《运动控制系统》课程教学大纲 Motion Control System

西北联启大学运动控制系统课程教学大纲课程编号：801118课程名称：运动控制系统英文名称：MotionControlSystem课程属性：必修课学分：3学时：48先修课程：电子技术，电路，电力电子技术，自动控制原理适用专业：自动化一、课程简介《运动控制系统》是自动化专业的一门专业必修课程本课程主要阐述可控电源-电动机系统的特殊问题及机械特性，调速系统的性能指标，直流调速系统的工作原理和结构，反馈控制的特点，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中的应用等。采用多媒体授课和板书授课相结合的教学方法与手段，并结合模拟实验，实现学生的知识掌握和能力培养。通过本课程的学习，使学生掌握直流电力拖动自动控制系统的分析和设计，使学生毕业后能从事相关自动控制系统的研制、设计及维护。二、课程内容及学时分配安排教学环节课时实验课上机讲课习题课讨论课其它合计405688第一单元：单闭环调速系统（建议学时数：14学时）【学习目的和要求】1知识掌握：通过本单元的学习，使学生了解几种供电电源。根据电源类型构造出V-M系统和PWM系统。掌握可控电源-电动机系统的特殊问题及机械特性，调速系统的性能指标要求。掌握单闭环直流调速系统的工作原理和结构，掌握反馈控制系统的静态和动态性能指标及分析方法，掌握调节器结构及参数的设计方法，反馈控制系统的实现，计算机仿真在单闭环调速控制系统中的应用2.能力培养：培养学生设计单闭环调速系统的能力

运动控制系统课程教学大纲 课程名称：运动控制系统 课程编号：801118 英文名称：Motion Control System 课程属性：必修课 学 时：48 学 分：3 先修课程：电子技术，电路,电力电子技术，自动控制原理 适用专业：自动化 一、课程简介 《运动控制系统》是自动化专业的一门专业必修课程。 本课程主要阐述可控电源-电动机系统的特殊问题及机械特性，调速系统的性能指 标，直流调速系统的工作原理和结构，反馈控制的特点，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 在控制系统中的应用等。采用多媒体授课和板书授课相结合的教学方法与手段，并结合 模拟实验，实现学生的知识掌握和能力培养。 通过本课程的学习，使学生掌握直流电力拖动自动控制系统的分析和设计，使学生 毕业后能从事相关自动控制系统的研制、设计及维护。 二、课程内容及学时分配 教 学 环 节 课 时 安 排 讲课 习题课 讨论课 实验课 上机 其它 合计 40 8 8 56 第一单元：单闭环调速系统（建议学时数：14 学时） 【学习目的和要求】 1 知识掌握：通过本单元的学习，使学生了解几种供电电源。根据电源类型构造出 V－M 系统和 PWM 系统。掌握可控电源-电动机系统的特殊问题及机械特性，调速系 统的性能指标要求。掌握单闭环直流调速系统的工作原理和结构，掌握反馈控制系统的 静态和动态性能指标及分析方法，掌握调节器结构及参数的设计方法，反馈控制系统的 实现，计算机仿真在单闭环调速控制系统中的应用。 2.能力培养：培养学生设计单闭环调速系统的能力

西北联启大学3.教学方法：多媒体结合板书理论推导，设问式教学模式【重点】调速方法和调速指标；电流截止负反馈环节；PI调节器的应用【难点】电流截正负反馈环节；PI调节器的应用第二单元：转速、电流反馈控制的直流调速系统（建议学时数：14学时）【学习目的和要求】1知识掌握：掌握转速电流双闭环系统的构成；动态性能指标；典型系统的概念；调速系统工程设计方法；系统参与与时域指标和频域指标关系；了解设计中跟随性能指标与抗扰性能指标与参数的对应表格的应用。2.能力培养：培养学生设计转速、电流双闭环调速系统的能力。3.教学方法：多媒体结合板书理论推导，设问式教学模式。【重点】调速系统工程设计方法【难点】转速超调量计算，第三单元：数字控制调速系统（建议学时数：6学时）【学习目的和要求】1知识掌握：熟练掌握模拟调速系统的基础上推出数字控制系统。介绍数字控制系统的多种构成形式。同时把微型计算机控制的系统的优点充分展现出来。2.能力培养：培养学生设计数字调速系统的能力。3.教学方法：多媒体结合板书理论推导，设问式教学模式。【重点】控制回路的构成形式；数字PI调节器；转速及电流的检测；故障显示报警；系统的离散化与数字化。【难点】

3.教学方法：多媒体结合板书理论推导，设问式教学模式。 【重点】 调速方法和调速指标；电流截止负反馈环节；PI 调节器的应用。 【难点】 电流截止负反馈环节；PI 调节器的应用。 第二单元：转速、电流反馈控制的直流调速系统（建议学时数：14 学时） 【学习目的和要求】 1 知识掌握：掌握转速电流双闭环系统的构成；动态性能指标；典型系统的概念； 调速系统工程设计方法；系统参与与时域指标和频域指标关系；了解设计中跟随性能指 标与抗扰性能指标与参数的对应表格的应用。 2.能力培养：培养学生设计转速、电流双闭环调速系统的能力。 3.教学方法：多媒体结合板书理论推导，设问式教学模式。 【重点】 调速系统工程设计方法。 【难点】 转速超调量计算。 第三单元：数字控制调速系统（建议学时数：6 学时） 【学习目的和要求】 1 知识掌握：熟练掌握模拟调速系统的基础上推出数字控制系统。介绍数字控制系 统的多种构成形式。同时把微型计算机控制的系统的优点充分展现出来。 2.能力培养：培养学生设计数字调速系统的能力。 3.教学方法：多媒体结合板书理论推导，设问式教学模式。 【重点】 控制回路的构成形式；数字 PI 调节器；转速及电流的检测；故障显示报警；系统的 离散化与数字化。 【难点】

西北联启大学数字PI调节器的设计。第四单元：可逆系统与随动系统（建议学时数：12学时）【学习目的和要求】1知识掌握：以环流为主线介绍可逆系统的构成，有环流和无环流系统的构成电路工作原理及调速性能，随动系统构成以及系统精度及误差的概念。本部分动态设计与第二单元相同。2.能力培养：培养学生设计可逆调速系统的能力。3.教学方法：多媒体结合板书理论推导，设问式教学模式【重点】环流的形成及抑制；配合控制有环流系统：逻辑控制无环流系统；随动系统检测元件；系统精度。【难点】转速反向的过渡过程分析。三、考核方式及要求总成绩包括两部分：期未考试成绩和平时成绩，期未考试成绩占总成绩的70%，平时成绩占总成绩的30%。平时成绩包括出勤、作业、课堂回答问题四、教材及参考书1.教材：毅等，电力拖动自动控制系统-运动控制系统（第4版）.机械工业出版社，2009年；2.参考书：汤关浩.电力拖动自动控制系统-运动控制系统.北京：机械工业出版社，2010年五、责任认定1.大纲执笔人：梁秀满2.大纲审定人：郝成

数字 PI 调节器的设计。 第四单元：可逆系统与随动系统（建议学时数：12 学时） 【学习目的和要求】 1 知识掌握：以环流为主线介绍可逆系统的构成，有环流和无环流系统的构成电路、 工作原理及调速性能，随动系统构成以及系统精度及误差的概念。本部分动态设计与第 二单元相同。 2.能力培养：培养学生设计可逆调速系统的能力。 3.教学方法：多媒体结合板书理论推导，设问式教学模式。 【重点】 环流的形成及抑制；配合控制有环流系统；逻辑控制无环流系统；随动系统检测元 件；系统精度。 【难点】 转速反向的过渡过程分析。 三、考核方式及要求 总成绩包括两部分：期末考试成绩和平时成绩，期末考试成绩占总成绩的 70%， 平时成绩占总成绩的 30%。平时成绩包括出勤、作业、课堂回答问题。 四、教材及参考书 1.教材：阮毅等．电力拖动自动控制系统-运动控制系统（第 4 版）．机械工业出版 社，2009 年； 2.参考书：汤天浩.电力拖动自动控制系统-运动控制系统.北京：机械工业出版社， 2010 年 五、责任认定 1.大纲执笔人：梁秀满 2.大纲审定人：郝成

西北联启大学RESEIUNITED UNIVERSIT3.制定时间：2011年11月

3.制定时间：2011 年 11 月