| 自动化
《运动控制系统课程设计》教学大纲
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课程名称及编号:运动控制系统课程设计AU410 |
学分 / 学时：2/32 |
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主讲教师（姓名、职称）: 宫亮 高级工程师 |
授课语言: 中文 |
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必修/选修:选修 |
开课时间:秋季 |
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适用专业：自动化 |
开课单位：自动化 |
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授课方式: 实验教学 |
考核方式: 设计报告40%+性能指标30%+回答问题20%+出勤10% |
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先修课程:电力电子技术（同时上课）运动控制系统 |
后修课程 |
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课程简介: 熟悉和掌握开环交流变频调速系统的基本结构、工作原理和机械特性。掌握位置和速度控制，实现转速单闭环有静差和无静差系统设计。 |
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课程培养目标： 本课程主要培养学生的系统分析、实验设计和调试能力。学生需要掌握交流变频调速的原理和电机机械特性，根据目标要求来设计实验系统，通过分析实验结果来查找问题和改进算法，最终具备设计和实施一般工程实验的基本能力。 |
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教学要求： 完成课程后，学生将具备以下能力： 1、 能够应用电力电子技术、运动控制系统、数字程序控制系统等课程的内容分析工程问题，并找到解决方案 2、 能够设计并通过调试来实现复杂工程问题的解决方案 3、 新技术应用以及创新能力 4、 个人的书面报告以及团队的协作能力。 |
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撰写者:宫亮 发布时间: 2014.5
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一、课程性质和教学目标
本课程是自动化专业本科生的综合教学实践课。该课程设计涉及到电力电子技术、运动控制系统、数字程序控制系统、微机控制技术等课程的内容。
本课程设计的基本任务是：
1． 熟悉和掌握开环交流变频调速系统的基本结构、工作原理和机械特性，以及对该系统的硬件设备选型和配置，编制和调试用户程序。
2． 熟悉和掌握转速单闭环有静差交流变频调速系统的基本结构、工作原理和机械特性，编制和调试用户程序。
3． 熟悉和掌握转速单闭环无静差交流变频调速系统的基本结构、工作原理和机械特性，编制和调试用户程序。
4． 熟悉和掌握PI控制算法的参数（包括比例系数、积分时间、采样周期）选择与调整。
5． 熟悉和掌握触摸屏人机界面的制作和调试。
通过交流变频调速系统的设计、调试，掌握各环节和整个系统的调试步骤与方法，加强基本技能训练；重点培养学生交流变频调速系统设计和软件开发的能力；学会实验数据的分析与处理，培养独立分析问题、解决问题的能力；培养求实严谨之科学作风，鼓励学生对所遇到的特殊问题进行深入探讨；编写课程设计报告书。
二、课程教学内容及学时分配
介绍交流变频调速系统试验台，简要讲述运动控制系统的基础理论知识以及典型运动控制系统设计的基本方法。
简要讲述三菱A800变频器和FX3U-485通信模块的性能和特点，参数的设置。
交流变频调速系统主要包括：FX3U-32MT PLC,FX3U-485通信模块，变频器，交流异步电机，直流电机，固定电阻和滑动电阻。
本系统可以实现开环控制、 P 控制、PI控制。要求对各个控制方法进行程序开发和调试，通过触摸屏对系统参数进行设置和修改。
在每种控制方法下，通过改变电阻值，测得相应的电机转速，从而绘制出对应的机械特性。对比三种不同控制方法下的机械特性，加深认识和了解开环、P控制和PI控制方法对系统性能的影响。
编写课程设计报告书。
学时分配：
1． 开环交流变频调速系统的研究。6学时。
2． 转速单闭环有静差交流变频调速系统的研究。6学时。
3． 转速单闭环无静差交流变频调速系统的研究。10学时。
4． PI控制算法的参数（包括比例系数、积分时间、采样周期）选择。8学时。
5． 人机界面的制作。6学时。
三、教学方法
以学生设计、实验为主，教师授课为辅。设计、实验以交流变频调速系统实验台为中心，依托实验室的仪器设备进行。学生分组完成设计、实验任务，教师承担授课、辅导和答疑等。
四、考核及成绩评定方式
实验报告40%
性能指标30%
回答问题20%
出勤10%
五、教材及参考书目
1．《电力电子技术》黄俊 王兆安 机械工业出版社
2．《可编程器控制器原理与应用》 顾战松 陈铁年 国防工业出版社
3．《运动控制系统》 阮毅 陈维钧 清华大学出版社
4．《微型计算机控制技术》谢剑英 贾青 国防工业出版社
大纲撰写人：宫亮