《电力拖动自动控制系统》
综述报告
专业及班级 10自动化（2）班 姓 名 孙修才 学 号 1005075044 授 课 老 师 孙强 完 成 时 间 2013-11-23
课程综述得分表
六 一 二 三 四 五 1 得分
合计 2 3 注：课程综述评分标准可参见《学生课程综述应包含的内容及评分标准》
一、课程简介
1、专业地位
电力拖动自动控制系统是自动化专业的一门专业课，同时也是培养一名高素质的自动化专业技术人员的必修课程。电力拖动自动控制系统课程的内容主要包括直流调速系统、交流调速系统和伺服系统。本课程既有完整的理论体系，又有很强的实践性，在教学过程中开设了单独的实验课，目的在于培养学生掌握实验方法和运用理论分析解决实际问题的能力。
2、课程时间分布
本课程于大四上学期开设。第一周到第十二周是教学时间，共72个学时；十三周到十五周是实验时间。本学期共有84个学时。
3、课程目标
直流调速系统是运动控制系统的基础，所以本课程从直流调速系统入门，建立了扎实的控制系统分析与设计的概念和能力后以后，再进入交流调速系统的学习。最后，在掌握调速系统的基本规律和设计方法的基础上，进一步学习伺服系统的分析与设计。使学生通过对本课程的学习了解电力拖动自动控制系统的基本形式及其控制规律，能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计 算和定性分析，培养学生分析问题和解决问题的能力。
二、课程内容
本门课程内容涵盖：可控电源-电动机系统的特殊问题及其机械特性，调速系统的性能指标，交、直流调速系统及伺服系统的工作原理及结构，反馈控制的基本特点，反馈控制系统的静态和动态性能指标及分析方法，调节器结构及参数的设计方法，反馈控制系统的实现，计算机仿真在控制系统的应用等。主要内容分为三篇，共9章。各章节具体内容如下： 第一章：绪论
对运动控制系统的历史与发展以及相关学科作简单的介绍，指出转矩控制是运动控制系统的根本规律，磁场控制也相当重要，并介绍了典型的负载特性。 第二章：转速反馈控制的直流调速系统
可控直流电源主要有两大类，第一类是相控整流器，它把交流电源直接转换成
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可控的直流电源；第二类是直流脉宽变换器，它先用不可控整流器把交流电变换成直流电，然后用PWM脉宽调制方式调节输出的直流电压。本章描述了两类可控直流电源的特性和数学模型，论述了转速反馈控制直流调速系统的控制规律，分析了系统的静差率和数学控制系统的特点，着重介绍了数字测速方法和数字调节器。 第三章：转速、电流反馈控制的直流调速系统
转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应用最广的直流调速系统，本章介绍了其组成和静特性、系统的动态数学模型，并从启动和抗扰两方面分析其性能和转速与电流两个调节器的控制作用，最后介绍的是调节器的工程设计方法。
第四章：可逆控制和弱磁控制的直流调速系统
本章进一步讨论了可逆直流调速系统和弱磁调速控制的直流调速系统，首先讨论了直流PWM可逆直流调速系统，然后介绍了V-M可逆直流系统，包括主电路的可逆线路、晶闸管装置的逆变与回馈、可逆线路的环流及其控制系统，最后讨论了弱磁控制的直流调速系统。
第五章：基于稳态模型的异步电动机调速系统
本章首先介绍基于异步电动机稳态模型的调压调速和变压变频调速系统。包括异步电动机稳态模型、PWM技术、调压调速、转速开环变压变频调速和转速闭环转差控制系统。在基于稳态模型的异步电动机调速系统中，采用稳态等效电路来分析异步电动机在不同电压和频率供电条件下的转矩与磁通的稳态关系和机械特性，并在此基础上设计异步电动机调速系统。 第六章：基于动态模型的异步电动机调速系统
矢量控制系统和直接转矩控制系统是已经获得成熟应用的两种基于动态模型的高性能交流电动机调速系统。这里首先讨论异步电动机数学模型的非线性、强耦合、多变量性质。介绍异步电动机动态模型、矢量控制系统与直接转矩控制系统，讨论了异步电动机的转速估算方法，重点介绍的是异步电动机的性质、数学模型和按转子磁链定向的矢量控制系统。
第七章：绕线转子异步电动机串级和双馈调速系统
控制绕线转子异步电动机的转子电压可以利用其转差功率实现转速调节，构成转差功率馈送型调速系统，效率较高，且具有良好的调速性能。本章首先阐明异步
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电动机双馈调速的基本原理，然后介绍五种工况及其功率流程，接着讨论了串级调速系统的工作原理，机械特性，起动方式等。 第八章：同步电动机变压变频调速系统
本章介绍了同步电动机的基本特征与调速方法，分析同步电动机的失步与启动困难问题，分别介绍自控式和他控式同步电动机的构成和原理，并推导了同步电动机的动态数学模型。 第九章：伺服系统
介绍了伺服系统的基本要求、特征以及构成，伺服系统控制对象的数学模型，以及伺服系统的设计方法，讨论使其稳定运行的条件。
三、学习小结
通过一个学期对《电力拖动自动控制系统》的学习，由于之前的电机拖动学的不是很好，这学期在学习这门课是还是需要花费很多时间的。这门课程非常注重理论联系实际，在学习抽象的基本概念的同时，还涉及自动控制、电力电子技术，内容很多，在学习时将知识点与实际运用联系起来，有助于更深刻的理解。绕线转子异步发电机可作为变速恒频风力发电机，通过转子回路中的变频器控制转差功率的大小和流向来实现变速恒频，实现发电机组的并网运行。发电机定子绕组直接与电网连接。转子绕组由集电环引出后与转子侧变频器连接。转子侧和电网侧变频器均采用PWM四象限变频器，则转差功率可以由转子输出至电网或由电网输入转子，发电机运行在超同步回馈制动状态或次同步回馈制动状态，大大拓宽了风力发电机的速度范围。
通过这门课程的学习，使我们掌握了经典直流调速系统的基本概念、基本原理和基本规律；了解了电力拖动自动控制系统的基本形式及其控制规律及经典直流调速系统的基本体系；能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析。本课程综合性、理论性和实践性都较强，要求我们在掌握基本理论的基础上，能综合运用学过的专业知识，根据生产工艺的具体要求，实现对电机的控制和对一般自动控制系统的分析和设计，从而培养了我们的理论联系实际的能力、分析问题和解决问题的能力。
电力拖动自动控制技术是以电动机为对象，以电力电子技术功率变换器为弱电控制强电的媒质，以自动控制理论为分析和设计基础，以电子线路或计算机为控制
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手段，掌握运动控制系统的控制规律及设计方法。我认为在本学期学习这门课的过程中遇到很多问题，因为很多的知识都是很抽象的，所以再学习之前，一定要做好预习和课后巩固工作。上课时认真听课，做笔记，课下时也应及时复习。其本身的价值已经体现到各个行业，在我们生活中也有很广泛的应用，这为我们即将走上工作岗位上也是必不可少的一门学科。
孙老师已经教了我们两学期了，在每次上课之前都做了很充沛的准备。不仅仅在上课上，有时在做实验时，都会告诉我们做事一定要仔细。在此，感谢孙老师这学期以来对我们的悉心教导。
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