02297電力拖動自動控制系統(tǒng)考綱-上海交通大學

1、上海市高等教育自學考試工業(yè)自動化專業(yè)（獨立本科段）B080603)電力拖動自動控制系統(tǒng)（ 02297）自學考試大綱上海交通大學自學考試辦公室編上海市高等教育自學考試委員會組編2013 年版I、課程性質(zhì)及其設(shè)置的目的和要求一）本課程的性質(zhì)與設(shè)置的目的電力拖動自動控制系統(tǒng)”是高等教育自學考試“工業(yè)自動化”專業(yè)（本科）中的一門重要的專業(yè)課程， 它是為培養(yǎng)工業(yè) 自動化本科人才的需要而設(shè)置的。在工業(yè)生產(chǎn)的諸多設(shè)備中，電力拖動自動控制系統(tǒng)是被 最廣泛應(yīng)用的一種拖動形式，因為它有著可滿足生產(chǎn)工藝各 種要求的良好的控制性能。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，生產(chǎn) 的自動化程度日益提高，對電力拖動裝置的工作性能要求也 不

2、斷提高，更需要大量熟悉工業(yè)自動控制知識的人才。自學 考試“工業(yè)自動化”專業(yè)的開展便是一個很好的培養(yǎng)人才的途 徑。作為專業(yè)課，它是一門理論密切聯(lián)系實際的課程。二）本課程的基本要求通過對本課程的自學和實驗考核，要求考生：1. 系統(tǒng)地掌握以電力電子變流器供電的交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的基本工作原理與基本概念。掌握應(yīng)用反饋 控制理論提高系統(tǒng)靜態(tài)精度與動態(tài)性能指標的方法。這是本 課程的基礎(chǔ)。2. 掌握電力拖動有靜差系統(tǒng)與無靜差系統(tǒng)的組成，參數(shù)的計算以及靜態(tài)特性的計算。熟悉如何根據(jù)生產(chǎn)機械對系統(tǒng) 靜、動態(tài)性能指標的要求計算系統(tǒng)中相應(yīng)的參數(shù)。3. 學會如何建立系統(tǒng)的數(shù)學模型。4. 通過實驗，初步學會對電

3、力拖動控制系統(tǒng)的調(diào)試。三）本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系本課程是在考生已自學了“電機與拖動基礎(chǔ)” 、“自動控制 原理”及“電力電子技術(shù)”等課程的基礎(chǔ)上學習的。是應(yīng)用上述 先修課程的基本原理與基本知識來研究如何進一步組成具 體的交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)。II、課程內(nèi)容與考核目標第一章 緒論一）學習目的和要求通過本章的學習，對運動控制系統(tǒng)所涉及內(nèi)容和學科關(guān) 系有一個基本的了解；了解運動控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)、各環(huán) 節(jié)內(nèi)容和基本運動控制規(guī)律；了解運動學方程和主要控制方 案。二）課程內(nèi)容第一節(jié) 運動控制及其組成1電動機2功率放大與變換裝置3控制器5信號檢測與處理技術(shù)第二節(jié) 運動控制系統(tǒng)得歷史與發(fā)展第三節(jié) 運動

4、控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律1. 運動控制系統(tǒng)的基本運動方程式2. 磁鏈控制與轉(zhuǎn)矩控制第四節(jié) 生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性1.恒轉(zhuǎn)矩負載特性2.恒功率負載特性3.風機、泵類轉(zhuǎn)矩負載特性三）考核知識點1. 運動控制系統(tǒng)的組成。2. 運動控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律。3四）考核要求1）識記運動控制系統(tǒng)的基本組成和轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律。第一篇 直流調(diào)速系統(tǒng)第二章 轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)一）學習目的和要求開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)無法滿足人們期望的性能指標，了解 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律，分析系統(tǒng)的靜差電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成及其靜特性，轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán) 系統(tǒng)的數(shù)學模型，并對雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能 進行詳細的分析。了解與調(diào)速系

5、統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)的數(shù)字測速 方法和數(shù)字 PI 調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)方法。 掌握應(yīng)用工程設(shè)計方 法解決雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器的設(shè)計方法。了解Matlab 仿真軟件對轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真方 法。二）課程內(nèi)容第一節(jié) 直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源1. 晶閘管整流器 電動機系統(tǒng)2. 直流 PWM 變換器 電動機系統(tǒng)第二節(jié) 穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標和直流調(diào)速系統(tǒng)的機械特性1.轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標2.直流調(diào)速系統(tǒng)的機械特性#第三節(jié) 轉(zhuǎn)速反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)1. 轉(zhuǎn)速反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型2. 比例控制的直流調(diào)速系統(tǒng)3. 比例積分控制的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)4. 直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析第四節(jié) 流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)

6、字控制1微機數(shù)字控制的特殊問題2. 轉(zhuǎn)速檢測的數(shù)字化3. 數(shù)字 PI 調(diào)節(jié)器第五節(jié) 轉(zhuǎn)速反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的限流保護1. 轉(zhuǎn)速反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的過流問題第六節(jié) 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真。1 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)仿真框圖及參數(shù)2仿真模型的建立3仿真模型的運行4調(diào)節(jié)器參數(shù)的調(diào)整三）考核知識點1.直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源。2.穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標和直流調(diào)速系統(tǒng)的機械特性。3. 轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。4. 直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制。5. 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的限流保護。6. 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真。四) 考核要求1.直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源(1) 識記晶閘管整流器電動機

7、系統(tǒng)。直流 PWM 變換器電動機系統(tǒng)。2.穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標和直流調(diào)速系統(tǒng)的機械特性。(1)識記直流調(diào)速系統(tǒng)的機械特性(2) 領(lǐng)會轉(zhuǎn)速控制的要求和穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標。調(diào)速系統(tǒng)中靜差 率的概念，調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)速范圍、靜差率與額定速 降之間的關(guān)系式，并進行計算。3. 轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng) (1)識記理解積分控制規(guī)律以及比例積分控制規(guī)律在消除閉環(huán) 調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)誤差中的作用。(2)簡單應(yīng)用轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型。理解采用轉(zhuǎn)速負反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其工作 原理，能列出系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的輸入輸出間穩(wěn)態(tài)關(guān)系 式，畫出結(jié)構(gòu)圖并最后得到閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程 式。能根據(jù)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖求

8、出和環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 并熟練地畫出系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。比例積分控制的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)(3) 綜合應(yīng)用比例控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。充分理解閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少電動機動態(tài)速降的實質(zhì)，以 及閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜特性與電動機的機械特性在概念上直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析。9是完全不同的。能根據(jù)所要求的調(diào)速范圍與靜差率，在給定的系統(tǒng)參數(shù) 條件下計算出系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)等穩(wěn)態(tài)參數(shù)。4. 直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字實現(xiàn)。(1)識記微機數(shù)字控制的特殊問題。理解信號的離散化、數(shù)字化兩個特點。理解對采樣頻率 的要求。數(shù)字 PI 調(diào)節(jié)器 理解數(shù)字 PI 調(diào)節(jié)器的兩種算法、調(diào)節(jié)器的輸出限幅。(2)領(lǐng)會轉(zhuǎn)速檢測數(shù)字化。數(shù)字測速方法的 2 個精度

9、指標、三種測速方法。(1)領(lǐng)會理解電流截止負反饋在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的作用，系統(tǒng)相 應(yīng)的靜特性及其求取法。6轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 (1)識記SIMULINK 軟件的調(diào)試方法。第三章 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)一)學習目的和要求以轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)為重點，了解 雙閉環(huán)控制的特點。了解控制規(guī)律以及系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的 工程設(shè)計方法。在前一章學習的基礎(chǔ)上以及應(yīng)用自動控 制理論知識，掌握控制規(guī)律及控制方法。要求深刻理解轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組#成、穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖與靜特性、動態(tài)數(shù)學模型與動態(tài)性能； 熟練掌握調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法。深刻理解調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn) 速超調(diào)的抑制方法。重點是：轉(zhuǎn)速、

10、電流雙閉環(huán)調(diào)速系 統(tǒng)的靜特性、動態(tài)性能以及兩個調(diào)節(jié)器的作用；調(diào)節(jié)器 的工程設(shè)計方法；系統(tǒng)轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制方法。難點是： 兩個調(diào)節(jié)器在調(diào)速系統(tǒng)中的作用；調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計 法。二）課程內(nèi)容第一節(jié) 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的及其靜特1轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成2穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖與參數(shù)計算第二節(jié)轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型13與動態(tài)過程分析1轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模2轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)過程分第三節(jié)轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計1控制系統(tǒng)動態(tài)性能指標2調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法3按工程設(shè)計方法設(shè)計轉(zhuǎn)速、 電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器第四節(jié) 轉(zhuǎn)速

11、、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真。三）考核知識點1.轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性。152. 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型與動態(tài)過程分析。3. 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計。4. 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真。四）考核要求1. 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的及其靜特性。1）領(lǐng)會轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成。2）簡單應(yīng)用穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖與參數(shù)計算。2. 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型與動態(tài)過程分析。1）領(lǐng)會知道系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型，并能畫出系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)過程分析。熟悉雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程各物理量的變化

12、，特別能 畫出起動時轉(zhuǎn)速和電樞電流的波形；對雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 起動過程的三個特點（三個階段）必須深刻理解。對調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器的作用要充分理解。3. 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計。1）識記控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標，理解跟隨性能指標和抗擾性 能指標的要求。2）簡單應(yīng)用調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法。理解典型 I 型系統(tǒng)及典型 II 型系統(tǒng)參數(shù)和性能指標的關(guān) 系。熟練動用傳遞函數(shù)的近似處理以及調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇，使非典型系統(tǒng)典型化。3）綜合應(yīng)用按工程設(shè)計方法設(shè)計轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速調(diào)節(jié) 器。能應(yīng)用此方法熟練地設(shè)計計算具體調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器 的參數(shù)，計算轉(zhuǎn)速的動態(tài)超調(diào)量。4轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系

13、統(tǒng)的仿真。1）識記SIMULINK 軟件的仿真方法。第四章 可逆控制和弱磁控制系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)（一）學習的目的與要求本章討論了根據(jù)生產(chǎn)機械要求電動機即能正轉(zhuǎn)、反 轉(zhuǎn)，又能快速制動，實現(xiàn)四象限運行的特性，提出了可 逆調(diào)速系統(tǒng)。本章的學習不但要用到第二章的知識，也與“電機與拖動基礎(chǔ)”、“電力電子技術(shù)”兩門先修課的內(nèi)容 密切相關(guān)。本章是這門課的難點之一，必須花功夫?qū)W好 它。本章的要求是：必須深刻理解晶閘管和 PWM 直流電動 機可逆調(diào)速系統(tǒng)中存在的電動機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)、電動和制 動、晶閘管裝置和 PWM 變換器器正組和反組、整流和 逆變這幾對矛盾的相互關(guān)系以及相應(yīng)的物理概念；了解可逆”的意義了；解可逆線路中

14、存在環(huán)流的必然性及其抑 制方法；熟練掌握可逆調(diào)速系統(tǒng)的分析方法。二）課程內(nèi)容第一節(jié)直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)。1橋式可逆 PWM 變換器2直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速反向的過渡過程3直流 PWM 功率變換器的能量回饋4單片微機控制的 PWM 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)第二節(jié) V-M 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)。1 V-M 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)得主回路及環(huán)流2 V-M 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)得控制（三） 考核知識點1. 直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)。2. V-M 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)。重點是 V-M 可逆調(diào)速系統(tǒng)的回饋制動、 兩組晶閘管可逆 線路中的環(huán)流以及無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。難點是 V-M 可逆調(diào)速系統(tǒng)的回饋制動。（四） 考核

15、要求1. 直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)。1）識記直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速反向的過渡過程。直流 PWM 功率變換器的能量回饋。能量回饋問題是直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)中的特出問題。單片微機控制的 PWM 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)。2）領(lǐng)會橋式可逆 PWM 變換器。理解 H 形可逆 PWM 變換器的工作， 記住變換器中各晶 體管的控制信號，并能分析變換器工作時的電流電壓波 形。2. V-M 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)。1）領(lǐng)會V-M 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的主回路及環(huán)流。 理解 V-M 可逆 直流調(diào)速系統(tǒng)的主回路結(jié)構(gòu)。 深刻理解如何在 V-M 可逆 直流調(diào)速系統(tǒng)中實現(xiàn)回饋制動，能正確表述反并聯(lián)可逆V-M 線路中各個工

16、作狀態(tài)下各物理量的關(guān)系。理解直流 平均環(huán)流的意義，它可以用配合控制方法予以消除。V-M 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的控制。理解瞬時脈動環(huán)流存在 的必然性，它只能被抑制而無法被消除。知道a = P配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)組成的特點。深刻理解可逆系統(tǒng)對無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)的要求，及其 實現(xiàn)。轉(zhuǎn)速反向的過渡過程分析。深刻理解直流可逆調(diào)速系統(tǒng) 正向制動幾個階段的工作，在各階段中各處電位的極性 和電流流向。29第二篇 交流調(diào)速系統(tǒng)第五章 基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電機調(diào)速系統(tǒng)一）學習的目的與要求了解與直流電動機調(diào)速系統(tǒng)相比，異步調(diào)速系統(tǒng)在很 多方面有較大的優(yōu)越性，近年來也被廣泛使用。通過學 習達到對異步調(diào)速系統(tǒng)的基本組

17、成，工作原理及調(diào)壓， 變壓變頻調(diào)速等概念的掌握；了解它與異步電動機穩(wěn)態(tài) 模型的調(diào)速方法，并知道其性能。本章的要求是：理解異步電動機穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速方法的 基本概念；掌握異步電動機調(diào)壓，變壓變頻變換器的典 型電路及其分析；了解異步電動機穩(wěn)態(tài)模型的調(diào)速方 法；了解組成調(diào)速系統(tǒng)的控制電路；理解對異步電動機 開環(huán)調(diào)速方法；理解在異步電動機閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率反饋的 調(diào)速系統(tǒng)有關(guān)特性。二）課程內(nèi)容第一節(jié)異步電機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型和調(diào)速方法1異步 電機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型2異步電機的調(diào)速方法與氣隙磁通第二節(jié)異步電機的調(diào)壓調(diào)速1異步電機的調(diào)壓調(diào)速的主電路2異步電機的調(diào)壓調(diào)速的機械特性3閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)第三節(jié)異步電機的變壓

18、變頻調(diào)速1變壓變頻調(diào)速的基本原理2變壓變頻調(diào)速時的機械特性3基頻以下的電壓補償控制第四節(jié)電力電子變壓變頻器1交-支-交 PWM 變頻器住電路2正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)3電流跟蹤 PWM 技術(shù)4電壓空間矢量 PWM 控制技術(shù)第五節(jié)轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)1轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)2系統(tǒng)實現(xiàn)第六節(jié) 轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。1轉(zhuǎn)差頻率控制基本概念及特點 2轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及性能分析 3最大轉(zhuǎn)差頻率的計算 4轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的特點三）考核知識點1 異步電機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型。2異步電機的調(diào)壓調(diào)速。3異步電機的變壓變頻調(diào)速。4電力電子變壓變頻器。5. 轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。6. 轉(zhuǎn)速閉環(huán)

19、轉(zhuǎn)差頻率的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。本章知識點中，重點是異步電動機穩(wěn)態(tài)模型，調(diào)壓，變 壓變頻變換器的典型電路，異步電動機閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率反 饋的調(diào)速系統(tǒng)。難點是調(diào)壓，變壓變頻變換器的典型電 路及控制分析。四）考核要求1. 異步電動機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型和調(diào)速方法。1）識記異步電動機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型。異步電動機穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型和機械特性。異步電動機的調(diào)速方法與氣隙磁通。2. 異步 電機的調(diào)壓調(diào)速。1）識記異步電動機變壓調(diào)速的主電路 異步電動機調(diào)壓調(diào)速的機械特性。2）領(lǐng)會閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)。 了解閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速系 統(tǒng)的靜特性，以及不同于直流電動機閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 之處。3. 異步電動機的變壓變頻調(diào)速。1）識記變壓

20、變頻調(diào)速的基本原理。知道在變頻調(diào)速時必須相應(yīng) 改變電壓，并形成基速以下的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速以及基速以上的恒功率調(diào)速?；l以下的電壓補償控制。2）領(lǐng)會變壓變頻調(diào)速時的的機械特性。掌握異步電動機在電壓 和頻率的不同配合下機械特性的分析方法及機械特性 的形狀。4. 電力電子變頻變換器。2）領(lǐng)會交-直-交 PWM變頻器主電路。正弦波脈寬調(diào)制SPWM ）技術(shù)。電流跟蹤技術(shù)（CFPWM ）技術(shù)。電壓空間矢量控制（ SVPWM ）技術(shù)。5. 轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。1）識記轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)。6. 異步電動機閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率反饋的調(diào)速系統(tǒng)1）領(lǐng)會轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念及特點

21、。掌握轉(zhuǎn)差頻率控制的 基本概念，看清楚在什么條件下控制異步電動機的轉(zhuǎn)差 頻率就代表了控制異步電動機的轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及性能分析。知道閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率 反饋的調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。會分析轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作。最大轉(zhuǎn)差頻率3 smax的計算。了解最大轉(zhuǎn)差率與最大電磁力矩的計算和關(guān)系。轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的特點。掌握閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率反饋的調(diào) 速系統(tǒng)基本特點，了解系統(tǒng)的優(yōu)點與不足。第六章 基于動態(tài)模型的異步電機調(diào)速系統(tǒng)（一）學習的目的與要求了解矢量控制變頻調(diào)速是交流調(diào)速的主要發(fā)展方。由 各類電力電子變流器組成的變頻器供電給異步電動機 形成了矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)，必須深刻理解矢量控制 的工作以及其數(shù)學模

22、型和坐標變換原理以及在電壓、頻 率協(xié)調(diào)控制下的異步電動機變換原則與基本思路。為得 到能與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美的靜、動態(tài)性能，提出了以 等效直流電機模型為媒介而形成的矢量控制基本概念。弄清楚矢量變換過程的物理概念是十分重要的。本章的要求是：從異步電動機數(shù)學模型的分析入手再經(jīng) 坐標變換提出了有較滿意性能的矢量控制變頻調(diào)速系 統(tǒng)；必須掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本控制環(huán)節(jié)，它們對不 同的變頻調(diào)速系統(tǒng)都是適用的；也必須掌握其特殊控制環(huán)節(jié)以及各個調(diào)速系統(tǒng)所具有的性能；理解為什么要經(jīng) 坐標變換后獲取異步電動機的數(shù)學模型及其物理意義。二）課程內(nèi)容 第一節(jié) 異步電動機動態(tài)數(shù)學模型的性質(zhì)第二節(jié) 異步電動機的三相數(shù)學模型1

23、 異步電動機的三相動態(tài)模型的數(shù)學表達式2 異步電動機的三相原始模型的性質(zhì)第三節(jié) 坐標變換1 坐標變換的基本思想2 三相-兩相變換3 靜止兩相 -旋轉(zhuǎn)正交變換1 靜止兩相正交坐標系中的動態(tài)數(shù)學模型2 旋轉(zhuǎn)正交坐標系中的動態(tài)數(shù)學模型第五節(jié)異步電動機在正交坐標系上的狀態(tài)方程1狀態(tài)變量的選取2以轉(zhuǎn)速、定子電流、轉(zhuǎn)子磁勢為狀態(tài)變量的狀態(tài)方3以轉(zhuǎn)速、定子電流、定子磁勢為狀態(tài)變量的狀態(tài)方第六節(jié)異步電動機按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)1 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標系狀態(tài)方程2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制的基本思想 3按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)的電流閉環(huán)控制方4按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制方式第七節(jié)

24、異步電動機按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系1 定子電壓矢量對定子磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩的控制作用2 基于定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)3定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩計算模型 4接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的特點與存在的問題第八節(jié)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的比較（三） 考核知識點1. 異步電動機動態(tài)數(shù)學模型的性質(zhì)2異步電動機的三相數(shù)學模型和坐標變換。4異步電動機在正交坐標系上的狀態(tài)方程5異步電動機按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)。6異步電動機按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。7直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的比較。（四）考核要求1. 異步電動機動態(tài)數(shù)學模型的性質(zhì)1）領(lǐng)會了解異步電動機的數(shù)學模型具有高階、 非線性、強耦合、 多變量的性

25、質(zhì)，必須建立這一基本概念。2. 異步電動機的三相數(shù)學模型和坐標變換1）領(lǐng)會熟知在 A、B、 C 坐標系中，對異步電動機電壓方程、 磁鏈方程、運動方程以及轉(zhuǎn)矩方程的推導、并熟記其數(shù)33學模型是多變量的。理解進行坐標變換的必要性以及求出相應(yīng)的各種變換 陣，著重掌握其變換原則與基本思路。經(jīng)坐標變換后的異步電動機數(shù)學模型有很多種，應(yīng)掌握 異步電動機在任意二相旋轉(zhuǎn)坐標系上的數(shù)學模型；而在 二相靜止坐標系上的數(shù)學模型和在二相同步旋轉(zhuǎn)坐標 上的數(shù)學模型是其特例。異步電動機在二相同步旋轉(zhuǎn)坐標系上按轉(zhuǎn)子磁場定向 的數(shù)學模型 -MT 坐標系數(shù)學模型是矢量控制變頻調(diào)速 系繞中控制的理論基礎(chǔ)。3. 異步電動機在正交坐

26、標系上的動態(tài)數(shù)學模型1）識記靜止兩相正交坐標系中的動態(tài)數(shù)學模型 旋轉(zhuǎn)正交坐標系中的動態(tài)數(shù)學模型1）識記按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標系狀態(tài)方程。5異步電動機按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)。1）識記按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的電流閉環(huán)控制方式。按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制方式。了解常用的兩種轉(zhuǎn)矩控制方法。磁鏈開環(huán)轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)間接定向。利用給定值計算轉(zhuǎn)子磁鏈的間接定向方式。2）領(lǐng)會按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想。了解矢量控制原理結(jié)構(gòu)圖。了解異步電動機矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)想。了解常用的兩種電流閉環(huán)控制方法。轉(zhuǎn)子磁鏈計算。知道計算異步電動機轉(zhuǎn)子磁鏈的幾種表示形式。矢量控制系統(tǒng)的特點與存在的

27、問題。6異步電動機按定子磁鏈控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)1）領(lǐng)會定子電壓矢量對定子磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩的控制作用?；诙ㄗ哟沛溈刂频闹苯愚D(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩計算模型。矢量控制系統(tǒng)的特點與存在的問題7直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制1）領(lǐng)會直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制比較的各自特點。第七章 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機雙饋調(diào)速系統(tǒng)一）學習的目的與要求了解繞線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)是交流調(diào)速系 統(tǒng)中高效率的一種調(diào)速方法，因為它能把電動機的轉(zhuǎn)差 功回饋給電網(wǎng)。本章總的要求是：深刻理解繞線轉(zhuǎn)子異步電動機在轉(zhuǎn)子 附加電勢時的工作，弄清繞線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速 系統(tǒng)的工作原理；理解繞線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速系 統(tǒng)的性能；知道如何

28、求取繞線轉(zhuǎn)子異步電動機在串級調(diào) 速工作時的機械特性；了解具有雙閉環(huán)控制的繞線轉(zhuǎn)子 串級調(diào)速系統(tǒng)。二）課程內(nèi)容 第一節(jié)繞線轉(zhuǎn)子異步電動機雙饋調(diào)速工作原理1. 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子附加電動勢的作用2. 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機雙饋調(diào)速的五種工況第二節(jié)繞線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)。1. 串級調(diào)速系統(tǒng)的工作原理第三節(jié)串級調(diào)速的機械特性1. 串級調(diào)速機械特性的特征2. 串級調(diào)速的轉(zhuǎn)子整流器3. 串級調(diào)速的機械特性方程式第四節(jié)串級調(diào)速的經(jīng)濟技術(shù)指標第五節(jié)雙閉環(huán)控制的串級調(diào)速系統(tǒng)。三）考核知識點1繞線轉(zhuǎn)子異步電動機雙饋調(diào)速工作原理。2繞線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)。3串級調(diào)速的機械特性。4雙閉環(huán)控制的串級調(diào)速

29、系統(tǒng)。四）考核要求1繞線轉(zhuǎn)子異步電動機雙饋調(diào)速工作原理。1）領(lǐng)會繞線轉(zhuǎn)子電動機轉(zhuǎn)子附加電動勢的作用。掌握繞線轉(zhuǎn)子 電動機轉(zhuǎn)子附加電動勢時工作的基本概念。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機雙饋調(diào)速的五種工況。理解繞線轉(zhuǎn) 子異步電動機在轉(zhuǎn)子附加電動勢時的五種工況及其功 率流程。串級調(diào)速系統(tǒng)的機械特性推導，繞線轉(zhuǎn)子電動 機在串級調(diào)速下的工作狀態(tài)。2線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)。1）識記掌握串級調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。3串級調(diào)速工作時的機械特性。1）領(lǐng)會串級調(diào)速機械特性的特征。掌握理想空載轉(zhuǎn)速、機械特 性的斜率與最大轉(zhuǎn)矩。串級調(diào)速的轉(zhuǎn)子整流電路。理解轉(zhuǎn)子整流電路的三個工 作狀態(tài)。串級調(diào)速的機械特性方程式。4雙閉環(huán)控制的串

30、級調(diào)速系統(tǒng)。1）識記知道閉環(huán)控制系統(tǒng)是如何組成的。第八章 同步電動機的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一）學習的目的與要求 同步電動機基本原理和類型。本章其他內(nèi)容在自學考試 中不列入考試范圍。二）課程內(nèi)容 第一節(jié)同步電動機基本原理與異步機的區(qū)別1.同步電動機的特點2.同步電動機的分類3. 同步電動機的矩角特性4. 同步電動機的穩(wěn)定運行5. 同步電動機的調(diào)速三）考核知識點1同步電動機基本原理與異步機的區(qū)別。四）考核要求1）識記同步電動機原理及其與異步機區(qū)別。同步電動機原理其他內(nèi)容不列入考核范圍。51第三篇 伺服系統(tǒng)第九章 伺服系統(tǒng)本章在自學考試中不列入考試范圍。m、有關(guān)說明與實施要求、關(guān)于考核目標的說明1 、關(guān)

31、于考試大綱與教材的關(guān)系 考試大綱以綱要的形式規(guī)定了電力拖動自動控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容，是進行學習和考核的依據(jù)；教材是考試大綱所 規(guī)定課程內(nèi)容的具體化和由淺入深、循序漸進地系統(tǒng)論述， 大量例題便于理解，詳細的解題步驟和分析，便于自學應(yīng)考 者自學、理解和掌握?？荚嚧缶V和教材在內(nèi)容上基本一致。2 、關(guān)于考核目標的說明（1）本課程要求應(yīng)考者掌握的知識點都作為考核內(nèi)容。（2）關(guān)于考試大綱四個能力層次的說明 識記：要求應(yīng)考者能知道本課程中有關(guān)的名詞、概念、原理和知識的含義，并能正確認識和表述。領(lǐng)會：要求在識記的基礎(chǔ)上，能全面把握本課程中的基 本概念、基本原理、 基本公式等內(nèi)容， 并能加以區(qū)別和聯(lián)系， 同時有能

32、正確表述。簡單應(yīng)用：要求在領(lǐng)會的基礎(chǔ)上，能應(yīng)用本課程中基本 知識、基本原理、基本方法中的少量知識分析和解決簡單理 論問題或應(yīng)用問題。綜合應(yīng)用：要求在簡單應(yīng)用的基礎(chǔ)上，能運用學過的各 個知識點，綜合分析和解決比較復雜的問題。、關(guān)于自學教材電力拖動自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng) ，阮毅、陳伯時主編，機械工業(yè)出版社， 2009 年 8 月第 4 版。三、自學方法指導通過自學獲得知識無疑地比在課堂上聽課要困難得多。但是，面對浩瀚的知識海洋，即使是莘莘學子或是已走出校 門的青年朋友，甚至是資深的學者，都需要學習、學習、再 學習。自學就是獲得更多、更新知識的最佳的必由路徑。對參加自考的學員來說，正確的學習方法和

33、自學能力的 不斷培養(yǎng)和提高，對自學成才，取得滿意的學習效果會起到 積極作用。如能注意以下幾點，將會有益：1.學習課程內(nèi)容之前，首先閱讀教材目錄，了解教材脈絡(luò)；其次，根據(jù)自學時間分配建議，制訂學習進度計劃。2學習各章教材之前首先閱讀本課程自學考試大綱中有關(guān)這一章的考核知識點、自學要求、重點、難點以及對各 知識點的能力層次要求和考核要求，其次閱讀各章的內(nèi)容提 要與章節(jié)小結(jié)，以便做到心中有數(shù)，掌握主次。3教材要逐段細讀，重點內(nèi)容多讀幾遍，吃透每個知識點，要求做到“對基本概念要深刻理解， 對基本原理要徹底 弄清，對基本方法要牢固掌握”。在未達到上述要求之前， 般不要急于學習新的內(nèi)容；但也要防止被一些細

34、節(jié)問題纏 住，而影響自學進度。4學習過程中，既要思考問題，也要培養(yǎng)演算能力，對教材中的數(shù)學推導及所舉例題可自行演算一遍，推理過程可進一步加深對有關(guān)公式與概念的理解，這有助于不斷提高自學能力。5本課程是一門理論密切聯(lián)系實際的課程，課程中有較強的理論知識（特別在交流調(diào)速系統(tǒng)這一篇中），也有為解決實際問題而進行的計算。 教材中應(yīng)用了已學的“電力電子技術(shù)”“電機與拖動基礎(chǔ)”以及“自動控制原理”等有關(guān)課程的知 識，所以在自學時必要復習上述課程的有關(guān)內(nèi)容。自學者也 應(yīng)注意到， 教材中雖講授了不少調(diào)速系統(tǒng)， 但它們有共同點， 即是：應(yīng)用電力電子變流器以及應(yīng)用反饋控制技術(shù)，為的是 獲得有高性能的自調(diào)速系統(tǒng)。自

35、學者也可感覺到，教材的編 寫遵循由簡入繁，一環(huán)套一環(huán)地解決問題；前面所學的都能 為后面所用。掌握了這幾點，就易于學好本課程。四、自學時間分配建議本課程是一門重要的專業(yè)課， 共4 學分，（含實驗 0.5 學 分）。自學時間包括閱讀教材， 做作業(yè)， 完成實驗及實驗報告 所需的時間。本課程自學時間共需 216 小時，其中課程內(nèi)容 自學時間為 190 小時。課程內(nèi)容自學學時分配建議章次課程內(nèi)容自學時間（小時）一一一緒論3二二二轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)36-三轉(zhuǎn)速、電流反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)36四可逆控制和弱磁控制系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)23五基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電機調(diào)速系統(tǒng)21六基于動態(tài)模型的異步電機調(diào)速系統(tǒng)45

36、七線繞轉(zhuǎn)子異步電動機雙饋調(diào)速系統(tǒng)23八同步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)*3九伺服系統(tǒng)*0合計190*教材中這兩章不列入自學考試范圍。五、對社會助學的要求1 應(yīng)熟知考試大綱對本課程所提出的總的要求和各章的知識點。2 應(yīng)掌握各知識點要求達到的層次，并深刻理解對各知識點的考核要求。3 輔導時，應(yīng)以指定的教材為基礎(chǔ)，考試大綱為依據(jù)， 不要隨意增刪內(nèi)容， 以免與自學考試大綱脫節(jié)。4 輔導時，要注重基礎(chǔ)，突出重點，引導考生認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，積極啟發(fā)考生要依靠自己學懂的學習方法。六、關(guān)于命題考試的要求1、覆蓋面與重點章節(jié)本課程的命題考試，應(yīng)根據(jù)本大綱規(guī)定的考核知識點和 考核要求，來確定考試范圍； 不要任意擴大成縮小考試范圍，提高或降低考