课程设计任务书
学年第一学期
学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作部门：
一、课程设计题目：直流调速系统设计及仿真和此处根据自己做的题写名称 二、设计目的：
《控制系统课程设计》是继“自动控制系统”课之后开设的实践性环节课程。由于它是一门理论深、综合性强的专业课，单是学习理论而不进行实践将不利于知识的接受及综合应用。本课程设计将起到从理论过渡到实践的桥梁作用,通过该环节训练达到下述教学目的：
1、通过课程设计，使学生进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课方面的基本知识、基本理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。
2、通过课程设计，让学生独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计工作，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，达到培养学生综合应用所学知识能力、培养学生实际查阅相关设计资料能力的目的、培养学生工程绘画和编写设计说明书的能力。
3、通过课程设计，提高学生理论联系实际，综合分析和解决实际工程问题的能力。通过它使学生理论联系实际，以实际系统作为实例，对系统进行分析设计，掌握控制系统设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范、设计步骤方法及系统调试步骤。通过设计培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风。培养学生的创新意识和创新精神，为今后走向工作岗位从事技术打下
良好基础。
三、课程设计内容（含技术指标）
1．直流调速系统设计及仿真题目和设计要求：（直流调速系统选项一题） (一)直流调速系统的设计选题1
(1)电机数如下表： Un（V） In（A） n（r/min） Ra（Ω） GDa2（Nm2） nKW）n机架序电动机 P（号 型号 Ｐ极对数 １ Z2-92 67 230 291 1450 ２ Z2-91 48 230 209 1450 ３ Z2-82 35 230 152 1450 ４ Z2-81 26 230 113 1450 ５ Z2-72 19 230 1450 ６ Z2-71 14 230 61 1450 ７ Z2-62 11 230 1450 ８ Z2-61 230 37 1450 ９ Z2-52 6 230 1450 10 Z2-51 230 1450 (2)技术数据
１．电枢回路总电阻取Ｒ＝２Ｒa；总飞轮力矩：GD2?2.5GDa2。
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ２．其他参数可参阅教材中“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Ｓ?５％：稳态无静差，电流超调量?i%?5%；启动到额定转速时的转速退饱和超调量?n?10%。
４．要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。 ５．要求触发脉冲有故障封锁能力。 ６．要求给拖动系统设置给定积分器。 (3)设计的内容 1.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
相全控整流器供电方案）；
（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） 确定直流调速系统的总体结构框图。
2.主电路的计算（可参考“电力电子技术”中有关主电路技术的章节）
（１） 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） 晶闸管元件的选择。晶闸管的额定电压、电流计算。
（３） 晶闸管保护环节的计算。a)交流侧过电压的保护；b)阻容保护、
压敏电阻保护计算；c)直流侧过电压保护；d)晶闸管及整流二极管两端的过电压保护；e)过电流保护。f)交流侧快速熔断器的选择,与元件全连的快速熔断器的选择,直流侧快速熔断器的选择。 （４） 平波电抗器计算。 ３.触发电路的选择与校验
触发电路种类多，可直接选用，电路中元器件参数可参照有关电路进行选用。 4.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、转速检测环节的设计与计算、调速系统的稳态参数计算、调速系统的稳态参数计算。
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，可参阅双闭环调速系统调节器的工程设计法进行设计。
6. 对系统进行仿真校验并上交设设说明书。 (二) 直流调速系统的设计选题2
不可逆直流调速系统设计：设计数据：直流电机额定功率PN=10KW；额定电压UN=220V, 额定电流IN=55A,极对数2P=4,转速nN=1000r/min；电枢电感LD=7mH；电枢电阻Ra=Ω ,励磁电压UL=220V, 励磁电流IL=1.6A；要求系统调速范围D=10,S≤ 5%，电流脉动系数Si≤10%。 设计要求:
1、 调速方案选择及确定 2、 主电路计算和元件选择 3、 触发电路设计选择
4、 控制回路设计元件选择和指标校验 5、 辅助电路设计及选择 6、 PCB板设计(选做) 7、 调试方案制订 8、 对系统进行仿真
9、 上交设计说明书，原理图
（三）直流调速系统的设计选题3
某晶闸管供电的双闭环系统设计设计数据：直流电机额定功率PN=60KW；额定电压UN=220V, 额定电流IN=308A,转速nN=1000r/min；电势系数Ce=·min/r；主回路总电阻R=Ω ,触发整流环节放大倍九Ks=35；电磁时间常数Tl=,机电时间常数Tm=, 电流反馈滤波时间常数Toi=,转速反馈滤波时间常数Ton=。各调节器限幅为8V， 励磁电压UL=110V, 励磁电流IL=0.8A；要求系统调速范围D=10,S≤ 10%，电流超调量σi%≤5%,转速超调量σn%≤12%.
设计要求:
1、 调速方案选择及确定 2、 电路计算和元件选择 3、 触发电路设计选择
4、 控制回路设计元件选择和指标校验 5、 辅助电路设计及选择 6、 PCB板设计(选做) 7、 调试方案制订 8、 对系统进行仿真
9、 上交设计说明书，原理图及PCB板图
（四）直流调速系统的设计选题4
直流电动机：型号Z3-51
额定功率PN=，额定电压UN=220v
额定电流IN=28.6A，额定转速nN=1500r/min,，J=0.021kg·m2 励磁方式：他励，励磁额定电流Iex=0.75A
要求：(1)静态指标：调速范围D=5，静态指标S<%，
(2)动态指标：动态调整时间Δt≤2s，空载起动到额定转速时
的转速超调бn<=20%设计要求: 1、 方案选择及确定 2、 电路计算和元件选择 3、 触发电路设计选择
4、 控制回路设计元件选择和指标校验 5、 辅助电路设计及选择 6、 PCB板设计(选做) 7、 调试方案制订 8、 对系统进行仿真 9、上交设计说明书，原理图
2．交流调速系统建模及仿真（交流调速系统选一题） 1、交流调压调速系统建模及仿真。
系统设计数据技术数据：380V，50HZ，三相交流供电电源
鼠笼式三相交流异步电动机，额定功率PN=，额定电压UN=380v， 额定电流IN=10A，额定转速nN=1460r/min,，J=·m2，Rs=Ω，Rr=2Ω，P=2。建立交流调压调速系统的仿真模型，并进行参数设置。做出仿真结果，上交说明书。
2、串级调速系统系统建模及仿真：
系统设计数据技术数据：380V，50HZ，三相交流供电电源
绕线式三相交流异步电动机，额定功率PN=，额定电压UN=380v， 额定电流IN=5A，额定转速nN=1460r/min,，J=·m2，Rs=Ω，P=2。建立串级调速系统的仿真模型，并进行参数设置。做出仿真结果，上交说明书。
3、交-交变频调速系统的建模与仿真：
系统设计数据技术数据：380V，50HZ，三相交流供电电源
鼠笼式三相交流异步电动机，额定功率PN=，额定电压UN=380v， 额定电流
控制系统课程设计任务书
