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电气自动控制系统

教学课题
第一章 自动控制系统的基础知识及典型环节
教学目的
与要求
了解自动控制系统的组成，工作原理、系统框图和性能指标。
教学重点
难点
自动控制系统的系统框图，及系统示例
主要教学
方法和手段
讲授、讨论、提问、举例
教具

教学过程

一、概述
1.自动控制技术的发展
2.常用名词术语的定义：对象、系统、干扰、负反馈控制、随动系统、自动调节系统、闭环控制系统和开环控制系统。
二、自动控制系统示例
分析自动控制系统时，首先应明确如下一些问题：
（1） 受控对象是什么？哪些状态参量要求控制？作用在对象上的主要干扰有哪些？
（2） 操纵哪个机构可改变被控量
（3） 有哪些测量元件？测量的是被控量还是干扰？
（4） 给定值或指令由哪个装置提供
（5） 如何实现各信号的偏差计算和判断偏差？
（6） 控制作用通过什么部件来实现？
从以上几点来分析：烘烤炉温度控制系统、位置随动系统和自动调速系统。
课后作业

教学课题
自动控制系统的分类及性能指标
教学目的
与要求
了解自动控制系统的各种分类
教学重点
难点
重点理解自动控制系统的性能指标
主要教学
方法和手段
讲授、讨论、提问
教具

教学过程

一、 按参考输入量变化的规律分类
1. 恒值控制系统
2. 随动控制系统
3. 程序控制系统
二、 按被控量来分类
1. 电力拖动自动控制系统
2. 过程控制系统
三、按信号作用特点分类
1.连续控制系统
2.断续控制系统
四、性能指标
自动控制系统的性能指标通常是指系统的稳定性，稳态性能和动态系能

教学课题
可逆直流调速系统
教学目的
与要求
了解可逆直流调速的电路形式
掌握逻辑控制的无环流可逆调速系统的组成和工作原理
教学重点
难点
逻辑控制的无环流可逆调速系统的工作原理
主要教学
方法和手段
讲授、讨论、提问、作业

教学过程

一、问题的提出
有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。
二、可逆直流调速电路的几种形式
1.电枢可逆电路
电枢反接可逆线路的形式有多种，这里介绍如下3种方式：接触器开关切换的可逆线路、晶闸管开关切换的可逆线路、两组晶闸管装置反并联可逆线路。
2.磁场可逆电路
3.电枢可逆方案与磁场可逆方案的比较

教学课题
可逆拖动的四种工作状态
教学目的
与要求
了解有源逆变及四种基本状态
教学重点
难点

主要教学
方法和手段
讲授、讨论、提问、作业
教具

教学过程

一、有源逆变的概念：电枢由正反晶闸管装置供电的可逆系统，由于晶闸管电路接在交流电源上，当它处于逆变状态时，通常称为有源逆变。
当控制角为a < 90°，晶闸管装置处于整流状态；
当控制角为a > 90°，晶闸管装置处于逆变状态。
因此在整流状态中，Ud0 为正值；在逆变状态中，Ud0 为负值。为了方便起见，定义逆变角 b = 180 ° – a ，则逆变电压公式可改写为
Ud0 = －Ud0 max cosb
二、可逆拖动的工作状态
在可逆调速系统中，正转运行时可利用反组晶闸管实现回馈制动，反转运行时同样可以利用正组晶闸管实现回馈制动。这样，采用两组晶闸管装置的反并联，就可实现电动机的四象限运行。
书P48可见表4-1

教学课题
逻辑控制的无环流可逆调速系统
教学目的
与要求
了解系统的组成及系统的工作原理
教学重点
难点

主要教学
方法和手段
讲授、讨论、提问、作业

教学过程

一、系统的组成
1.主电路
2.检测电路和反馈电路
3.触发电路和控制电路
二、系统的工作原理
三、逻辑控制器的组成
1.电平检测
2.逻辑判断
3.延时电路
4.逻辑保护
课后作业

教学课题
脉宽调制电路的工作原理
教学目的
与要求
了解脉宽调制电路的工作原理和特性
教学重点
难点
脉宽调制电路的工作原理
主要教学
方法和手段
讲授、讨论、提问
教具

教学过程

一、脉宽调制电路：利用大功率的开关作用，将直流电压转换成较高频率的方波电压，加在电动机的电枢上，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均值，从而调节电动机的速度，直流脉宽电路又称PWM电路。
二、不可逆PWM变换器
三、可逆PWM变换器
课后作业
作业

教学课题
脉宽调速系统的开环机械特性及控制电路
教学目的
与要求

教学重点
难点

主要教学
方法和手段
讲授、讨论、提问
教具

教学过程

一、脉宽调速系统的开环机械特性
二、脉宽调速系统的控制电路
1.脉宽调制器
2.逻辑延时环节
3.基极驱动器和保护环节
课后作业
作业

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