运控课程设计课题举例

设计题目1：电流、转速双闭环调节器设计设计内容：1.转速调节器ASR及电流调节器ACR的设计2.转速反馈和电流反馈电路设计3.集成触发电路设计4.主电路及其保护电路设计设计要求：1.转速调节器ASR（%5n）；2.电流调节器ACR（%5i）设计题目2：单闭环交流电机调压调速系统设计内容：1.实现交流电动机调压调速系统2.实现交流电动机开环调速3.实现交流电动机的闭环调速设计要求：1.交流电动机开环调速（n≤1500rpm）2.交流电动机闭环调速（n≤1000rpm）3.用MATLAB软件进行仿真设计题目3：基于矢量控制的PMSM高性能伺服调速系统设计内容：空间电压矢量的宽调制技术使得交流电机能够获得和直流电机相媲美的性能。而PMSM矢量控制系统采用C语言Q格式编程技术使系统达到较高的性能指标，位置环30000个脉冲给定值（电机转3圈），调节时间为0.15s。设计要求：1.了解空间矢量脉宽调制原理。2.了解永磁同步电机（PMSM）。3.掌握基于矢量控制的PMSM高性能伺服调速系统的设计方法。设计题目4：绕线式异步电动机串级调速系统设计设计内容：本设计主要内容是绕线式异步电动机的串级调速系统主电路和触发电路的设计。其中主电路的设计包括可控整流电路、不可控整流电路和逆变变压器；触发电路主要包括KC系列的移相触发电路和ULN2003。考虑到系统运行时可能出现的问题，相应的设计了系统的保护电路。设计要求：1.设计串级调速主电路；2.选择和设计串级调速触发电路；3.针对过电压、过电流产生的原因采取恰当的保护措施，设计合适保护电路。设计题目5：无刷直流电机的数学建模与仿真设计内容：掌握无刷直流电机的工作原理，掌握无刷直流电机的数学建模方法设计要求：1.完成MATLAB中simulink环境下无刷直流电机的双闭环控制系统的仿真设计题目6：转速、直流双闭环调速系统设计内容：主电路采用三相可控晶闸管整流电路，整流装置采用三相桥式电路，用PI调节器控制，通过改变直流电动机的电枢电压进行调速，学会使用MATLAB软件的使用。设计要求：1.稳态指标：无静差2.动态指标：电流超调量=5％；空载启动到额定转速时转速超调量=10％设计题目7：转速、电流双闭环调速系统设计设计内容：详细讨论直流电机调速系统的工程设计方法。基于直流电机基本方程，建立直流电机转速、电流双闭环调速系统数学模型，给出系统动态结构图并进行了仿真研究，仿真结果验证了控制方案的合理性。设计要求：1.稳态指标：稳态无误差2.动态指标：电流超调量不大于5％;空载起动到额定转速时的转速超调量δ不大于10％设计题目8：2.2KW鼠笼电机变频调速系统设计设计内容：采用2.2KW鼠笼电机和韩国SOHO5.5KW变频器及外围器件组成变频调速实验系统，针对不同的负载特性，采用相应的控制方式和参数设置以达到预期的调试目标。设计要求：1.能够稳定的运行，具备完善的系统保护，对过电压过电流等有预防措施。2.选择4极电机，其基频工作点设置在50Hz，频率0-50Hz（转速0-1480r/min）范围内电机作恒转矩运行，频率50-100Hz（转速1480-2800r/min）范围内电机作恒功率运行，整个调速范围为(0-2800r/min），基本满足一般驱动设备的要求。设计题目9：异步电动机开环直接转矩控制的研究设计内容：针对无速度传感器控制和速度辨识进行深入研究。建立异步电机在αβ坐标系中的数学模型，分析直接转矩控制中的电压空间矢量，磁链控制。设计要求：1.画出异步电机Γ模型等效电路图，利用电机铭牌参数计算出速度辨识所需的参数。2..用MATLAB进行仿真验证设计题目10：异步电动机转差频率间接矢量控制matlab仿真设计内容：电机额定有功2238nPW，额定电压nU=220V，额定频率nf=50HZ,定子电阻sR=0.435，定子漏感1sL=0.002H,转子电阻rR=0.816，转子漏感1rL=0.002H，电机定转子互感mL=0.069H，电机转动惯量J=20.089Kgm,摩擦系数 0.05NFms,电机极对数2p。设计要求：1.能用转差频率的控制方法实现异步电动机的交流调速。1..对异步电动机的转差频率间接矢量控制系统仿真。设计题目11：单闭环转速负反馈调速系统设计内容：解决反馈控制单闭环调速系统启动和堵转时电流过大的问题，在系统中引入自动限制电枢电流环节。要求负反馈限流作用只在起动、堵转时存在，正常运行时，电流能自由地随负载增减。设计要求：1.控制系统性能指标：电流超调量小于等于5%；空载起动到额定转速时的转速超调量小于等于30%；调速范围D=20；静差率小于等于0.03。2.电动机控制系统参数：输出功率：7.5Kw电枢额定电压：220V电枢额定电流：36A额定励磁电流：2A额定励磁电压：110V功率因数：0.85电枢电阻：0.2欧姆电枢回路电感：100mH额定转速：1430rpm设计题目12：转速开环变频调速系统设计内容：讲述交流电机替换直流电机的历史；介绍变频调速的基本控制方式，并通过不同规律进行电压，频率协调控制时的稳态机械特性，分析变频调速的原理设计要求：1.对交-直-交电压源变频组成的转速开环系统进行仿真和波形分析。设计题目13：非独立控制励磁的调速系统的研究设计内容：在阅读文献的基础上，掌握调压和弱磁控制时直流调速系统理论，设计调压和弱磁控制时调节器，熟悉调速系统的仿真工具（Matlab/Simulink），掌握调速系统的仿真研究过程。设计要求：对一个非独立控制励磁的直流调速进行仿真研究。设计题目14：带电压内环的三环直流调速系统设计与实践设计内容：带电压内环的三环直流调速系统具有过流、过压、过载和缺相保护。触发脉冲有故障封锁能力。设计要求：1.调速范围D=10，静差率S≤5％；稳态无静差，电流超调量σi≤5%,；启动到额定转速时的转速退饱和超调量σn≤10％。2.4.对拖动系统设置给定积分器。设计题目15：V-M双闭环不可逆直流调速系统设计设计内容：该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，，系统在工作范围内能稳定工作。系统静特性良好，无静差。调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施。设计要求：1.具有较宽的调速范围（D≥10）。2.动态性能指标：转速超调量δn＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤8-103.调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts≤1s设计题目16：α=β配合控制的直流可逆调速系统设计内容：交流电源160v，50HZ，电动机Un=220v,In=136v,n=1460r/min,λ=2，Rrec=1.3,Ra=0.21，La=0.000543H励磁电压：Uf=220V，Rf=14.7，Lf=0，Lof=0.084H，J=2.29kg·㎡,电抗器：L1~L4为0.002H，平波电抗器为0.015H，Toi=0.002s，Ton=0.014s，α=0.00685，β=0.037。设计要求：1.设计转速调节器、电流调节器参数。2.建立仿真模型并进行仿真。设计题目17：带电流截止负反馈的闭环直流调速系统的分析与设计设计内容：分析电流截至负反馈的转速单闭环直流调速系统的工作原理，熟悉组成环节和每个环节的作用。设计要求：1、主回路方案确定。2、控制回路选择：调节放大器、触发器、电流截止环节，转速负反馈环节、调节器的设计、电流检测环节（须对以上环节画出线路图，说明其原理）。3、变压器计算：变压器原副边电压、电流、容量以及联接组别选择。4、电力电子器件：电压定额、电流定额计算及定额选择。5、系统各主要保护环节的设计：快速熔断器计算选择、阻容保护计算选择计算。6、平波电抗器选择计算或滤波电路的选择。7、电流检测环节comU、Rs的计算。8、转速调节器中1C、1R的计算。（输入电阻均为40KΩ。）9、动态性能指标sT、lT、mT计算。设计题目18：永磁同步电动机的直接转矩控制系统设计内容及要求：本设计是永磁同步电动机的直接转矩控制系统，通过控制永磁同步电动机的磁链和转矩控制实现变频调速。设计要求：1.采用空间矢量的分析方法。2.借助于离散的两点式调节，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制。3.在定子坐标下计算与控制交流电动机的转矩。4.采用MATLAB进行仿真，验证控制方法的正确性。设计题目19：基于SVPWM的异步电动机变频调速的仿真设计设计内容：异步电动机与SPWM逆变器组成的普通功能型开环控制系统的仿真，构建了MATLAB仿真模型，完成了相关仿真工作。设计要求：1.异步电动机参数如下：线电压380V，额定频率50HZ，定子内阻0.087Ω，定子漏感0.8mH，转子内阻0.2Ω，转子漏感0.8mH，定、转子漏感34.7，极对数为4。2.异步电动机与SVPWM逆变器组成的变频调速控制系统的仿真。仿真表明SVPWM可以电机转矩脉动变低，电流波形畸变减小。3.设计题目20：转速、磁链闭环控制的矢量控制系统原理分析及MALAB仿真设计内容：转子磁链模型的计算参数设置为：电动机380V,50HZ,对磁极2，定子内阻0.435Ω,定子漏感0.002mH,转子内阻0.816Ω,转子漏感0.002mH,定、转子互感0.069mH,J=0.19kgm2逆变器直流电源为510V,定子绕组自感0.071mH,转子绕组自感0.071mH,漏磁系数σ=0.056,转子时间常数Tr=0.087s。ASR:Kp=3.8,Ki=0.8,积分限幅±80，输出限幅±75；ATR：Kp=4.5,Ki=12,积分限幅±60，输出限幅±60；AΨR:Kp=1.8,Ki=100,积分限幅±15，输出限幅±13。设计要求：进行转差频率控制的异步电动机矢量控制系统原理分析，建立仿真模型，观测定子电流、转子电流、三相线电压、电磁转矩和转速。设计题目21：异步电动机转子磁场定向控制系统设计设计内容：分析异步电机+的数学模型、异步电机转子磁场定向控制的原理和磁链观测模型。设计要求：1.设计异步电机转子磁场定向控制系统，包括转速闭环、磁链闭环。2.对异步电机转子磁场定向控制系统的动态性能进行MATLAB仿真。f设计题目22：异步电动机CFPWM矢量控制系统仿真设计内容：对电流跟踪性异步电动机矢量控制系统进行分析，并用仿真建模的方法，应用MATLAB下的仿真工具箱SIMULINK对该系统进行仿真和研究。设计要求：1.对PWM电压的仿真波形进行分析研究；2.对电流波形以及旋转磁场进行仿真分析；3.对异步电动机的转矩波形以及转速波形进行仿真分析。设计题目23：直流双闭环调速系统设计设计内容：电流过载倍数5.1，电流滤波时间常数0.002oiTs，转速滤波时间常数0.01onTs，0.18mTs，电流超调量5%i，空载启动到额定转速时的转速超调量10%n。设计要求：1.设计直流双闭环调速系统的原理图；2.设计电流环和转速环并对其进行调节；3.绘制电流环和转速环结构框图；4.分析系统的启动过程；5.仿真曲线的绘制。设计题目24：永磁同步电机直接转矩控制系统的研究设计内容：解决能用到电能转换成机械能的装置。交流电机伺服系统设计。设计要求：1.设计转速调节器、电流调节器参数。2.使用matlab软件对所研究的调速系统进行仿真。设计题目25：异步电动机变压变频调速系统设计设计内容：设计SPWM控制正弦脉宽调制变频控制器，掌握系统结构和工作原理，理解SPWM控制方法设计要求：1.三相异步电机参数:Pn=30kw,f=50Hz,Uab=380V,定子电流Is=60A，电流过载倍数为2，n=1470r/min。2.进线交流电源：三相380V，频率50Hz。3.性能指标：调速范围5:1，转速稳态精度在10%以内，额定转速和额定负载时装置效率高于0.9，功率因数高于0.85，电网电压波动10%时，输出电压波动不大于5%。设计题目26：交流异步电动机矢量控制调速系统设计设计内容：对电机实现矢量控制，使电机满足一定的性能指标，Un=380V，f=50Hz，J=0.1284Nm.S^