家开放大学电大《电气传动与调速系统》《机电控制工程基础》网络课形考网考作业(合集)答案 《电气传动与调速系统》网络课答案 形考任务1 一、选择题（每小题5分，共40分） 题目1 电气传动系统做旋转运动时，其运动方程为（）。 选择一项： 题目2 如图所示的旋转运动系统（箭头方向表示转矩的实际方向），系统的运动状态是（）。 选择一项： A. 匀速 B. 加速 C. 静止 D. 减速 题目3 如图所示的负载机械特性属于（）。 选择一项： A. 恒功率负载机械特性 B. 位能性恒转矩负载机械特性 C. 反抗性恒转矩负载机械特性 D. 直线型负载机械特性 题目4 如图所示的电动机机械特性（曲线1）与负载机械特性（曲线2）相交的交点分别为A和B，以下说法正确的是（）。选择一项： A. A点是稳定运行点，B点是稳定运行点 B. A点是稳定运行点，B点不是稳定运行点 C. A点不是稳定运行点，B点不是稳定运行点 D. A点不是稳定运行点，B点是稳定运行点 题目5 直流电动机的换向器与电刷配合，可将电枢绕组内的（）变换为电刷上的直流电势。 选择一项： A. 交流电势 B. 直流电势 C. 恒定电压 D. 不变电势 题目6 如图所示为他励直流电动机的机械特性曲线组，表示的是（）的人为机械特性。 选择一项： A. 减弱磁通 B. 降低电源电压 C. 电枢回路串电阻 D. 增大磁通 题目7 如图所示为他励直流电动机的工作特性曲线，下述表达正确的是（）。 选择一项： A. 曲线1是转速特性，曲线2是效率特性，曲线3是转矩特性 B. 曲线1是转矩特性，曲线2是效率特性，曲线3是转速特性 C. 曲线1是效率特性，曲线2是转速特性，曲线3是转矩特性 D. 曲线1是转速特性，曲线2是转矩特性，曲线3是效率特性 题目8 如图所示他励直流电动机机械特性与负载机械特性曲线的交点a,b,c,d，下述表达正确的是（）。 选择一项： A. 从a点到b点是属于调速运行，从c点到d点属于调速运行 B. 从a点到c点是属于调速运行，从c点到d点属于调速运行 C. 从a点到c点是属于调速运行，从b点到d点属于调速运行 D. 从a点到b点是属于调速运行，从b点到d点属于调速运行 二、判断题（每小题5分，共40分） 题目9 当传动系统做旋转运动时，作用在电动机轴上的电磁转矩T和负载转矩TL之差，即T-TL=△T称为动态转矩，当△T>0，即dn/dt > 0时，系统处于加速运行状态。（） 电气传动及控制 ( A卷 ) 一、单项选择题（本大题共40分，共 20 小题，每小题 2 分） 1. 某单闭环直流调速系统的开环放大系数为19时，额定负载下电动机转速降落为8r/min，如果开环速降不变，要使闭环速降降为4r/min，则开环放大系数应为（）。 A. 19 B. 29 C. 39 2. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和（）。 A. 超调量 B. 静差率 C. 恢复时间 3. 恒Eg/ω1调速系统，最大电磁转矩（）。 A. 与ω1无关 B. 随ω1增大而增大 C. 随ω1增大而减小 4. 转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时， ASR的输出量取决于（）。 A. 负载电压 B. 电源频率 C. 负载电流 5. 正弦波脉宽调制的英文缩写是（） A. PID B. PWM C. SPWM D. PD 6. 静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，则静差率( ) A. 越小 B. 越大 C. 不变 D. 不确定 7. 在典型I型系统中，当时间常数T已知时，随着放大系数K减小，超调量（）。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 8. 转速、电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是 ( ) A. PID B. PI C. P 9. 双闭环无静差V-M调速系统中，增加反馈系数β，系统稳定后转速反馈电压（）。 A. 增加 B. 不变 C. 减小 10. 在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，突增负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较负载变化前是（）了。 A. 增加 B. 不变 C. 减小 11. SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的（） A. 正弦波 B. 方波 C. 等腰三角波 1.一部机器由哪些部分组成？分别起什么作用？ 答：机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。除此之外，还有自动控制部分。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。 工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装配的终端，起结构形式取决于 机器的用途。例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。 传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。例如：金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。 2.决定机器好坏的关键是哪个阶段？ 答：设计阶段 3.机械零件的失效形式有哪些？ 答：（一）整体断裂 （二）过大的残余变形 （三）零件的表面破坏 （四）破坏正常工作条件引起的失效 4.常规的机械零件设计方法有哪些？ 答：（一）理论设计 （二）经验设计 （三）模型试验设计 5.机械零件的理论设计有哪几种？ 答：设计计算 校核计算 6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力？ 答：接触应力为：脉动循环变应力 弯曲应力为：对称循环变应力 7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述？ 答：可用最大应力m ax σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ=来描述。 8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力？ 答：r=-1代表对称循环变应力，r=0脉动循环变应力，r=1静应力。 9.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的最主要因素？ 答：应力幅。 10.疲劳曲线有哪两种？如何定义？ σ-N 疲劳曲线，等寿命疲劳曲线。 σ-N 疲劳曲线：在各种循环作用次数N 下的极限应力，以横坐标为作用次数N 、纵坐标为极限应力，绘成而成的曲线。 等寿命疲劳曲线：在一定的应力循环次数N 下，疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。 11.σ-N 曲线中，我们把曲线分成了那几段？各有什么特点？ 分为AB BC CD 三段。在AB 段，是材料发生破坏的最大应力值基本不变。在BC 段，材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降。在CD 段，材料试件经过一定次数的交应变力作用后会发生疲劳破坏。 12.简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处？ 静强度设计是和屈服强度做比较，疲劳强度是考虑到不同因素对疲劳极限的影响。 13.简述疲劳损伤线性积累假说的内容？ 在规律性变幅循环应力作用下，各应力对材料造成的损伤是独立进行的，并可以 《动态网页设计》课程设计实施方案 一、课程设计的目的 课程设计是工科各专业的主要实践性教学环节之一，是围绕一门主要基础课或专业课，运用所学课程的知识，结合实际应用设计而进行的一次综合分析设计能力的训练。 《动态网页设计》是针对网站建设程序员岗位能力进行培养的一门核心课程。本课程构建于计算机文化基础、Dreamweavr网页设计、SQL数据库设计、C#程序设计、管理信息系统等课程的基础之上，主要培养学生对网站项目的初步分析、并利用Visual Studio 2008开发平台进行网站建设、建设完成后能对网站进行初步测试的能力，同时注重培养学生的社会能力和方法能力。 本次课程设计旨在培养学生在本课程范围内，初步掌握解决实际应用问题时所应具备的查阅资料、综合运用所学知识的能力，为毕业设计及今后从事专业工作打下基础。 二、课程设计的任务、内容及要求 任务： 学生根据老师给定或者学生自己拟订经老师认可后的课题进行课程设计，最终完成并提交解决方案以及课程设计报告书。 内容：课程设计参考题目（详见课程设计任务书） 1.网上考试系统 2.网上求职招聘系统 3.人事工资管理系统 4.房屋资讯信息网 5.网上订票系统 6.干洗店管理 7.停车场管理系统 8.多功能教室预约系统 9.车辆维修管理系统 10.游船计时收费管理系统 要求： 1.设计方案正确 2.数据与功能分析详细 3.网站界面美观大方、风格统一 4.网站使用方便，交互性较好; 5.编码简洁、规范、稳定、高效 6.独立查阅资料 7.认真撰写课程设计报告 三、课程设计进程安排 课程设计时间为二周，分五个阶段完成： 1. 设计准备阶段： 指导教师准备参考题目，方案论证，软硬件环境准备。这一阶段在两周内完成。 2. 分析设计阶段： 指导教师引导下，学生积极自主学习和钻研问题，明确设计要求，找出实现方法,按照需求分析、总体设计、详细设计这几个步骤进行。这一阶段1~2天完成。 3. 编码调试阶段： 根据设计分析方案编写动态网页部分代码，然后调试该代码，实现课题要求的功能。 这一阶段在3~5天内完成。 4. 测试阶段 这一阶段在1~2天内完成。 5. 总结报告阶段： 总结设计工作，写出课程设计说明书,要求学生写出需求分析、总体设计、详细设计、编码、测试的步骤和内容。这一阶段在2~3天完成。 6.考核评分阶段： 依据任务书对所完成的程序进行功能检验、提问、相关学生集体汇报等。这一阶段在1~2天内完成。 四、课程设计地点 .NET实验室。 五、组织管理 分组领取任务，按每小组3-4人的标准进行分组。 课程设计期间，严格按照作息时间表进行考勤，做好出勤记录。 课程设计期间，制定值日表，轮流做好机房卫生工作。 六、考核评估说明（附表格） 通过老师考核、小组互评的方式，结合学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，总结报告和作品水平以及学习态度综合评价。成绩分为优、良、及格和不及格四等。 考核标准包括： 1．职业素养（30%） 包括工作态度（10分）、协作能力（１０分）、道德（５分）、自学能力（５分）等，该部分评分由组长和老师共同评定。 第2次作业 一、单项选择题（本大题共100分，共 40 小题，每小题 2.5 分） 1. 双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct的大小取决于（）。 A. Idl B. n C. n和Idl D. α和β 2. 在交—直—交变频装置中，若采用不控整流，则PWM逆变器的作用是 （）。 A. 调压 B. 调频 C. 调压调频 D. 调频与逆变 3. 转速、电流双闭环调速系统在稳态工作点上时，给定电压决定的是（） A. 负载电流 B. 转速 C. 电枢电流 D. 控制电压 4. 异步电动机变压变频调速时，采用（）控制方式，可获得一线性机械特性。 A. U1／f1=常值 B. Eg/f1=常值 C. Es/f1=常值 D. Er/f1=常值 5. 普通串级调速系统中，逆变角，则（）。 A. 转速上升，功率因数下降 B. 转速下降，功率因数上升 C. 转速上升，功率因数上升 D. 转速下降，功率因数下降 6. 在单闭环反馈控制系统中，不能被抑制变化是（） A. 放大器输出电压漂移 B. 测速反馈系数变化 C. 电动机励磁变化 D. 主电路电阻增大 7. 速度单闭环系统中，不能抑制（）的扰动。 A. 调节器放大倍数 B. 电网电压波动 C. 负载 D. 测速机励磁电流 8. 某闭环调速系统的调速范围是1500～150r/min，要求系统的静差率s 2%，那么系统允许的静态速降是（）。 A. 3.06r/min B. 4.13r/min C. 4r/min 9. 不属于双闭环直流调速系统的起动过程中阶段为（） A. 电流上升 B. 恒流升速 C. 转速调节 D. 全压起动 10. 在转速开环的交-直-交电流源变频调速系统中,GFC的作用是( ) A. 加快 频率环节的变化 B. 加快电压环节的变化 C. 减慢频率环节的变化 D. 减慢电压环节的变化 11. 下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是（） A. 只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的 B. 反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动 C. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定 D. 系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度 12. 在转速电流双闭环调速系统中，选用了典型Ⅱ型系统，因为转速环性能是以（） A. 跟随为主 B. 抗扰为主 C. 静态为主 D. 稳态为主 13. 闭环系统的静特性表示闭环系统电动机的稳态关系是（）。 A. 转速与电枢回路总电阻间的 B. 转速与给定电压间的 C. 转速与负载电流间的 D. 转速与开环放大系数间的 14. 一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（）。 A. 两个调节器都饱和 B. 两个调节器都不饱和 C. ST饱和，LT不饱和 D. ST不饱和，LT饱和15. 中频段越宽，则系统的（） A. 稳定性越好 B. 快速性越好 C. 稳态精度越高 D. 抗干扰能力越强 16. 异步电动机VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是（） A. 补偿定子电 课程设计案例 一．推荐理由 本课程设计实践环节建立在《机械原理》、《过程原理及设备》和《机械设计》等课程的基础上进行，涉及面广。在强调基本原理的基础上，注重学生对具体问题的解决能力。 这是本专业学生第一次尝试独立设计，是第一次将课程中所学的知识应用于实际设备设计工作的实践活动，对学生的今后专业有较深的影响。 二．案例详细说明 1．概述 本案例，要求学生进行一台换热器的设计和计算。在这一过程中，学生通过应用《过程原理及设备》中知识，对换热器的热工进行计算，确定工艺参数。在此基础了，应用《机械设计》等相关知识，对换热器的结构和强度进行分析计算和设计。采用CAD制图，进行全面掌握材料、机械加工、机械设计等方面的知识。为今后从事本专业工作打下基础。 2．教学的目标和能力要求 教学的目标：是为了进一步巩固和加深课程阶段所学的理论知识、培养独立分析问题和解决问题的能力，使学生对过程装备的设计有一完整、系统的认识，提高学生的科学计算、绘图和使用技术资料的能力，让学生在设计过程中得到系统的训练，培养综合设计的能力。 能力要求：要求学生从某一功能与原理出发，拟定所要设计的设备方案，能进行相关的设计计算，绘设备总图及部分零件图，编写相关计算说明书。能应用CAD进行机械制图。 3．设计任务 （1）设计题目：用水冷却煤油产品的U型管式换热器的设计（四） （2）设计任务及条件 ?使煤油从150℃冷却到40℃，压力0.1MPa； ?冷却剂为水，水压力为0.3MPa。 ?处理量为24t/h。 （3）设计内容 ?合理的参数选择和结构设计： ?传热面积；管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核；壳体直径； 结构设计包括流体壁厚；主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口 管传热计算和压降计算， 2013年4月考试电气传动及控制第三次作业 一、作图题（本大题共8分，共 2 小题，每小题 4 分） 1. 采用比例调节器控制的有静差单闭环直流调速系统，当负载转矩由TL1突增到TL2时，有静差调速系统的转速n的变化过程如下图所示，试画出偏差电压 Un和控制电压Uc的变化过程示意图。 2. 采用积分调节器控制的无静差单闭环直流调速系统，当负载转矩由TL1突增到TL2时，无静差调速系统的转速n的变化过程如下图所示，试画出偏差电压ΔUn和控制电压Uc的变化过程示意图。 二、计算题（本大题共36分，共 9 小题，每小题 4 分） 1. 2. 3. 4. 系统的开环传递函数为：试画出开环对数幅频特性的渐进线（伯德图），要求标出截止频率、转折频率和斜率。 5. 有一V-M调速系统。电动机参数为：P N ＝2.2kW，U N =220V，I N ＝12.5A， n N =1500r/min，电枢电阻Ra=1.2Ω，整流装置内阻Rrec=1.5Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=35。要求系统满足调速范围D=20，静差率s≤10%。（1）当 Un*=15V时，I d =I N ，n=n N ，则转速负反馈系数α应该是多少？（2）计算放大器 所需的放大倍数。 6. 7. 有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为 ，要求校正为典型II型系统，在阶跃输入下 系统超调量σ≤30%（按线性系统考虑）。试决定调节器结构，并选择其参数。 8. 系统的开环传递函数为：试画出开环对数幅频特 性的渐进线（伯德图），要求标出截止频率、转折频率和斜率。 9. 有一个系统，其控制对象的传递函数为 ，要求设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量σ≤5%（按线性系统考虑）。试对该系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。 三、简答题（本大题共56分，共 14 小题，每小题 4 分） 1. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率不变型调速系统？ 2. 采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中，为何会出现饱和非线性控制？ 3. 晶闸管触发与整流装置可以看成是一个什么环节？怎样确定其时间常数？ 4. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率馈送型调速系统？ 5. 笼型异步电机变压变频调速系统，为什么要进行电压和频率协调控制？ 6. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率消耗型调速系统？ 7. 直流调速有哪些调速方法？最常用的方法是什么？为什么？ 8. 在转速负反馈有差调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量中哪些量无调节功能，为什么？ 9. PI调节器不同于P调节器的特点是什么？ 10. 在正弦波供电时，不同规律实现电压－频率协调控制，不同类型的机械特性有何特点？ 11. 为什么说异步电机是一个强耦合的多变量系统？ 12. 笼型异步电机采用恒压频比控制时，为何要进行低频定子压降补偿？ 13. 采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中，为何会出现转速超调？ 14. 为什么说异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性系统？ 答案： 一、作图题（8分，共 2 题，每小题 4 分） 1. 参考答案： 一、填空题 1、电气传动又称电力拖动，是以电动机作为原动机驱动生产机械的系统的总称。 2、电气传动系统由电动机、控制装置以及被拖到的生产机械所组成。 3、按照电动机类型不同，电气传动分为直流和交流传动两大类。 4、恒转矩负载分为：反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。 5、电气传动系统的负载特性有3类，分别是：恒转矩负载特性、恒功率负载特性和通风机负载特性。 6、调速是指在某一负载情况下，通过改变电动机或电源的参数使机械特性发生相应改变，从而使电动机转速变化或保持不变。 7、直流传动动态调速指标有：跟随性能指标和抗扰性能指标两个大类。 8、单闭环直流调速系统是指只有一个转速负反馈构成的闭环控制系统。 9、双闭环直流调速系统有两个反馈环节，分别为转速闭环反馈环节和电流闭环反馈环节。 10、能够改变直流电动机电磁转矩方向的系统，称为可逆调速系统。 11、电枢反接可逆线路根据执行元件的不同可分为：接触器切换电枢可逆线路、晶闸管开关切换电枢可逆线路和两组晶闸管装置反并联可逆线路。 12、可逆调速系统的环流分为两个大类，分别为：静态环流和动态环流。 13、无环流可逆系统按照实现无环流系统的原理不同可以分为：逻辑控制无环流系统和错位控制无环流系统。 14、交流调速系统的产品一般分为两大系列普通型和高性能型。 15、脉宽调制简称PWM 技术，是利用电力电子开关器件的导通和关断，将直流电压变成连续的电压脉冲列，并通过控制脉冲宽度或周期达到变压的目的。 16、串级调速系统是一种转差功率回馈型调速系统。 17、交流调速的基本类型有：转差功率消耗型调速系统、转差功率回馈型调速系统和 转差功率不变型调速系统。 18、交-直-交变频器是先把工频交流通过整流器变换成直流，然后再把直流通过逆变器变换成频率、电压均可控制的交流电源。 二、选择题 1、直流电动机调速方法不包含（C）。 A、电枢回路串电阻 B、励磁回路串电阻 C、变频调速 D、调节电枢电压 2、直流电动机的励磁方式不包含（D）。 A、他励 B、并励 C、串励 D、串级 3、单闭环调速系统是通过（A）负反馈来实现对转速的精确控制。 A、转速 B、电压 C、电流 D、频率 4、不可逆调速系统工作于（A）。 A、第一象限 B、第一、第三象限 C、第一、第四象限 D、所有象限 5、基频以上的调速为（A）方式。 A、恒功率 B、恒转矩 C、平方率 D、泵类 6、基频以下的调速为（ B ）方式。 A、恒功率 B、恒转矩 C、平方率 D、泵类 7、直接变频装置又称为（A）变频装置。 A、交-交 B、交-直 C、交-直-交 D、直-交 8、变频器控制方式不包含（ D ）。 A、U/f控制方式 B、矢量控制 C、直接转矩控制 D、变级控制 9、PAM控制方式适用于（A）。 A、高频变频器 B、中频变频器 C、低频变频器 D、超低频变频器 综合实践课程设计 一、指导思想 综合实践活动课程是基于学生的直接经验和成长背景，密切联系学生自身生活和社会生活，注重对知识技能的综合运用。它是《九年制义务教育课程计划》所规定的小学3-6年级的一门必修课程。每一个学生的个性发展都具有独特性、具体性，每一个学生都有自己的需要、兴趣和特长，都有自己的认知方式和学习方式，他们的发展不仅仅是通过书本知识的学习而获得的。综合实践活动的设计与实施，有利于克服书本知识和课堂教学的时空局限，引导学生在社会生活中学习，在实践中发展。 综合实践活动课程以小组活动为主要开展形式，在教师指导下从社会和学生自身生活中选择和确定主题作为课程主要内容，以学生自主选择、亲身体验、研究探索为主要学习形式，要求学生积极参与到各项活动中去，在“调查”、“考察”、“实验”、“探究”、“设计”、“操作”、“制作”、“服务”等一系列活动中发现和解决问题，体验和感受生活，发展实践能力和创新能力。 二、学校环境和资源分析 我校地处乡镇社区，自然条件、社会文化等方面的课程资源有着得天独厚的条件，这些条件为学校实施综合实践活动提供了丰富的课程内容和学生开展实践活动的广阔空间。 我校在学生小组合作学习方面积累了一定的经验。我们的班队活动、兴趣小组活动、校园文化节活动等活动类课程一贯开展得有声在色，再加上实行学生自主管理以及构建浓郁的校园特色文化等方面，为学校综合实践活动课程的常态有效实施打下了坚实的基础。 三、课程目标 综合实践活动的总目标是通过密切学生与生活的联系、与学校的联系、与社会的联系，帮助学生获得亲身参与实践的积极体验和丰富经验；提高学生对自然、社会和自我之内联系的整体认识，发展学生的创新精神、实践能力、社会责任感以及良好的个性品质。 四、各年级规划思路： 三年级 1、能力目标是：具有问题意识、规划与设计的能力、实验与观察的能力。 2、情感态度价值观：养成按计划完成一件事的好习惯，能够持之以恒。 3、三年级活动名称：《身边的零食》 主要内容：引导学生关注身边的生活，从日常生活、学习生活、家庭生活中发现一些有意义、有价值的问题，设计调查研究计划，开展调查研究，向小伙伴进行展示。 选题可以是：《学习用具的调查》、《校园垃圾的调查》、《课间游戏研究》、《身边的食品安全》等。 四年级 1、能力目标是：总结与交流的能力、调查与访问的能力、实验与观察的能力。 2、情感态度价值观：欣赏他人——学习别人的长处，取长补短；认识自己——了解自己的优势，发挥自己的长处，知道自己的不足，设法改进。 3、四年级活动名称：走进县博物馆，感受历史 复习思考题1（最新版） 1、什么叫制动状态? 什么叫电动状态? 2、电气传动系统稳定运行时电磁转矩的值由什么决定？ 3、如何判断电气传动系统是否能稳定运行？ 4、电气传动系统的动态特性由哪三要素决定？写出动态方程式，写出制动过程转速随时间变化的动态特性方程式。 5、它励直流电动机的额定参数为220V 、40A 、1000r/min ，电枢电阻Ra=0.5Ω。电动机带反抗性恒转矩负载，负载为额定负载。电动机原来以1000r/min 运行，现在要求在300r/min 的速度稳定运行，分别求出不同实现方法及其机械特性的表达式。 如果负载为50%额定负载，分别求出不同实现方法及其机械特性的表达式。 如果要求在500r/min 的速度稳定运行，分别求出不同实现方法及其机械特性的表达式。 如果要求在500r/min 的速度稳速下降运行，分别求出不同实现方法及其机械特性的表达式。 复习思考题2 1、设计带电流截止负反馈的转速闭环系统（图2.45）的调节器参数和电流截止环节的稳压管参数。 已知参数：电动机：10KW 、220V 、55A 、1000r/min 、0.5Ω， 变流器：，V-M 系统电枢回路总电阻 测速发电机：23.1W 、110V 、0.21A 、1900r/min 要求：D = 10 、S ≤ 5% 2、分别分析单闭环有静差调速系统（图2.36）电网扰动（电压增大）时和励磁电流扰动（励磁电流减小）时系统的自动调节过程。 3、比例调节器构成的转速闭环系统为什么有静差？ 4、试列写带电流正反馈的电压负反馈调速系统的静特性方程式。什么情况下可以实现电流正反馈的全补偿? 晶闸管相控电源在电流连续和电流断续时的传递函数有什么区别？为什么？ 复习思考题3 1、试分析比较有环流可逆调速系统、可控环流可逆调速系统、逻辑无环流可逆调速系统的优缺点。 2、有环流可逆调速系统是如何实现 α= β 配合控制的？该系统的制动过程有哪几个阶段？ 3、可控环流可逆调速系统是如何实现环流可控的？ 4、逻辑无环流可逆调速系统中无环流逻辑切换的条件是什么？ 无环流逻辑控制器的四个环节分别起什么作用？ 复习思考题4 1、采用工程设计法作动态设计时，如何确定校正后开环传函是典型I 型还是典型II 型? 2、小惯性环节和大惯性环节近似处理的条件和方法是什么？ 1.0R =Ω 44S K = 第一章 1 电力系统主要由哪几部分组成？其作用是什么？ 2 什么是输电网？什么是配电网？它们是如何分类的？ 3 电能的生产、输送、分配和使用为什么是同时进行的？ 4 对电力系统的基本要求是什么？ 5 什么是额定电压？我国的额定电压分哪几类？ 6 什么是综合用电负荷？什么是发电负荷？ 7 架空线路由哪几部分组成，其各部分的作用是什么？ 8 为什么架空线路多采用钢芯铝绞线？电缆由哪几部分组成？如何分类？ 9 试标出图示所示电力系统中个变压器的额定电压。（1-17） 10 电能的生产、输送、分配和使用为什么是同时进行的？ 第二章 1、 输电线路中采用分裂导线和扩径导线的目的是什么？ 2、 什么是电晕？电晕是如何产生的？如何防止电晕？ 3、 画出长、短输电线路的等值电路？为什么段线路可以忽略电纳的影响？ 4、 SFL1-31500/110，变比110/11KV ，计算其参数归算到110KV 侧的参数。 5、 在上题中S B =100MV A ，U B =110kV ，计算其标幺值。 6、 标么值、基准值和有名值三者的关系是什么？ 第三章 1 某额定电压为10kV 的线路，首端电压为10.5∠5°kV ，末端电压为10kV ，则线路的电压损耗为________、电压降落________、电压偏移________。 2 右图所示是 等值电路。计算首端功率、末端电压。 3 SFL1-31500/110，变比110/11KV ，其归算到110KV 侧的参数：R T =2.32Ω，X T =40.3Ω，G T =2.57×10-6S ，B T =18,。2×10-6S 。已知始端电压108KV ，输入功率20＋15MV A ，求输出功率，变压器末端电压和低压侧的实际电压 4 判断下列图中功率的流动方向 5 图示电网的功率分点为 10+6MV A -j0.8MVar -j0.8MVar U 1=115kv kV U ?∠=51151 kV U ?∠=151152 基于项目的STEAM 课程设计与实践 ——以《探究气球动力车的性能》为例 一、项目式学习 项目式学习可以是一个长期复杂工程，有时整个学期就完成一个大项目（通常被拆分成很多小项目）。另外，PBL 比较强调真实世界的任务和问题，并且产出“有形”产品来解决问题。有两个关键点：一个引发活动的问题或难题，学生自主创造出一个成果来回答问题或解决问题。经典的项目式学习选取跨学科的主题内容，让学生基于现实情境，解决实际问题，它能从更广、更深、更结构化的层次对学生的综合能力进行培养和提升。 二、项目解析 力无处不在，运动永不停歇。生活中有很多情形的产生都与力和运动有着密不可分的联系。当有学者们在滑冰场滑旱冰的时候，用手推墙壁，身体会向后移动；人们蛙泳的时候，双脚向后蹬水，身体会向前移动；火箭升空时，箭尾喷出的气体推动箭体升空；运动员在跳高时，用 单脚起跳，使身体腾空而起，跨过横杆…… 本项目是有学者校基于苏教版科学四年级下册《物体的运动》和《万能的力》单元，自主研发的STEAM 课程。依据《小学科学课程标准》中物质科学领域“知道测量距离的方法”、“知道生活中常见的摩擦力 是直接施加在物体上的力”和工程技术领域“工程的设计是核心，学生能将自己简单的创意转化为模型”的核心概念，引导学生将摩擦力、反作用力等科学概念应用于实践，培养学生内在的学习动机和兴趣。 三、教学过程 （一）发现 1.游戏引入：当有学者吹起一个气球，松手后，气球会呈现什么样的状态呢？ 2.课堂展示。学生在讲台进行演示，其他同学仔细观察并描述气球的运动状态。 教师通过此游戏，让学生观察气球的运动方式，初步感知作用力与反作用力是方向相反的，再通过观察图片分析生活中常见的有关作用力 课程设计实习总结 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关高频电子线路方面的知识。下面就是小编给大家带来的课程设计心得，希望能帮助到大家! 课程设计心得1 1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和pcb连接图，和芯片上的选择。这个方案总共使用了74ls248，cd4510各两个，74ls04，74ls08，74ls20，74ls74，ne555定时器各一个。 2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。 3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。 4、经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。 通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了;我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的 新疆工程学院继续教育学院复习资料 《电气传动与控制系统》试卷A 适用年级： 适用专业： 一、填空题： 1、某直流调速系统的额定转速n N =1430r/min ，额定速降Δn N =115r/min ，当要求静差率s ≤30%时，允许的调速范围D = ；如果要求调速范围D =10，则静差率s = 。 2、可逆V-M 系统中出现的两种不同性质的环流为 和 。αβ≡ 配合控制有环流可逆系统又称为 系统。 3、在直流调压调速系统中，常用的可控直流电源有 、 、 三种。 4、调速范围D 是 与 之比。静差率s 是 与 之比。 5、在直流调压调速系统中，常用的可控直流电源有 、 、 三种。 二、简答题 １、转速调节器在转速、电流双闭环直流调速系统中的作用是什么？ ２、电流截止负反馈的作用是什么? ３、逻辑无环流可逆系统中，什么叫开放延时？为什么必须设置开放延时？ ４、为什么在非独立控制励磁的调速系统中设置*(0.9~0.95)e dN U U ≈？ ５、在直流调压调速系统中，常用的可控直流电源有哪几种？ ６、什么叫调速范围？什么叫静差率？调速范围、静差率及额定速降之间有什么关系？ ７、在直流调速系统中，开环系统的机械特性与闭环系统的静特性有何区别？ ８、为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能？ ９、在转速负反馈调节系统中，当电网电压、负载转矩，电动机励磁电流，电枢电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对于上述各量有无调节能力？为什么？ １０、在无静差转速单闭环调速系统中,转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响?试说明理由？ 三、计算题 １、已知控制对象的传函为 300()(0.1530)(0.0081) obj W s s s =++ 要求采用如图示PI 调节器将其校正为典型Ⅰ型系统，并 选择调节 器的参数。其中Ω=k R 600。 1、电动机所产生的转矩在任何情况下，总是由轴上的负载转矩和_________之和所平衡。动态转矩 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M >T L ，电动机旋转方向与T M 相同，转速将产生的变化是 。 加速 3、机电传动系统中如果T M 三一文库（https://www.wendangku.net/doc/d44071305.html,）/工作总结 课程设计实训总结范文 这次数据库课程设计做的还是很成功的，功能全部基本都实现了。在做的过程中出现过几次小问题，搞了很长时间才做通的。做完这次课设之后，回顾起来，数据库课设其实挺简单的。只不过以为我们以往的不深入的探究，只看表面一堆堆的代码就感觉很难很难，实际上代码不要我们写，照着模板做，一通百通，就ok了，正是因为我们的这种畏惧的敬而远之的心态导致我们数据库课程始终都是初学状态，没有一点长进，我想经过这次系统的做了这个企业进销存数据库，部分的数据库结构、功能、使用等方面与以前相比有了长足的进步，虽然知道的依然很少，但有进步都是可喜的。 在本次课程设计的软件开发的过程中，我全面实践一个面向数据库的应用系统的开发过程，学习了很多有关的知识。这样的项目对我学过的数据库课程是一个综合性很高的实践。一些以前没有学得很杂实的课程的内容，由于需要在实践中运用，刚开始我也感到很头痛。但回过头再去看教科书，经过一段时间的钻研，对与这些知识点的相关的背景，概念和解决方案理解得更透彻了，学习起来也越来越有兴趣，越来越轻松。差不多熟悉了数据库设计的每一个过程。 另外我还充分体会了从事软件开发工作需要特别严谨认真 的态度和作风，一点都马虎不得。每一个细微的细节都必须十分的注意，如果不认真思考决策，就会出现或大或小的错误，如果早期的错误隐藏下来，对后面的工作影响就会很大，甚至有时要推倒很多前面做的工作重来。有时候，我自己觉得我写的程序非常的正确，但是就是编译通不过，在查找错误的过程中，面临着否认自己的过程，非常的痛苦，只有不断地向老师提问，有时提问的问题特幼稚，可就是不懂，很是郁闷。 在反反复复的学习及询问之下，我的辛勤努力有了回报，终于做出了一个简单的软件，虽然这个软件的功能非常的简单，而 2013年9月份考试电气传动及控制第三次作业 一、作图题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分） 1. 2. 二、简答题（本大题共80分，共 8 小题，每小题 10 分） 1. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率不变型调速系统？ 2. 采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中，为何会出现饱和非线性控制？ 3. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率消耗型调速系统？ 4. 在正弦波供电时，不同规律实现电压－频率协调控制，不同类型的机械特性有何特点？ 5. 笼型异步电机采用恒压频比控制时，为何要进行低频定子压降补偿？ 6. 采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中，为何会出现转速超调？ 7. 为什么说异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性系统？ 8. 三相异步电机的电磁转矩公式如下式所示： 它是否适用于变压变频器供电的含有电流谐波的三相异步电机调速系统？ 答案： 一、作图题（20分，共 2 题，每小题 10 分） 1. 参考答案： 解题方案： 根据传递函数计算出其零极点，然后根据零极点的分布来画出bode图 评分标准： 2. 参考答案： 解题方案： 由于调节器的作用，只要输出电压变化不等于零，由于积分的作用，调节器的输出电压会保持在一定数值，以维持电动机在给定转速下运行。负载突变时，引起电动机转速变化，同时电压变化，通过控制器的作用是电压回到稳定值。评分标准： 二、简答题（80分，共 8 题，每小题 10 分） 1. 参考答案： 变极对数调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。 解题方案： 在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，上述的变极对数调速、变压变频调速两种调速方法属于此类。 评分标准： 2.项目实践要求
国家开放大学电大《电气传动与调速系统》《机电控制工程基础》网络课形考网考作业(合集)答案
电气传动及控制A卷
机械设计简答题复习资料
课程设计实施方案
电气传动及控制 ( 第2次 )
课程设计案例(供参考)
2013年4月考试电气传动及控制第三次作业
电气传动复习题
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