教学单元

教学方式

学时

教学内容（标注重点△，难点*）

教学目标

作业要求

教学手段

1

讲授

2

第一篇       直流拖动控制系统

绪言 运动控制系统举例

1 闭环控制的直流调速系统

1.1 直流调速系统用的可控直流电源

1.2 直流调速系统的主要问题

1.3 △直流脉宽调速系统的主要问题

教学目标：

了解运动控制系统在各行各业中的应用；

掌握直流调速系统用的可控直流电源；

了解V—M、PWM系统的主要问题；PWM调速系统的工作原理，了解PWM发展现状。

习题

1-1

1-2

读图

1-18

1-19

1－20

多媒体辅以板书

2

讲授

2

1.4 △反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计

1.4.1 调速系统的要求和调速指标

1.4.2 开环调速系统及其存在的问题

1.4.3 闭环系统的组成及其静特性

1.4.4 开环机械特性和闭环系统静特性的关系

1.4.5 反馈控制规律

1.4.6 闭环直流调速系统稳态参数的计算

教学目标：

掌握调速系统的静态指标D、S的定义及两者的相互关系，掌握闭环系统静特性与开环系统机械特性的根本区别；

重点掌握反馈控制律、基本特征及闭环系统稳态计算方法。

思考

1-3

1-8

习题

1-4

1-5

1-7

1-9

1-10

读图

1-23

1-24

1-25

1-26

多媒体辅以板书

3

讲授

2

1.4.7 限流保护——电流截止负反馈

1.5 △反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计

1.5.1 反馈控制闭环直流调速系统的动态模型

1.5.2反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件

1.5.3 ★动态校正——PI调节器的设计

教学目标：

掌握单闭环调速系统和限流保护方法；

掌握单闭环调速系统的建模与分析方法。

习题

1-1

1-12

画图

1-31

1-38

多媒体辅以板书

1.6 △比例积分控制规律和无静差调速系统

1.6.1 △积分调节器和积分控制规律

1.6.2 △比例积分控制规律

1.6.3 △无静差直流调速系统及其稳态参数计算

1.7电压反馈电流补偿控制的直流调速系统

1.7.1电压负反馈直流调速系统

1.7.2电流正反馈和补偿控制规律

1.7.3电流补偿控制直流调速系统的数学模型和稳定条件（自学）

1.8单闭环直流调速系统Simulink仿真

教学目标：

重点掌握PI调节器的作用、物理意义及设计方法；

掌握电压负反馈调速系统的特点及采用电流正反馈补偿控制的目的。

习题

1-16

1-17

思考

1-18

读图

1-44

多媒体辅以板书

2双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法

2.1 △转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性

2.1.1 △转速、电流双闭环调速系统的组成

2.1.2 △稳态结构框图和静特性

2.1.3 △各变量的稳态工作点和稳态参数计算

教学目标：

掌握双闭环直流调速系统的结构特点及其在工业电气领域中获得广泛应用的原因；

掌握稳态参数计算方法。

画图

2-2

2-3

2-4

习题

2-1

2-2

2-3

2-5

2-6

多媒体辅以板书

2.2 △双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析

2.2.1双闭环直流调速系统的动态数学模型

2.2.2 △起动过程分析

2.2.3 △动态抗扰性能分析

2.2.4 △转速和电流两个调节器的作用

教学目标：

理解和掌握双闭环系统起动过程的特点；

熟练掌握双闭环调速系统中的两个调节器的作用；

习题

2-4,2-7

2-8

读图

2-6

画图

2-7

多媒体辅以板书

2.3 △调节器的工程设计方法

2.3.1 △工程设计方法的基本思路

2.3.2 △典型系统

2.3.3 控制系统的动态性能指标

教学目标：

重点掌握工程设计方法的特点与思路；

习题

2-10

2-11

画图

2-9

2-10

多媒体辅以板书

2.3.5 △典型Ⅱ型系统性能指标和参数的关系

教学目标：

掌握典型Ⅱ型系统的参数与性能指标的关系；

习题

2-12

2-13

多媒体辅以板书

教学目标：

掌握工程设计方法的特点；

习题

2-14

2-15

读图

2-23

2-24

2-25

2-26

多媒体辅以板书

讲授

2.3.8 转速超调量的抑制——转速微分负反馈

2.4 双闭环直流调速系统Simulink仿真及计算机辅助设计

教学目标：

读图

2-31

2-32

多媒体辅以板书

3 直流调速系统的数字控制

3.1 微型计算机数字控制的主要特点

3.1.1 数字量化

3.1.2 采样频率的选择

3.2 微机控制双闭环直流调速系统的硬件和软件

3.2.1 △微机数控双闭环直流调速系统硬件结构

3.2.2 微机数控双闭环直流调速系统软件框图

教学目标：

掌握微机数字控制系统的特点，学会选择采样频率；

习题

3-1

思考

3-2

读图

3-4

3-5

多媒体辅以板书

3.4 △数字PI调节器

3.4.1 模拟PI调节器的数字化

3.4.2 △改进的数字PI算法

3.4.3 △★智能型PI调节器

教学目标：

习题

3-3

读图

3-17

多媒体辅以板书

4 位置随动系统

4.1 位置随动系统概述

4.1.1 位置随动系统的定义及应用

4.1.2 △随动系统的主要组成部分及其工作原理

4.1.3 随动系统中的位置检测元件

(自整角机,旋转变压器,感应同步器,光电编码盘等)

4.1.4 随动系统与调速系统的比较

教学目标：

掌握随动系统的应用；

掌握随动系统的主要组成；掌握位置检测装置的基本工作原理；

补充

sd-1

多媒体辅以板书

4.2 随动系统的数学模型

4.2.1 随动系统方框图绘制要点

教学目标：

补充

sd-2

sd-3

多媒体辅以板书

4.3 随动系统的稳态误差

4.3.1 随动系统的稳态精度指标

4.3.2 △随动系统稳态误差的组成

4.3.3 随动系统稳态误差的计算

4.3.4 稳态误差计算举例

4.4 随动系统的频率法校正

教学目标：

掌握随动系统稳态误差源，掌握稳态分析与计算的方法；

补充

sd-4

多媒体辅以板书

4.4.2 △随动系统速度负反馈并联校正

4.4.3 △★随动系统速度微分负反馈并联校正

4.4.4 △复合控制校正随动系统小结

教学目标：

补充

sd-5

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5 闭环控制的异步电动机变压调速系统

5.1 异步电动机变压调速电路

5.2 异步电动机改变电压时的机械特性

教学目标：

掌握闭环控制的异步电动机变压调速的原理，

习题

5-1

5-3

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6笼型异步电动机变压变频调速系统

6.1 △变压变频调速的基本控制方式

6.1.1 △基频以下调速

6.1.2 △基频以上调速

6.2 △异步电动机电压－频率协调控制的机械特性

6.2.1 △恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性

6.2.2 △基频以下电压－频率协调控制时的机械特性

教学目标：

认识交流变频调速在工业电气传动领域中的重要地位；

掌握变压变频调速的基本控制方式；

习题

6-1

6-2

多媒体辅以板书

6.3 ★基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统

6.3.1 ★转速开环恒压频比控制调速系统

教学目标：

掌握开环恒压频比控制调速系统的工作原理；

习题

6-8

6-9

6-10

读图

6-37

6-40

6-42

多媒体辅以板书

6.4 ★异步电动机的动态数学模型和坐标变换

6.4.1 △异步电动机动态数学模型的性质

6.4.2 ★三相异步电动机多变量非线性数学模型

6.4.3 ★坐标变换和变换矩阵

6.4.4 ★三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型

教学目标：

掌握异步电动机动态数学模型的性质；

习题

6-45

6-46

6-47

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6.5 ★基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统

6.5.1 △矢量控制系统的基本思路

6.5.2 ★按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用

教学目标：

掌握矢量控制系统的基本思路，了解发展现状；

习题

6-13

6-14

读图

6-52

6-53

6-54

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6.6 ★基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统

6.6.1 △直接转矩控制系统的原理和特点

6.6.2 ★直接转矩控制系统的控制规律和反馈模型

教学目标：

掌握直接转矩控制系统的原理和特点；

习题

6-15

多媒体辅以板书

7 ★同步电动机变压变频调速系统

7.1 同步电动机变压变频调速的特点及其基本类型

7.2 自控变频同步电动机调速系统

7.2.1 △★无刷直流电动机的自控变频调速系统

教学目标：

系统总结分析、解决问题的思路与方法

多媒体辅以板书

交流调速系统网上资料查找，课堂讨论，比较交直流调速、随动系统的优缺点。

教学目标：

培养分析问题解决问题的综合能力；

多媒体辅以板书